La comunicación serie RS232 no desaparecerá en poco tiempo. A pesar de las innovaciones en comunicación serie que han introducido otros protocolos como USB, WiFi y Ethernet, la comunicación RS232 aún es muy usada. Hay varias razones para esa longevidad del protocolo RS232. Una de ellas es que tiene mejor resistencia al ruido de línea que otros protocolos. El protocolo de comunicación RS232 también es mejor para transmitir señales a distancias más largas que las señales generadas por dispositivos I2C o TTL. También es compatible como estándar con muchos ordenadores y fabricantes de periférico de hardware.
Tabla de contenido:
- ¿Qué es el protocolo RS232?
- Estándares de RS232
- Pines RS232
- Formato de Protocolo
- Protocolo de enlace RS232
- RS232 vs. RS485: Una comparación detallada
¿Qué es el protocolo RS232?
La especificación formal del protocolo RS232 lo define como una interfaz de transmisión de datos binarios en serie entre el equipo DTE y el equipo DCE. Un DTE o equipo de terminal de datos, como un ordenador, se encuentra en un extremo de la conexión serie RS232. El equipo de comunicación de datos (DCE), como un módem, se encuentra en el otro extremo de la conexión.
Este diagrama muestra la conexión entre un DTE RS232 (ordenador) y un DCE RS232 (módem). En el ejemplo, el DTE envía datos binarios "11011101" al DCE y el DCE transmite la secuencia binaria "11010101" al dispositivo DTE.
RS232 define los estándares eléctricos, los modos operativos, los niveles de voltaje comunes y la cantidad de bits que se transfieren entre un DTE y un DCE. Es el protocolo de transmisión estándar utilizado en líneas telefónicas terrestres.
Estándares de RS232
Las especificaciones eléctricas de la interfaz RS232 se definieron en 1969. Describen los voltajes eléctricos, la velocidad en baudios, los modos operativos, la impedancia de línea y la velocidad de respuesta utilizada por el protocolo.
Niveles de Voltaje RS232
Los voltajes de línea del RS232 varían de -25V a +25V. Definidos como voltajes de señal y voltajes de control.
Un voltaje de señal entre -3V y -25V representa un '1' lógico y los voltajes entre +3V a +25V representan un '0' lógico. Las señales de voltaje de control usan la lógica negativa donde el "1" lógico indica -3V a -25V y un "0" lógico indica +3V a +25V. Una lectura de voltaje entre -3V y +3V se considera indeterminada.
Velocidad en Baudios
La velocidad en baudios describe el número de bits binarios que se transmiten por segundo. En el protocolo RS232, se admiten velocidades de transmisión de 110 a 230400. Las velocidades en baudios 1200, 4800, 9600 y 115200 son las más usadas. La velocidad en baudios determina la velocidad a la que se produce la transmisión y debe ser la misma en ambos lados de la comunicación.
Modo de Operación
Los dispositivos RS232 utilizan señalización de un solo extremo (dos hilos) para realizar la transmisión de los datos. En este tipo de cableado, un cable está conectado a tierra mientras que el otro se usa para transmitir un voltaje variable. Pueden ser afectados por el ruido producido por las diferencias en el voltaje de tierra de los circuitos del controlador y el receptor. Una ventaja del método de un solo extremo es que se necesitan menos cables la comunicación.
Impedancia de Línea
La variación de impedancia entre el controlador RS232 y el receptor está en el rango de 3KΩ a 7KΩ y está destinado a maximizar la transferencia de voltaje entre los dispositivos.
Velocidad de Subida
La velocidad a la que responde el controlador RS232 se conoce como velocidad de respuesta. Está determinado por los cambios de voltaje de entrada registrados por el controlador. El protocolo RS232 define una velocidad de respuesta mínima con tiempos de subida y bajada lentos. Esto está diseñado para minimizar la interferencia entre señales adyacentes. La velocidad de respuesta máxima normal permitida es de 30V/µs.
Pines RS232
La comunicación entre el DTE y el DCE mediante el protocolo RS232 emplea conectores DB9 o DB25. Ambos tipos de conectores D-sub tienen terminales macho y hembra. Los conectores DB25 emplean 25 pines y los DB9 usan 9 con cada uno de los pines en un pin del RS232 que tiene una función específica. Los diagramas de pines de DB9 y los de DB25 se pueden ver a continuación.
La interfaz serie RS232 tiene nueve pines y se puede obtener en modelos de tipo macho o hembra.
La interfaz de comunicación serie RS232C es una versión actualizada del RS232. Conserva todas las características del estándar original, pero emplea 25 pines. De los 25 o 9 pines de un conector, solo tres se usan para conectar los dispositivos terminales.
Descripcion Funcional
Además de especificar las características eléctricas, el protocolo RS232 define las funciones de cada señal utilizada en la interfaz. Estos incluyen señales de control y temporización, tierra común y señales de datos. Aquí tiene una tabla de las señales y funciones de los pines RS232.
RS232 también proporciona señales secundarias que complementan las señales primarias descritas anteriormente. Estos incluyen señales secundarias TxD, TxD, DTE, RTS y DCD que se pueden utilizar para configurar las conexiones entre equipos DCE y DTE.
Formato de Protocolo
Un mensaje entregado a través del protocolo RS232 comienza enviando un bit de inicio "0". Seguido por siete bits de datos ASCII con un bit de paridad agregado para realizar la verificación. Los bits de paridad determinan la validez del mensaje. La transmisión finaliza con un bit de parada binario "1". Generalmente se envían uno o dos bits de parada.
En el diagrama anterior, el carácter ASCII "A" se transmite con un flujo binario en serie de "1" y "0". Hay un retraso predeterminado entre la transmisión de cada bit cuando la línea se considera inactiva.
Protocolo de enlace RS232
El proceso de intercambiar señales de información entre un emisor y un receptor se conoce como protocolo de enlace. Un enlace de comunicación se construye entre el transmisor y el receptor mediante estas señales. Hay dos tipos de interconexiones RS232: protocolo de enlace de hardware y software.
Los conectores DB9 y DB25 son utilizados en el protocolo de enlace RS232. Solo los pines TxD (Transmisor) y RxD están cruzados si no se implementa el protocolo de enlace. Los otros pines, como RTS, CTS, DSR y DTR, están conectados en bucle.
Cuando el protocolo de enlace es utilizado, las señales RTS y CTS se cruzan al igual que los pines DTR y DSR.
Ventajas
Las múltiples ventajas del protocolo RS232 lo han convertido en un estándar muy utilizado en la comunicación serie. Entre ellos:
- El diseño simple del protocolo.
- Reducción de la sobrecarga de hardware en comparación con la comunicación en paralelo.
- Compatibilidad con la comunicación DTE y DCE.
- Un protocolo económico para desarrollo.
- Muy recomendable para aplicaciones de corta distancia.
Desventajas
El protocolo RS232 tiene ciertas desventajas y limitaciones. No puede utilizar la comunicación full-duplex con el estándar. Al ser un protocolo de un solo extremo puede cambiar el potencial de tierra. RS232 no se recomienda para la comunicación a larga distancia, ya que los cables más largos producen interferencias que afectan a la transmisión en serie.
RS232 vs. RS485: Una comparación detallada
RS232 y RS485 son protocolos de comunicación serie, pero sus aplicaciones difieren significativamente. RS232 destaca por su simplicidad y facilidad de uso en conexiones punto a punto, lo que lo convierte en la opción preferida para la comunicación de corta distancia y sistemas antiguos. RS485, por otro lado, brilla en entornos exigentes que requieren largas distancias, inmunidad al ruido y soporte para múltiples dispositivos. Comprender estas diferencias asegura la elección del protocolo adecuado para necesidades específicas de comunicación.
Diferencias entre RS232 y RS485
| Característica | RS232 | RS485 |
| Tipo de comunicación | Punto a punto (un dispositivo a otro) | Multipunto (admite varios dispositivos en el mismo bus) |
| Máximo de dispositivos | 1 transmisor, 1 receptor | 32 transmisores, 32 receptores (ampliable con repetidores) |
| Distancia | Generalmente hasta 15 metros (50 pies) | Hasta 1.200 metros (4.000 pies) a velocidades bajas |
| Velocidad | Generalmente hasta 115,2 kbps | Hasta 10 Mbps para distancias cortas |
| Tipo de señal | No balanceada (single-ended) | Balanceada (diferencial) para mejor inmunidad al ruido |
| Inmunidad al ruido | Susceptible al ruido eléctrico | Alta resistencia al ruido eléctrico, ideal para entornos industriales |
| Cableado | Utiliza al menos 3 cables (Tx, Rx, GND) | Utiliza cables trenzados para señales diferenciales |
| Control de dirección | Full-dúplex (envío/recepción simultáneos) | Half-dúplex (comunicación alternada) |
| Complejidad de la aplicación | Sencilla, baja complejidad de configuración | Requiere software/hardware adicional para arbitraje del bus y detección de colisiones |
Ventajas de RS232
- Simplicidad: Requiere hardware mínimo e implementación sencilla.
- Costo: A menudo más económico para comunicación con un solo dispositivo.
- Compatibilidad con sistemas antiguos: Perfecto para interactuar con dispositivos más antiguos o simples, como módems y sistemas de punto de venta (POS).
- Comunicación full-dúplex: Permite transmisión y recepción simultáneas sin necesidad de control de dirección.
Ventajas de RS485
- Soporte para múltiples dispositivos: Ideal para sistemas donde varios dispositivos deben comunicarse en el mismo bus, como redes industriales.
- Mayores distancias: Soporta longitudes de cable mucho mayores, lo que lo hace adecuado para grandes instalaciones o comunicación de larga distancia.
- Resistencia al ruido: La señalización diferencial ofrece un mejor rendimiento en entornos con ruido eléctrico, como fábricas o plantas de energía.
