RS-232

 

El protocolo RS-232 es una norma o estándar mundial que rige los parámetros de uno de los modos de comunicación serial. La interfaz RS-232 fue pensada para conectar un DTE (Data Terminal Equipment, "Equipo Terminal de Datos") como por ejemplo una computadora, y un DCE (Data Communication Equipment, "Equipo de Comunicación de Datos"), por ejemplo, un módem.

El DCE es un equipo que hace la interfaz entre el DTE y el medio por el cual se transmitirán los datos. Un ejemplo de DCE es un modem, el cual hace de interfaz entre un PC y la línea telefónica. También pueden conectarse 2 DTE directamente a través de un puerto RS-232. Para ello se emplea un cable denominado null-modem. Este cable es especial, ya que posee líneas de datos y control invertidas entre sus 2 conectores. Además, se conoce que esta interfaz es dúplex, pues usa un mismo par de canales para transmitir como para recibir comunicación de un sistema a otro.  Las tensiones empleadas están comprendidas entre +15/-15 voltios.

Por medio de este protocolo se estandarizan las velocidades de transferencia de datos, la forma de control que utiliza dicha transferencia, los niveles de voltajes utilizados, el tipo de cable permitido, las distancias entre equipos, los conectores, etc.

La comunicación serial establecida en las líneas de transmisión (Tx) y recepción (Rx) debe cumplir el siguiente protocolo:

MARCO TEÓRICO El protocolo RS-232 es una norma o estándar mundial que rige los parámetros de uno de los modos de comunicación serial. La interfaz RS-232 fue pensada para conectar un DTE (Data Terminal Equipment, "Equipo Terminal de Datos") como por ejemplo una computadora, y un DCE (Data Communication Equipment, "Equipo de Comunicación de Datos"), por ejemplo, un módem. El DCE es un equipo que hace la interfaz entre el DTE y el medio por el cual se transmitirán los datos. Un ejemplo de DCE es un modem, el cual hace de interfaz entre un PC y la línea telefónica. También pueden conectarse 2 DTE directamente a través de un puerto RS-232. Para ello se emplea un cable denominado null-modem. Este cable es especial, ya que posee líneas de datos y control invertidas entre sus 2 conectores. Además, se conoce que esta interfaz es dúplex, pues usa un mismo par de canales para transmitir como para recibir comunicación de un sistema a otro.  Las tensiones empleadas están comprendidas entre +15/-15 voltios. Por medio de este protocolo se estandarizan las velocidades de transferencia de datos, la forma de control que utiliza dicha transferencia, los niveles de voltajes utilizados, el tipo de cable permitido, las distancias entre equipos, los conectores, etc.  La comunicación serial establecida en las líneas de transmisión (Tx) y recepción (Rx) debe cumplir el siguiente protocolo: 

•  Idli: Es siempre un ‘1’ lógico por cada señal  de reloj, cuando no se requiere transmitir o recibir un dato. •  Bit de inicio: Es un ‘0’ lógico en sólo una señal de reloj, para indicar que un dato debe ser transmitido o recibido.

•  N-bits del dato: Es el dato (5,6,7, o 8 bits) que se requiere enviar o recibir en forma de señal, un bit por cada señal de reloj de menos de más significativo.

•  Bit de paridad: (opcional) es un bit que verifica que el dato que se está enviando o recibiendo no haya sufrido ninguna alteración, de no ser el caso, se eliminará el dato.

•  Bit de parada: Es ‘1’ lógico por solo una o dos señales de reloj (1 o 2 bits) que indican que el dato ha sido completamente transmitido o recibido. Luego la señal volverá a estar en idli. Durante el proceso, se realiza una transmisión de bits de uno en uno, el cual es un bit a ‘1’ lógico constantemente cuando no se requiere transmitir un dato. La trama comienza con un bit a “0” lógico, que se llama bit de inicio. A continuación, están los n-bits del dato a transmitir, pero comenzando por el bit 0 (la transmisión se hace comenzando por el bit de menor significancia, índice 0, hasta el de mayor significancia, índice “n”). La trama finaliza con un bit a “1” lógico, llamado bit de parada.

La velocidad de transmisión se mide en baudios. Como es una transmisión binaria, en la que sólo son dos valores (0 y 1), un baudio equivale a un bit por segundo (bps). Para que diferentes circuitos se puedan comunicar entre ellos, las frecuencias están normalizadas.  Pueden tener los siguientes valores más comunes:  115200, 56700, 38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 600 y 300 baudios. Para transmitir a una frecuencia de X baudios, se necesita generar una señal cuadrada cuya frecuencia sea igual a X. Por lo tanto, un bit mide 1/X segundos. Cada flanco de subida de esta señal indica cuándo enviar el siguiente bit.

Implementación del circuito:

A nivel de software, la configuración principal que se debe dar a una conexión a través de puertos seriales RS-232 es básicamente:

1.  La selección de la velocidad en baudios (1200, 2400, 4800, 9600 etc.).

2.  La verificación de datos o paridad (paridad par o paridad impar o sin paridad). 

3.  Los bits de parada luego de cada dato (1 o 2 bits).

4.  La cantidad de bits por dato (5,6,7 o 8 bits), que se utiliza para cada símbolo o carácter enviado.

Para la simulación del módulo RS-232 en VHDL, no se consideró bit de paridad, el bit de parada es de un solo 1 bit y el dato es de 8 bits. Asimismo, ya que la simulación es solo en VHDL, no se definió una frecuencia fija.  El circuito básicamente, para la demostración del módulo, es de la siguiente forma:

Referencia:

"Protocolo RS232 En Lenguaje VHDL | Ingeniería Electrónica | Ingeniería Mecatrónica | Apuntes Universitarios | Udocz". 2021. Udocz. https://www.udocz.com/mx/apuntes/39919/protocolo-rs232-en-lenguaje-vhdl.