COMUNICACIÓN SERIAL TRANSMISOR/RECEPTOR

UART 8250

PUERTO SERIAL Un puerto serie es una interfaz de

comunicaciones entre computadores y periféricos en donde la información es transmitida bit a bit enviando un solo bit a la vez en contraste con el puerto paralelo que envía varios bits a la vez.

El puerto serie por excelencia es el RS-232 que utiliza cableado simple desde tres hilos hasta 25 y que conecta computadores o microcontroladores a todo tipo de periféricos, desde terminales a impresoras y módems pasando por ratones y otros hardware.

CARACTERÍSTICAS DEL RS-232 El RS-232 original tenía un conector tipo D de 25

pines, sin embargo la mayoría de dichos pines no se utilizaban, por lo que IBM incorporo desde su PS/2 un conector mas pequeño de solamente 9 pines que es el que actualmente se utiliza.

Uno de los defectos del puerto serie iniciales eran su lentitud en comparación con los puertos paralelos.

Con el paso del tiempo aparecieron multitud de puertos serie de alta velocidad que los hacen muy interesantes ya que utilizan las ventajas de menor cableado y solucionan el problema de la velocidad y mas barato usando la técnica de par trenzado.

Por ello, el puerto RS-232 e incluso multitud de puertos paralelos están siendo remplazados por nuevos puertos serie como USB, firewire o el serial ATA.

Como ya se ha mencionado el puerto serie consiste en un conector tipo DB-25 de 25 pines, aunque es normal encontrar la versión de 9 pines DB-9 como se muestra en la figura 2.3, mas barato e incluso mas extendido para cierto tipo de periféricos.

Las señales con las que trabaja el puerto serie son digitales, de +12V (cero lógico) y -12V (1 lógico), para la entrada y salida de datos, y a la inversa en las señales de control.

El estado de reposo en la entrada y la salida de datos es -12V.

Dependiendo de la velocidad de transmisión empleada, es posible tener cables de hasta 15 metros.

SEÑALES DEL PUERTO SERIAL

SEÑALES DEL PUERTO SERIAL

UART El corazón de un sistema de comunicaciones serie

es la UART, acrónimo de Universal Asynchronous Receiver- Transmiter. Es un chip cuya misión principal es convertir los datos recibidos del bus del PC en formato paralelo, a un formato serie que será utilizado en la transmisión hacia el exterior.

También realiza el proceso contrario: transformar los datos serie recibidos del exterior en un formato paralelo entendible por el bus.

La UART es un dispositivo programable en el que se pueden establecerse las condiciones que se utilizaran para la transmisión como son la velocidad, la paridad, longitud y bits de parada.

TIPOS DE UART

1.NS 8250: la UART de IBM PC original; este circuito tenia un pequeño bug que fue corregido mediante las oportunas modificaciones en las rutinas BIOS y fue sustituido por el 8250-B.

2. NS 8250A: este chip corregía los problemas de los predecesores, sin embargo no podía ser utilizado en algunos modelos precisamente por que el BIOS trataba de corregir un problema inexistente. En cualquier caso este chip no funcionaba más allá de los 9600bps.

3. NS 8250B: este chip fue el último de la saga de los 8250, y reinstalo el antiguo bug, de forma que pudiera funcionar correctamente con las BIOS de los TX. Todos los de esta serie tenían un acceso muy lento, lo que obligaba a incluir estados de espera en el procesador. Tampoco funcionaba por encima de 9600 bps.

4. NS 16450: fue el chip elegido para acompañar a los procesadores 286 de clase AT. Funcionaban bien a 9600 bps, e inauguro la época de módems de alta velocidad. Sin embargo no funcionaba bien en los sistemas XT, debiendo ser sustituido por el 16550.

5. NS 16550: fue el primer chip de su clase dotado con búferes FIFO para su transmisión y recepción de 16 bytes, que le hacen especialmente indicado para comunicaciones rápidas. Era mas rápido que el 16450, operando encima de los 9600 bps, pero seguía adoleciendo de algunos problemas, especialmente en los búferes, por lo que también fue sustituido.

6. NS 16550 A: es la más rápida y fiable de las UARTs; adecuada para operar con módems de alta velocidad, puede operar a 115 Kbps. Su lógica es compatible pin a pin con el 16450, al que puede sustituir.

7. A partir de aquí existen versiones mejoradas de NS o compatibles con el 16550 A de otros fabricantes. El correcto funcionamiento y velocidad de la UART es fundamental para la comunicación serie; con independencia de la velocidad del MODEM o del adaptador RDSI que tengamos, la comunicación no será mas rápida que la que permita la UART

TIPOS DE UART

CONTROL DE DATOS

El RS-232 puede transmitir los datos en grupos de 5, 6,7 u 8 bits, a unas velocidades determinadas (normalmente 9600 bps o más). Después de la transmisión de los datos, le sigue un bit opcional de paridad (indica si el numero de paridad de bits transmitidos es par o impar, para detectar fallos), y después 1 o 2 bits de stop. Normalmente, el protocolo utilizado es 8N1 (que significa, 8 bits de datos, sin paridad y con un bit de stop).

Una vez que se ha comenzado la transmisión de un dato, los bits tienen que llegar uno detrás de otro a una velocidad constante y en determinados instantes de tiempo. Por eso se dice que el RS-232 es asíncrono por carácter y síncrono por bit. Los pines que portan los datos son RXD y TXD. Las demás se encargan de otros trabajos: DTR indica que el computador esta encendido, DSR que el aparato conectado a dicho puerto esta encendido, RTS que el computador puede recibir datos ya que no se encuentra ocupado, CTS que el aparato conectado puede recibir datos, y DCD detecta que existe una comunicación, presencia de datos.

CONTROL DE DATOS

Tanto el aparato a conectar como el computador(o el programa terminal) tienen que usar el mismo protocolo serie para comunicarse entre si. Puesto que el estándar RS-232 no permite indicar en que modo se esta trabajando, es el usuario quien tiene que decidirlo y configurar ambas partes. Como ya se ha visto, los parámetros que hay que configurar son: protocolo serie (8N1), velocidad del puerto serie, y protocolo de control de flujo.

Este último puede ser por hardware o bien por software. La velocidad del puerto serie no tiene por que ser la misma que la de transmisión de los datos, de hecho debe ser superior. Por ejemplo, para transmisiones de 1200 baudios es recomendable usar 9600 baudios, y para 9600 se pueden usar 38400 o bien 19200 baudios.

CONVERTIDORES SERIALES Son aquellos en los que la combinación a

convertir se aplica a través de un único terminal en el que aparecen en secuencia los diferentes bits que lo constituyen. Su diagrama de bloques esta representado en la figura.