64

ESPECIFICACIONES DEL RS-232El RS-232 es un estándar completo,

es decir que asegura la compatibilidad en-tre el host (anfitrión) y el sistema perifé-rico mediante especificaciones:1) Niveles de señal y voltajes comunes2) Configuración común del cableado de

los pines3) Mínima cantidad de información de

control entre los sistemas host y losperiféricos.A diferencia de otros estándares los

cuales especifican únicamente las carac-terísticas eléctricas de una interface dada,el RS-232 hace referencia tanto a sus ca-racterísticas eléctricas, mecánicas y fun-cionales .

Características EléctricasLas características eléctricas del RS-

232 incluyen especificaciones de volta-je, velocidad de cambio de los niveles deseñal e impedancia de línea.

El original RS-232 fue definido en1962. Esto fue antes de los días de la ló-gica TTL, con lo cual no nos ha de extra-ñar que el estándar no utilice niveles ló-gicos TTL (5V y tierra). En cambio, elnivel alto para el driver de salida es defi-nido en un margen de entre +5V y +15V,mientras que un nivel bajo se define en-tre –3V y –15V. En el receptor se handado 2V de margen de ruido, con lo cuallos niveles admitidos como un alto sonde +3V a +15V y un nivel bajo de entre –3V y –15V.

En la figura 1 podemos observar losniveles lógicos definidos en el estándar.Es importante anotar que en una comu-nicación RS-232, un nivel bajo (-3V a-15V) es definido como un “1” lógico ehistóricamente se ha denominado a estecomo “marking” (Marca), mientras queun nivel alto (+3V a +15V) es definidocomo un estado lógico “0” y este se leconoce como “spacing” (Espacio).

El Estándar además limita la veloci-dad de cambio de la salida del driver, lacual fue introducida para ayudar a redu-cir la probabilidad de interferencia entrelíneas adyacentes. Así pues, la máximavelocidad de cambio es de 30V/us y unavelocidad de transmisión máxima de 20Kbits/segundo.

La impedancia de la interface entre eldriver y el receptor también esta defini-da; de modo que la carga vista por el dri-ver deberá ser de entre 3KW y 7KW .

Para el RS-232 original, una longitudmáxima de 15 metros de cable había sidodefinida, pero, con la revisión “D” (EIA/TIA-232-D) este parámetro cambió. Aho-ra, en lugar de especificar un longitudmáxima de cable, se especificó una ca-pacitancia máxima de 2500pF, lo cual esun parámetro mucho mas adecuado; asípues la longitud máxima del cable estarádada por la capacitancia máxima por uni-dad de longitud del cable empleado.

Características FuncionalesLas características funcionales nos

hablan de las funciones que desempeñanlas distintas señales que son usadas en lainterface. Estas señales están divididas encuatro diferentes categorías: común, da-tos, control y temporización.

La tabla 1 ilustra las señales que sondefinidas en la norma RS-232. Comopuede verse allí existe un número consi-derable de señales definidas por la nor-ma. La norma proporciona una abundan-

INTRODUCCIÓNDebido a la relativa simplicidad y ba-

jos costos de hardware (comparado conuna interface paralela), la comunicaciónserial es ampliamente usada en el mundode la industria.

Actualmente, el protocolo de comu-nicación serial estándar mas popular esciertamente el EIA/TIA-232-E. Este es-tándar, desarrollado por la Asociación deIndustrias Electrónicas conjuntamentecon la Asociación de Industrias de lasTelecomunicaciones (EIA/TIA), es máspopularmente conocido como RS-232,donde por RS se entiende “recommen-ded Stándar” <Estándar Recomendado>, para ayudar a identificar la fuente delestándar.

El nombre oficial del estándar EIA/TIA-232-E es “Interface Between DataTerminal Equipment and Data Circuit–Termination Equipment Employing SerialBinary Data Interchange”, aunque elnombre puede sonar un poco intimidato-rio, el estándar simplemente concierne lacomunicación serial entre el sistema host(Data Terminal Equipment “DTE”) y elsistema periférico (Data Circuit-Termina-tion Equipment “DCE”).

El estándar RS-232 ha sufrido desdesu aparición varias modificaciones enfunción de adaptarse mejor a los reque-rimientos de las comunicaciones seria-les. La letra “E” en el nombre del están-dar indica que es la quinta versión deeste.

65

cia de señales de control y soporta cana-les de comunicaciones primarios y secun-darios.

Afortunadamente pocas aplicaciones,si es que hay alguna, requiere todos estasseñales. Por ejemplo, se usan sólo ochoseñales para un módem típico. Algunasaplicaciones simples pueden requerir sólocuatro señales, mientras otros puedenrequerir sólo señales de datos. Los ejem-plos de cómo la norma de RS-232 se usaen algunos casos del «mundo real” se dis-cuten posteriormente.

La lista completa de las señales defi-nidas se incluye como referencia, ya quese escapa del alcance de este articulo, elpoder explicar la funcionalidad de ellas.

Características MecánicasEl tercera área cubierta por los que

concierne al RS-232 es la interfaz mecá-nica. En particular, RS-232 especifica unconector del 25 pines. Éste es el tamañode conector mínimo que puede acomo-dar todas las señales definidas en la por-ción funcional de la norma. La asigna-ción de pines para este conector se mues-tra en Figura 2. El conector para el equi-po de DCE es macho, mientras que elconector del DTE es un hembra. Aun-que RS-232 especifica un conector del25-pines, debe notarse que a menudo esteconector no se usa. Esto es debido al he-

cho que la mayoría de las aplicacionesno requieren todos las señales definidasy por consiguiente un conector de 25 con-tactos es más grande que necesario. Espor eso, que se utilizan otros tipos deconectores. Quizás el más popular es elconector de 9 contactos DB9S, que tam-bién se ilustra en Figura 2. Este conectorproporciona los medios para transmitir yrecibir las señales necesarias para las apli-caciones de un módem, por ejemplo.

Implementación práctica delRS-232

La mayoría de los sistemas diseñadoshoy no opera usando los niveles de vol-taje RS232. Dado que éste es el caso, esnecesario llevar a cabo una conversiónde niveles para implementar una comu-nicación de RS-232. La conversión deniveles se realiza generalmente por Cir-cuitos integrados especiales RS-232. Es-tos IC típicamente tienen controladoresde línea que generan los niveles de vol-taje requeridos por el RS-232 y recepto-res de línea que pueden recibir el voltajeRS-232 sin ser dañados. Éstos controla-dores de línea y receptores típicamenteinvierten la señal dado que un 1 lógicose representa por un nivel de voltaje bajo

para la comunicación de RS-232 e igual-mente una 0 lógico se representa por unnivel de lógica alto. La Figura 3 ilustra lafunción de un driver/receptor RS-232 enuna aplicación de módem típica. En esteejemplo particular, las señales necesariaspara la comunicación serie se generan yreciben por una UART Los IC´s RS-232realizan la conversión de niveles necesa-ria entre CMOS/TTL y el RS-232.

Simples circuitos de AplicaciónHasta aquí hemos mencionado los

aspectos más relevantes del estándar decomunicación RS-232-E, y hemos dichotambién, que generalmente se necesitancircuitos integrados “especiales” para lafunción de conversión de los niveles RS-232 a niveles lógicos TTL/CMOS y vi-ceversa. Un circuito integrado muy po-pular que realiza esta función es elMAX232, el cual con una fuente de ali-mentación única de 5V, logra la interfaceentre los niveles TTL y RS-232. El es-quema de aplicación típico se ilustra enla figura 4. Como podemos observar, senecesitan algunos pocos componentespara que este circuito integrado especia-lizado consiga su objetivo.

Ahora bien, a veces, por cuestión deespacio, costos, o simplemente por sim-plicidad, existe la posibilidad de imple-mentar esta conversión con algunos po-cos componentes discretos, tales como

Figura 4

66

condensadores, resistencias, diodos ytransistores. Si bien, esta aplicación nocumple al 100% con las especificacionesdel estándar, si nos puede sacar de unbuen apuro, o simplemente permitirnosreducir costos si no es necesario que elsistema en el cual lo implementamoscumpla a cabalidad con las característi-cas mencionadas del estándar.

Veamos pues el esquema del circuitoal cual nos referimos, el cual se ilustra enla figura 5.

Además de este simple circuito, mos-tramos además el esquema de un monta-je en la figura 6, que nos permitirá reali-zar un enlace inalámbrico entre dos or-denadores.

Para esta aplicación utilizaremos en-tre otros componentes un MAX232 (sibien podemos utilizar el circuito de la fi-gura a cambio del MAX) y un diodo lá-ser, de entre 630 y 680nm y de entre 1mwy 5mw que son los diodos láser que ge-neralmente se encuentran en el comercio

Lista de materiales delTransceptor Láser

R1: 4.7KR2: 1KR3: 220P1: 10KP2: 4.7KC1: 10uFC2 a C5: 1uF (Tantalio)Reg: LM7805T: BC109D1: Led 3mmFototransistor BPX43 o similarIC1: MAX232IC2: LM324Conector DB9 machoDiodo láser (l= 630 a 680nm,

P= 1mW a 5mW)

Listado de componentes delconversor RS232 ßà TTL

R3, R4, R5, R7 = 4.7KR6 = 2.2KD1, D2 = 1N914 o 1N4148Q1 = 2N2222Q2 = 2N2907

o bien son los que incorporan los común-mente conocidos punteros láser.