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RS232

RS232

Un aspecto importante a tener en cuenta cuando se trabaja con dispositivos electrónicos es el tipo de protocolo de comunicación de datos que utilizan. Las comunicaciones serie están muy extendidas en la industria electrónica debido a su relativa sencillez y a sus escasos requisitos de hardware, en comparación con las comunicaciones de interfaz paralela.

Este artículo tratará sobre un protocolo de comunicación serie antiguo pero aún utilizado: el RS-232.


¿Qué es RS232?

RS232 (Norma recomendada 232) es una norma de comunicación de datos binarios en serie introducida en 1960. La norma define los pines y señales de conexión entre un equipo terminal de datos (DTE) y un equipo de comunicaciones de datos (DCE).

Características de RS-232

  • Comunicación de datos en serie
  • Transmisión desequilibrada
  • Comunicación punto a punto
  • Comunicación asíncrona
  • Comunicación full dúplex

Relacionados: Comunicación serie frente a comunicación paralela

Antes de la norma RS232, los dispositivos se enlazaban a través de líneas telefónicas de voz analógicas que requerían módems para la traducción de señales, lo que era propenso a errores de datos y exigía configuraciones complejas.

La norma RS232 se desarrolló para garantizar una comunicación de datos fiable y fomentar la compatibilidad entre dispositivos de distintos fabricantes, promoviendo así la producción en masa y la competencia.

¿Quién creó la norma RS232?

El estándar RS232 fue desarrollado por la Telecommunication Industry Association (TIA), de ahí que también se le conozca como EIA/TIA-232. La versión original y otras versiones de la norma RS232 sólo pueden adquirirse a través del sitio web oficial de la oficial dela TIA. Puedes encontrar muchos recursos gratuitos en Internet que te ayudarán a entender e implementar RS232 en tu próximo proyecto.

Una conexión de cableado RS232 común incluye conexiones de señal de 3 hilos, Tx (Transmisor), Rx (Receptor) y GND (Tierra).

Ejemplo de conexión básica RS232 de 3 hilos
Ejemplo de conexión RS232 a 3 hilos

A lo largo de los más de 60 años transcurridos desde el desarrollo de la norma RS232, la Electronic Industries Association ha publicado varias modificaciones y cambios de nombre, entre los que destacan el EIA232, introducido en 1991, y el TIA232, introducido en 1997.

Historial de versiones de RS232

El estándar de comunicación RS-232, que en su día fue un estándar en muchos dispositivos informáticos, como impresoras, ratones, teclados y joysticks, fue sustituido en muchos periféricos informáticos por el estándar de comunicación USB a principios de la década de 2000. Otros estándares más recientes, como RS485, SPI, I²C y CAN, han ganado popularidad por sus características más avanzadas.

El estándar de comunicación de datos RS-232 sigue siendo muy utilizado hoy en día debido a su diseño sencillo y a su presencia en redes y sistemas industriales en los que se necesita una comunicación de datos de baja velocidad.

placa base con RS232

Especificaciones RS232

El ámbito de aplicación de la norma RS232 define las características eléctricas, funcionales y mecánicas de las señales de la comunicación de datos en serie punto a punto entre el equipo terminal de datos (DTE) y el equipo de comunicaciones de datos (DCE).

Características eléctricas de RS232

La norma RS232 define características eléctricas como tensiones, velocidad de transmisión de datos, velocidad de giro e impedancia. La siguiente tabla resume algunas de las características eléctricas originales del estándar RS232.

Especificaciones eléctricas RS-232
Modo de funcionamiento: Un solo extremo
Número de dispositivos: 1 conductor, 1 receptor
Arquitectura de autobuses: Punto a punto
Modo de comunicación: Dúplex completo
Longitud del cable (máx.): 50 pies (velocidad máxima de datos 20kbps)
Velocidad de datos (máx.): 1Mbps
Señal: Desequilibrado
Marca (binario 1): -5 V (mín.), -15 V (máx.)
Espacio (0 binario): 5 V (mín.), 15 V (máx.)
Nivel de entrada (min): ±3V
Impedancia: 3kΩ a 7kΩ
Tasa de rotación de salida: 30 V/µs (máx.)
Cable RS232

Cabe señalar que en la revisión EIA/TIA-232-D, en lugar de especificar la longitud máxima del cable, la norma especifica la carga capacitiva máxima de 2500 pF, que es más apropiada. Además, el rango de tensión lógica se amplió de ±15V a ± 25V.

Niveles de tensión lógica RS232

Un verdadero estándar RS232 no utiliza niveles de tensión TTL (5V para 1 lógico y 0V para 0 lógico). En su lugar, la norma original especifica de -5V a -15V para un nivel bajo (espacio) y de +5V a +15V para un nivel alto (marca). La versión EIA/TIA-232-D aumentó el rango de tensión a ± 25V.

Teniendo en cuenta el margen de ruido de 2V, un nivel bajo (-3V a -15V) se define como un 1 lógico (marcado), y un nivel alto (+3V a +15V) se define como un 0 lógico (espaciado).

Más información: Cómo protegerse contra las descargas electrostáticas (ESD)

Niveles de tensión lógica RS232
Niveles de tensión lógica RS232.

La velocidad de giro máxima es de 30V/µs, y la velocidad de datos máxima utilizando la longitud máxima de cable de 50 pies es de 20kbps para evitar la diafonía entre señales adyacentes. La impedancia entre el excitador y el receptor está especificada entre 3kΩ y 7kΩ.

RS232 TTL

RS232 TTL es un término utilizado para referirse a un tipo de protocolo de comunicación serie que utiliza especificaciones del tipo RS232 pero con señales lógicas compatibles con circuitos TTL (lógica de transistor-transistor). Los niveles de tensión de la comunicación serie TTL se mantienen siempre entre 0 V (0 lógico) y Vcc (1 lógico, que suele ser de 3,3 V o 5 V).

Aunque el RS-232 real no se utiliza tanto como antaño, la variante RS-232 TTL se sigue utilizando en aplicaciones en las que son necesarios sus niveles de tensión más bajos y la compatibilidad de la señal con los microcontroladores. Muchos de nuestros productos de Newhaven Display son compatibles con la comunicación serie RS232 TTL.

Ejemplos de pantallas LCD serie RS232 TTL en Newhaven Display
Ejemplos de pantalla serie RS232 TTL en Newhaven Display

Niveles de tensión lógica RS232 vs RS232 TTL
RS232 frente a niveles de tensión lógica TTL RS232.

La comunicación entre un RS232 verdadero y un TTL es posible mediante un dispositivo capaz de invertir las señales lógicas y regular los niveles de tensión de la señal. El circuito integrado MAX232 es una solución popular para manejar los problemas de conversión e inversión de voltaje cuando se necesita comunicación entre RS232 verdadero y TTL.

Características funcionales de RS232

La norma RS232 define las funciones de las señales. Aunque la norma define multitud de señales funcionales, incluido un canal de comunicaciones primario y otro secundario, pocas aplicaciones necesitan o requieren todas estas señales.

Las señales de la interfaz estándar RS232 pueden dividirse en 4 categorías:

  • Líneas de datos
  • Líneas de control
  • Líneas de tiempo
  • Funciones secundarias

Pines de señal RS232 - Función completa de las señales

Mnemotecnia de la señal Nombre de la señal Direction
DTE ⇔ DCE
Tipo de señal
AB Señal común - Común
BA Datos transmitidos (TD) Datos
BB Datos recibidos (RD) Datos
CA Solicitud de envío (RTS) Controlar
CB Despejar para enviar (CTS) Controlar
CC Data Set Ready (DSR) Controlar
CD Terminal de datos listo (DTR) Controlar
CE Indicador de anillo (RI) Controlar
CF Detección de portadora de datos (DCD) Controlar
CG Detección de la calidad de la señal (SQ) Controlar
CH Selector de velocidad de la señal de datos del DTE Controlar
CI Selector de velocidad de la señal de datos del DCE Controlar
CJ Listo para recibir Controlar
RL Loopback remoto Controlar
LL Loopback local Controlar
TM Modo de prueba Controlar
DA Reloj transmisor del DTE Cronometraje
DB Reloj transmisor del DCE Cronometraje
DD Reloj receptor del DCE Cronometraje
SBA Datos secundarios transmitidos S(TD) Datos
SBA Datos secundarios recibidos S(RD) Datos
SCA Solicitud secundaria de envío S(RTS) Controlar
SCB Secundario Clear to Send S(CTS) Controlar
SCB Detección de portadora de datos secundaria S(DCD) Controlar

Características mecánicas

RS232 define un conector de 25 patillas como el tamaño mínimo de conector para admitir todas las señales funcionales. Los equipos DTE utilizan una carcasa hembra para el conector y una carcasa macho para las patillas de conexión. Los equipos DCE utilizan una carcasa macho para el conector y una hembra para los pines de conexión.

Dado que la mayoría de las aplicaciones no requieren todas las señales especificadas, rara vez se utiliza un conector de 25 patillas debido a su mayor tamaño. En su lugar, se suelen utilizar conectores en miniatura D más pequeños, como el DB-9.


Usos y ejemplos de RS232

RS232 ya no es el estándar principal en los productos de consumo debido a la existencia de tecnologías más nuevas y avanzadas como USB. Sin embargo, el estándar RS232 se sigue utilizando en aplicaciones industriales y comerciales con requisitos sencillos de comunicación de datos en serie, como controles industriales, equipos de automatización, comunicaciones de red, robótica y equipos médicos.

RS232 Ejemplos

  • Interfaz entre una pantalla LCD y un módulo.
  • Interfaz entre máquinas CNC y sistemas de control.
  • Comunicación entre un ordenador (DTE) y un módem (DCE).
  • Interfaz entre un PLC (controlador lógico programable) y un módulo.
  • Comunicación entre una impresora y un módem.

Un ejemplo típico del estándar RS232 es la comunicación serie entre un ordenador (equipo DTE) y un módem (equipo DCE) mediante un cable DB9.

DB9 macho Cable Pinout

Disposición de pines del conector DB9
Disposición de pines del conector DB9.

¿Lo sabías?

Los conectores subminiatura D, al igual que los DB-9, empiezan por la letra D debido a su cubierta metálica en forma de D. La letra que sigue a la D indica el tamaño de la carcasa. 


RS-232 Ventajas y desventajas

RS232 es una interfaz serie de bajo coste compatible con muchos dispositivos nuevos y heredados, fácil de implementar, con cableado simplificado y buena inmunidad a las interferencias electromagnéticas. Algunas de las desventajas de RS232 son su baja velocidad de comunicación de datos, las tensiones negativas y positivas de la señal, que pueden complicar el diseño de la fuente de alimentación, su limitación a un solo maestro y un solo esclavo, y su transmisión desequilibrada, que puede ser propensa al ruido.

RS-232 Ventajas

  • Bajo coste.
  • Cableado simplificado.
  • Ampliamente disponible.
  • Buena inmunidad a las interferencias electromagnéticas.

RS-232 Desventajas

  • Baja velocidad de comunicación de datos: 20 kb por segundo.
  • Limitado a distancias cortas - Funciona bien para distancias inferiores a 15 metros.
  • La necesidad de una tensión de señal positiva y negativa aumenta el consumo de energía de la interfaz y complica el diseño de la fuente de alimentación.
  • Transmisión desequilibrada.

Conclusión

RS232 es una opción excelente para aplicaciones que requieren una comunicación serie sencilla y de baja velocidad. Aunque el propósito original de la norma era conectar un terminal con un módem, se ha utilizado más allá de su propósito original debido a su simplicidad y coste relativamente bajo.

16 de diciembre de 2022 Personal de Newhaven

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