RS-232 - RS-232

Un conector DB-25 como se describe en el estándar RS-232
Equipo de terminación de circuito de datos (DCE) y red de equipo terminal de datos (DTE). Telefonnetz se refiere a una red telefónica ; EIA-232 es un nombre antiguo para RS-232, el estándar de comunicación en serie.

En telecomunicaciones , RS-232 , el estándar recomendado 232 es un estándar introducido originalmente en 1960 para la transmisión de datos por comunicación en serie . Se define formalmente señales de conexión entre un DTE ( equipo terminal de datos ), tal como un terminal de ordenador , y un DCE ( terminación del circuito de datos equipo o comunicación de datos de equipos ), tal como un módem . El estándar define las características eléctricas y la sincronización de las señales, el significado de las señales y el tamaño físico y la distribución de pines de los conectores. La versión actual del estándar es TIA-232-F Interfaz entre equipos terminales de datos y equipos de terminación de circuitos de datos que emplean intercambio de datos binarios en serie , emitida en 1997. El estándar RS-232 se había utilizado comúnmente en puertos serie de computadoras y todavía se usa ampliamente utilizado en dispositivos de comunicación industrial.

Un puerto serie que cumple con el estándar RS-232 fue una vez una característica estándar de muchos tipos de computadoras. Las computadoras personales los usaban para conexiones no solo a módems, sino también a impresoras , ratones de computadora , almacenamiento de datos, fuentes de alimentación ininterrumpida y otros dispositivos periféricos.

En comparación con interfaces posteriores como RS-422 , RS-485 y Ethernet , RS-232 tiene una velocidad de transmisión más baja, una longitud máxima de cable más corta, una oscilación de voltaje más grande, conectores estándar más grandes, sin capacidad multipunto y capacidad multipunto limitada. En las computadoras personales modernas, el USB ha desplazado a RS-232 de la mayoría de sus funciones de interfaz periférica. Pocas computadoras vienen equipadas con puertos RS-232, por lo que se debe usar un convertidor externo de USB a RS-232 o una tarjeta de expansión interna con uno o más puertos seriales para conectarse a los periféricos RS-232. Sin embargo, gracias a su simplicidad y ubicuidad pasada, las interfaces RS-232 todavía se utilizan, particularmente en máquinas industriales, equipos de red e instrumentos científicos donde una conexión de datos por cable de corto alcance, punto a punto y baja velocidad es totalmente adecuada. .

Alcance de la norma

El estándar RS-232-C de la Asociación de Industrias Electrónicas (EIA) a partir de 1969 define:

  • Características de la señal eléctrica, como niveles de voltaje, velocidad de señalización , temporización y velocidad de respuesta de las señales, nivel de resistencia al voltaje, comportamiento de cortocircuito y capacidad de carga máxima .
  • Interfaz características mecánicas, conectores enchufables e identificación de pines.
  • Funciones de cada circuito en el conector de interfaz.
  • Subconjuntos estándar de circuitos de interfaz para aplicaciones de telecomunicaciones seleccionadas.

El estándar no define elementos como la codificación de caracteres (es decir , ASCII , EBCDIC u otros), la estructura de los caracteres (bits de inicio o parada, etc.), el orden de transmisión de los bits o los protocolos de detección de errores. El formato de los caracteres y la velocidad de transmisión de bits los establece el hardware del puerto serie, normalmente un UART , que también puede contener circuitos para convertir los niveles lógicos internos en niveles de señal compatibles con RS-232. El estándar no define velocidades de transmisión de bits, excepto que dice que está diseñado para velocidades de bits inferiores a 20.000 bits por segundo.

Historia

RS-232 fue introducido por primera vez en 1960 por la Asociación de Industrias Electrónicas (EIA) como estándar recomendado . Los DTE originales eran teletipos electromecánicos y los DCE originales eran (normalmente) módems. Cuando comenzaron a usarse terminales electrónicos (inteligentes y tontos), a menudo se diseñaron para ser intercambiables con teletipos y, por lo tanto, admitían RS-232.

Debido a que el estándar no preveía los requisitos de dispositivos como computadoras, impresoras, instrumentos de prueba, terminales POS , etc., los diseñadores que implementaban una interfaz compatible con RS-232 en sus equipos a menudo interpretaban el estándar de manera idiosincrática. Los problemas comunes resultantes fueron la asignación de pines no estándar de los circuitos en los conectores y las señales de control incorrectas o faltantes. La falta de cumplimiento de las normas produjo una industria próspera de cajas de conexiones , cajas de conexiones, equipos de prueba, libros y otras ayudas para la conexión de equipos dispares. Una desviación común del estándar era impulsar las señales a un voltaje reducido. Por lo tanto, algunos fabricantes construyeron transmisores que suministraban +5 V y −5 V y los etiquetaron como "compatibles con RS-232".

Más tarde, las computadoras personales (y otros dispositivos) comenzaron a hacer uso del estándar para poder conectarse a los equipos existentes. Durante muchos años, un puerto compatible con RS-232 fue una característica estándar para las comunicaciones en serie , como las conexiones de módem, en muchas computadoras (con la computadora actuando como DTE). Se mantuvo en uso generalizado hasta finales de la década de 1990. En los periféricos de las computadoras personales, ha sido reemplazado en gran medida por otros estándares de interfaz, como USB. RS-232 todavía se usa para conectar diseños más antiguos de periféricos, equipos industriales (como PLC ), puertos de consola y equipos de propósito especial.

El estándar ha sido renombrado varias veces durante su historia cuando la organización patrocinadora cambió su nombre, y ha sido conocido como EIA RS-232, EIA 232 y, más recientemente, como TIA 232. El estándar continuó siendo revisado y actualizado por el Asociación de Industrias Electrónicas y desde 1988 por la Asociación de Industrias de Telecomunicaciones (TIA). La revisión C se emitió en un documento con fecha de agosto de 1969. La revisión D se emitió en 1986. La revisión actual es TIA-232-F Interfaz entre equipos terminales de datos y equipos de terminación de circuitos de datos que emplean intercambio de datos binarios en serie , emitida en 1997. Cambios desde revisión C han estado en el tiempo y los detalles destinado a mejorar la armonización con el CCITT estándar ITU-T / CCITT V.24  [ de ] , pero el equipo incorporado a la norma actual interoperar con versiones anteriores.

Los estándares ITU-T relacionados incluyen V.24 (identificación de circuito) y ITU-T / CCITT V.28  [ de ] (voltaje de señal y características de tiempo).

En la revisión D de EIA-232, el conector subminiatura D se incluyó formalmente como parte del estándar (solo se mencionó en el apéndice de RS-232-C). El rango de voltaje se amplió a ± 25 voltios y el límite de capacitancia del circuito se estableció expresamente como 2500 pF. La revisión E de EIA-232 introdujo un nuevo conector "Alt A" estándar de carcasa D de 26 pines, más pequeño, y realizó otros cambios para mejorar la compatibilidad con los estándares V.24, V.28 e ISO 2110 del CCITT.

Historial de revisión del documento de especificación:

  • EIA RS-232 (mayo de 1960) "Interfaz entre el equipo terminal de datos y los datos"
  • EIA RS-232-A (octubre de 1963)
  • EIA RS-232-B (octubre de 1965)
  • EIA RS-232-C (agosto de 1969) "Interfaz entre equipos terminales de datos y equipos de comunicación de datos que emplean intercambio de datos binarios en serie"
  • EIA EIA-232-D (1986)
  • TIA TIA / EIA-232-E (1991) "Interfaz entre equipos terminales de datos y equipos de comunicaciones de datos que emplean intercambio de datos binarios en serie"
  • TIA TIA / EIA-232-F (octubre de 1997)
  • ANSI / TIA-232-F-1997 (R2002)
  • TIA TIA-232-F (R2012)

Limitaciones de la norma

Debido a que RS-232 se usa más allá del propósito original de interconectar un terminal con un módem, se han desarrollado estándares sucesores para abordar las limitaciones. Los problemas con el estándar RS-232 incluyen:

  • Las grandes oscilaciones de voltaje y el requisito de suministros positivos y negativos aumentan el consumo de energía de la interfaz y complican el diseño de la fuente de alimentación. El requisito de oscilación de voltaje también limita la velocidad máxima de una interfaz compatible.
  • La señalización de un solo extremo referida a una señal de tierra común limita la inmunidad al ruido y la distancia de transmisión.
  • La conexión multipunto entre más de dos dispositivos no está definida. Si bien se han ideado "soluciones alternativas" multipunto, tienen limitaciones en cuanto a velocidad y compatibilidad.
  • El estándar no aborda la posibilidad de conectar un DTE directamente a un DTE, o un DCE a un DCE. Se pueden usar cables de módem nulos para lograr estas conexiones, pero estos no están definidos por el estándar, y algunos de estos cables usan conexiones diferentes que otros.
  • Las definiciones de los dos extremos del enlace son asimétricas. Esto hace que la asignación de la función de un dispositivo recientemente desarrollado sea problemática; el diseñador debe decidir sobre una interfaz similar a DTE o similar a DCE y qué asignaciones de clavijas del conector utilizar.
  • Las líneas de control y protocolo de enlace de la interfaz están destinadas a la configuración y desactivación de un circuito de comunicación de acceso telefónico ; en particular, el uso de líneas de apretón de manos para el control de flujo no se implementa de manera confiable en muchos dispositivos.
  • No se especifica ningún método para enviar energía a un dispositivo. Si bien se puede extraer una pequeña cantidad de corriente de las líneas DTR y RTS, esto solo es adecuado para dispositivos de baja potencia como ratones .
  • El conector D-sub de 25 clavijas recomendado en la norma es grande en comparación con la práctica actual.

Papel en las computadoras personales modernas

Tarjeta PCI Express x1 con un puerto RS-232 en conector de 9 pines

En el libro PC 97 Hardware Design Guide , Microsoft desaprobó la compatibilidad con el puerto serie compatible con RS-232 del diseño original de IBM PC. Hoy en día, RS-232 ha sido reemplazado principalmente en computadoras personales por USB para comunicaciones locales. Las ventajas en comparación con RS-232 son que el USB es más rápido, usa voltajes más bajos y tiene conectores que son más simples de conectar y usar. Las desventajas del USB en comparación con el RS-232 son que el USB es mucho menos inmune a la interferencia electromagnética (EMI) y que la longitud máxima del cable es mucho más corta (15 metros para RS-232 frente a 3-5 metros para USB, dependiendo de la velocidad del USB utilizada).

En campos como la automatización de laboratorios o la topografía, los dispositivos RS-232 pueden seguir utilizándose. Algunos tipos de controladores lógicos programables , variadores de frecuencia , servovariadores y equipos de control numérico computarizado son programables a través de RS-232. Los fabricantes de computadoras han respondido a esta demanda reintroduciendo el conector DE-9M en sus computadoras o poniendo a disposición adaptadores.

Los puertos RS-232 también se utilizan comúnmente para comunicarse con sistemas sin cabeza , como servidores , donde no hay ningún monitor o teclado instalado, durante el arranque cuando el sistema operativo aún no se está ejecutando y, por lo tanto, no es posible una conexión de red. Una computadora con un puerto en serie RS-232 puede comunicarse con el puerto en serie de un sistema integrado (como un enrutador ) como una alternativa al monitoreo a través de Ethernet.

Interfaz física

En RS-232, los datos del usuario se envían como una serie temporal de bits . Tanto las transmisiones síncronas como las asíncronas son compatibles con el estándar. Además de los circuitos de datos, la norma define una serie de circuitos de control que se utilizan para gestionar la conexión entre el DTE y el DCE. Cada circuito de datos o de control solo funciona en una dirección, es decir, señalizando desde un DTE al DCE adjunto o al revés. Debido a que la transmisión de datos y la recepción de datos son circuitos separados, la interfaz puede funcionar en modo dúplex completo , admitiendo el flujo de datos concurrente en ambas direcciones. El estándar no define el entramado de caracteres dentro del flujo de datos o la codificación de caracteres.

Niveles de voltaje

Traza esquemática del osciloscopio de los niveles de voltaje para un carácter ASCII "K" (0x4B) con 1 bit de inicio, 8 bits de datos (el bit menos significativo primero), 1 bit de parada. Esto es típico de las comunicaciones de arranque y parada, pero el estándar no dicta un formato de caracteres ni un orden de bits.
Línea de datos RS-232 en los terminales del lado del receptor (RxD) sondeados por un osciloscopio (para un carácter ASCII "K" (0x4B) con 1 bit de inicio, 8 bits de datos, 1 bit de parada y sin bits de paridad).

El estándar RS-232 define los niveles de voltaje que corresponden a los niveles lógico uno y cero lógico para la transmisión de datos y las líneas de señal de control. Las señales válidas están en el rango de +3 a +15 voltios o en el rango de −3 a −15 voltios con respecto al pin "Common Ground" (GND); en consecuencia, el rango entre −3 y +3 voltios no es un nivel RS-232 válido. Para las líneas de transmisión de datos (TxD, RxD y sus equivalentes de canal secundario), el uno lógico se representa como un voltaje negativo y la condición de la señal se llama "marca". El cero lógico se señaliza con un voltaje positivo y la condición de señal se denomina "espacio". Las señales de control tienen la polaridad opuesta: el estado afirmado o activo es voltaje positivo y el estado desactivado o inactivo es voltaje negativo. Los ejemplos de líneas de control incluyen solicitud para enviar (RTS), listo para enviar (CTS), terminal de datos listo (DTR) y conjunto de datos listo (DSR).

Niveles de voltaje y lógica RS-232
Circuitos de datos Circuitos de control Voltaje
0 (espacio) Afirmado +3 hasta +15 V
1 (marca) Deasserted −15 a −3 V

El estándar especifica un voltaje máximo de circuito abierto de 25 voltios: los niveles de señal de ± 5 V, ± 10 V, ± 12 V y ± 15 V se ven comúnmente dependiendo de los voltajes disponibles para el circuito del controlador de línea. Algunos chips de controlador RS-232 tienen circuitos incorporados para producir los voltajes requeridos a partir de un suministro de 3 o 5 voltios. Los controladores y receptores RS-232 deben poder soportar cortocircuitos indefinidos a tierra o cualquier nivel de voltaje de hasta ± 25 voltios. La velocidad de respuesta , o qué tan rápido los cambios de la señal entre los niveles, también se controla.

Debido a que los niveles de voltaje son más altos que los niveles lógicos que suelen utilizar los circuitos integrados, se requieren circuitos impulsores especiales para traducir los niveles lógicos. Estos también protegen los circuitos internos del dispositivo de cortocircuitos o transitorios que pueden aparecer en la interfaz RS-232 y proporcionan suficiente corriente para cumplir con los requisitos de velocidad de respuesta para la transmisión de datos.

Debido a que ambos extremos del circuito RS-232 dependen de que el pin de tierra sea cero voltios, ocurrirán problemas al conectar maquinaria y computadoras donde el voltaje entre el pin de tierra en un extremo y el pin de tierra en el otro no sea cero. Esto también puede causar un bucle de tierra peligroso . El uso de una tierra común limita RS-232 a aplicaciones con cables relativamente cortos. Si los dos dispositivos están lo suficientemente separados o en sistemas de energía separados, las conexiones a tierra locales en cada extremo del cable tendrán diferentes voltajes; esta diferencia reducirá el margen de ruido de las señales. Las conexiones seriales diferenciales balanceadas como RS-422 o RS-485 pueden tolerar mayores diferencias de voltaje de tierra debido a la señalización diferencial.

Las señales de interfaz no utilizadas terminadas en tierra tendrán un estado lógico indefinido. Cuando sea necesario establecer permanentemente una señal de control en un estado definido, debe conectarse a una fuente de voltaje que afirme los niveles de 1 lógico o 0 lógico, por ejemplo, con una resistencia pullup. Algunos dispositivos proporcionan voltajes de prueba en sus conectores de interfaz para este propósito.

Conectores

Los dispositivos RS-232 pueden clasificarse como equipo terminal de datos (DTE) o equipo de terminación de circuito de datos (DCE); esto define en cada dispositivo qué cables enviarán y recibirán cada señal. Según el estándar, los conectores macho tienen funciones de clavija DTE y los conectores hembra tienen funciones de clavija DCE. Otros dispositivos pueden tener cualquier combinación de género de conector y definiciones de clavija. Muchos terminales se fabricaron con conectores hembra pero se vendieron con un cable con conectores macho en cada extremo; el terminal con su cable cumplió con las recomendaciones de la norma.

El estándar recomienda el conector D-subminiatura de 25 pines hasta la revisión C, y lo hace obligatorio a partir de la revisión D. La mayoría de los dispositivos solo implementan algunas de las veinte señales especificadas en el estándar, por lo que los conectores y cables con menos pines son suficientes para la mayoría de las conexiones, más compactas y menos costosas. Los fabricantes de computadoras personales reemplazaron el conector DB-25M por el conector DE-9M más pequeño . Este conector, con una distribución de pines diferente (consulte Distribución de pines del puerto serie ), es común para computadoras personales y dispositivos asociados.

La presencia de un conector D-sub de 25 clavijas no indica necesariamente una interfaz compatible con RS-232-C. Por ejemplo, en la PC IBM original, un D-sub macho era un puerto DTE RS-232-C (con una interfaz de bucle de corriente no estándar en los pines reservados), pero el conector D-sub hembra en el mismo modelo de PC era utilizado para el puerto de impresora paralelo "Centronics" . Algunas computadoras personales colocan voltajes o señales no estándar en algunos pines de sus puertos serie.

Cables

La norma no define una longitud máxima de cable, sino que define la capacitancia máxima que debe tolerar un circuito de accionamiento compatible. Una regla empírica ampliamente utilizada indica que los cables de más de 15 m (50 pies) de largo tendrán demasiada capacitancia, a menos que se utilicen cables especiales. Mediante el uso de cables de baja capacitancia, la comunicación se puede mantener a distancias más grandes de hasta aproximadamente 300 m (1,000 pies). Para distancias más largas, otros estándares de señal, como RS-422 , son más adecuados para velocidades más altas.

Dado que las definiciones estándar no siempre se aplican correctamente, a menudo es necesario consultar la documentación, probar las conexiones con una caja de conexiones o usar prueba y error para encontrar un cable que funcione al interconectar dos dispositivos. La conexión de un dispositivo DCE y un dispositivo DTE totalmente compatible con los estándares utilizaría un cable que conecta números de clavija idénticos en cada conector (el llamado "cable recto"). Los " cambiadores de género " están disponibles para resolver los desajustes de género entre cables y conectores. La conexión de dispositivos con diferentes tipos de conectores requiere un cable que conecte los pines correspondientes de acuerdo con la tabla siguiente. Los cables con 9 pines en un extremo y 25 en el otro son comunes. Los fabricantes de equipos con conectores 8P8C suelen proporcionar un cable con un conector DB-25 o DE-9 (o, a veces, conectores intercambiables para que puedan funcionar con varios dispositivos). Los cables de mala calidad pueden causar señales falsas por diafonía entre las líneas de datos y de control (como el indicador de anillo ).

Si un cable determinado no permite una conexión de datos, especialmente si se utiliza un cambiador de género , puede ser necesario un cable de módem nulo . Los cambiadores de género y los cables de módem nulo no se mencionan en la norma, por lo que no hay un diseño autorizado oficialmente para ellos.

Señales de control y datos

Configuración de pines macho de un puerto serie de 9 pines (D-subminiatura, DE-9) que se encuentra comúnmente en las computadoras de la década de 1990
Configuración de clavijas macho de un puerto serie de 25 clavijas (D-subminiatura, DB-25) que se encuentra comúnmente en las computadoras de la década de 1980

La siguiente tabla enumera las señales RS-232 comúnmente utilizadas (llamadas "circuitos" en las especificaciones) y sus asignaciones de pines en los conectores DB-25 recomendados. (Consulte Disposición de los pines del puerto serie para conocer otros conectores de uso común no definidos por el estándar).

Circuito Dirección Pin DB-25
Nombre Propósito típico Abreviatura DTE DCE
Terminal de datos listo El DTE está listo para recibir, iniciar o continuar una llamada. DTR fuera en 20
Detección de portador de datos El DCE está recibiendo una portadora de un DCE remoto. DCD en fuera 8
Conjunto de datos listo DCE está listo para recibir y enviar datos. DSR en fuera 6
Indicador de anillo DCE ha detectado una señal de timbre entrante en la línea telefónica. Rhode Island en fuera 22
Peticion para enviar El DTE solicita al DCE que se prepare para transmitir datos. RTS fuera en 4
Listo para recibir El DTE está listo para recibir datos del DCE. Si está en uso, se asume que RTS siempre se afirma. RTR fuera en 4
Borrar para enviar El DCE está listo para aceptar datos del DTE. CTS en fuera 5
Datos transmitidos Transporta datos de DTE a DCE. TxD fuera en 2
Datos recibidos Transporta datos de DCE a DTE. RxD en fuera 3
Terreno común Referencia de voltaje cero para todo lo anterior. GND común 7
Tierra de protección Conectado a tierra del chasis. PG común 1

Las señales se nombran desde el punto de vista del DTE. El pin de tierra es un retorno común para las otras conexiones y establece el voltaje "cero" al que se refieren los voltajes en los otros pines. El conector DB-25 incluye una segunda "tierra de protección" en el pin 1; está conectado internamente a la tierra del bastidor del equipo y no debe conectarse en el cable o conector a la tierra de la señal.

Indicador de anillo

El módem externo USRobotics Courier tenía un conector DB-25 que usaba la señal del indicador de timbre para notificar a la computadora host cuando la línea telefónica conectada estaba sonando

El indicador de timbre (RI) es una señal enviada desde el DCE al dispositivo DTE. Indica al dispositivo terminal que la línea telefónica está sonando. En muchos puertos serie de computadoras, se genera una interrupción de hardware cuando la señal RI cambia de estado. Tener soporte para esta interrupción de hardware significa que un programa o sistema operativo puede ser informado de un cambio en el estado del pin RI, sin requerir que el software "sondee" constantemente el estado del pin. RI no se corresponde con otra señal que transporta información similar en sentido contrario.

En un módem externo, el estado de la clavija del indicador de timbre suele estar acoplado a la luz "AA" (respuesta automática), que parpadea si la señal RI ha detectado un timbre. La señal RI afirmada sigue de cerca el patrón de timbre, lo que puede permitir que el software detecte patrones de timbre distintivos .

Algunas fuentes de alimentación ininterrumpida (UPS) más antiguas utilizan la señal del indicador de timbre para señalar un estado de falla de energía a la computadora.

Ciertas computadoras personales se pueden configurar para despertar al timbre , lo que permite que una computadora suspendida responda una llamada telefónica.

RTS, CTS y RTR

Las señales Request to Send (RTS) y Clear to Send (CTS) se definieron originalmente para su uso con módems semidúplex (una dirección a la vez) como el Bell 202 . Estos módems desactivan sus transmisores cuando no son necesarios y deben transmitir un preámbulo de sincronización al receptor cuando se vuelven a activar. El DTE afirma RTS para indicar un deseo de transmitir al DCE y, en respuesta, el DCE afirma que CTS concede permiso, una vez que se logra la sincronización con el DCE en el extremo distante. Estos módems ya no son de uso común. No hay ninguna señal correspondiente que el DTE pueda utilizar para detener temporalmente los datos entrantes del DCE. Por lo tanto, el uso de RS-232 de las señales RTS y CTS, según las versiones anteriores del estándar, es asimétrico.

Este esquema también se emplea en los convertidores RS-232 a RS-485 actuales . RS-485 es un bus de acceso múltiple en el que solo un dispositivo puede transmitir a la vez, un concepto que no está previsto en RS-232. El dispositivo RS-232 afirma RTS para decirle al convertidor que tome el control del bus RS-485 para que el convertidor, y por lo tanto el dispositivo RS-232, pueda enviar datos al bus.

Los entornos de comunicaciones modernos utilizan módems full-duplex (en ambas direcciones simultáneamente). En ese entorno, los DTE no tienen ninguna razón para eliminar el RTS. Sin embargo, debido a la posibilidad de cambiar la calidad de la línea, retrasos en el procesamiento de datos, etc., existe la necesidad de un control de flujo bidireccional simétrico .

Una alternativa simétrica que proporciona control de flujo en ambas direcciones fue desarrollada y comercializada a fines de la década de 1980 por varios fabricantes de equipos. Redefinió la señal RTS para significar que el DTE está listo para recibir datos del DCE. Este esquema fue finalmente codificado en la versión RS-232-E (en realidad TIA-232-E en ese momento) mediante la definición de una nueva señal, "RTR (Listo para recibir)", que es el circuito CCITT V.24 133. TIA-232 -E y los estándares internacionales correspondientes se actualizaron para mostrar que el circuito 133, cuando se implementa, comparte el mismo pin que RTS (Solicitud de envío), y que cuando 133 está en uso, el DCE asume que RTS se afirma en todo momento. .

En este esquema, comúnmente llamado "control de flujo RTS / CTS" o "protocolo de enlace RTS / CTS" (aunque el nombre técnicamente correcto sería "RTR / CTS"), el DTE afirma RTS siempre que esté listo para recibir datos del DCE, y el DCE afirma CTS siempre que esté listo para recibir datos del DTE. A diferencia del uso original de RTS y CTS con módems semidúplex, estas dos señales funcionan de forma independiente entre sí. Este es un ejemplo de control de flujo de hardware . Sin embargo, "control de flujo de hardware" en la descripción de las opciones disponibles en un dispositivo equipado con RS-232 no siempre significa un protocolo de enlace RTS / CTS.

Los equipos que utilizan este protocolo deben estar preparados para almacenar en búfer algunos datos adicionales, ya que el sistema remoto puede haber comenzado a transmitir justo antes de que el sistema local cancele la RTR.

RS-232 de 3 y 5 hilos

Una conexión mínima RS-232 de "3 hilos" que consiste solo en transmisión de datos, recepción de datos y tierra, se usa comúnmente cuando no se requieren todas las funciones de RS-232. Incluso se puede utilizar una conexión de dos cables (datos y tierra) si el flujo de datos es unidireccional (por ejemplo, una báscula postal digital que envía periódicamente una lectura de peso, o un receptor GPS que envía periódicamente la posición, si no hay configuración a través de RS -232 es necesario). Cuando solo se requiere control de flujo de hardware además de datos bidireccionales, las líneas RTS y CTS se agregan en una versión de 5 cables.

Funciones de uso poco frecuente

El estándar EIA-232 especifica conexiones para varias funciones que no se utilizan en la mayoría de las implementaciones. Su uso requiere conectores y cables de 25 pines.

Selección de tasa de señal

El DTE o DCE puede especificar el uso de una velocidad de señalización "alta" o "baja". Las tasas, así como qué dispositivo seleccionará la tasa, deben configurarse tanto en el DTE como en el DCE. El dispositivo preestablecido selecciona la tasa alta estableciendo el pin 23 en ON.

Prueba de bucle invertido

Muchos dispositivos DCE tienen una capacidad de bucle invertido que se utiliza para realizar pruebas. Cuando está habilitado, las señales se repiten al remitente en lugar de enviarse al receptor. Si es compatible, el DTE puede enviar una señal al DCE local (al que está conectado) para ingresar al modo de bucle invertido configurando el pin 18 en ON, o al DCE remoto (al que está conectado el DCE local) para ingresar al modo de bucle invertido configurando el pin 21 en ON. Este último prueba el enlace de comunicaciones, así como ambos DCE. Cuando el DCE está en modo de prueba, envía una señal al DTE colocando el pin 25 en ON.

Una versión de uso común de las pruebas de bucle invertido no implica ninguna capacidad especial de ninguno de los extremos. Un loopback de hardware es simplemente un cable que conecta pines complementarios en el mismo conector (ver loopback ).

Las pruebas de bucle invertido a menudo se realizan con un DTE especializado llamado probador de tasa de error de bits (o BERT).

Señales de tiempo

Algunos dispositivos síncronos proporcionan una señal de reloj para sincronizar la transmisión de datos, especialmente a velocidades de datos más altas. El DCE proporciona dos señales de temporización en los pines 15 y 17. El pin 15 es el reloj del transmisor o tiempo de envío (ST); el DTE coloca el siguiente bit en la línea de datos (pin 2) cuando este reloj pasa de APAGADO a ENCENDIDO (por lo que es estable durante la transición de ENCENDIDO a APAGADO cuando el DCE registra el bit). El pin 17 es el reloj del receptor o la sincronización de recepción (RT); el DTE lee el siguiente bit de la línea de datos (pin 3) cuando este reloj pasa de ON a OFF.

Alternativamente, el DTE puede proporcionar una señal de reloj, denominada temporización del transmisor (TT), en el pin 24 para los datos transmitidos. Los datos se cambian cuando el reloj cambia de APAGADO a ENCENDIDO y se leen durante la transición de ENCENDIDO a APAGADO. TT se puede utilizar para solucionar el problema en el que ST debe atravesar un cable de longitud y retardo desconocidos, salir un poco del DTE después de otro retardo desconocido y devolverlo al DCE a través del mismo retardo de cable desconocido. Dado que la relación entre el bit transmitido y TT se puede fijar en el diseño DTE, y dado que ambas señales atraviesan la misma longitud de cable, el uso de TT elimina el problema. TT se puede generar haciendo un bucle de ST con un cambio de fase apropiado para alinearlo con los datos transmitidos. El bucle ST de regreso a TT permite que el DTE utilice el DCE como referencia de frecuencia y corrija el reloj a la sincronización de los datos.

Se requiere un reloj sincrónico para protocolos como SDLC , HDLC y X.25 .

Canal secundario

Los dispositivos DTE y DCE pueden implementar opcionalmente un canal de datos secundario, de capacidad idéntica al canal primario. Las asignaciones de pines son las siguientes:

Señal Alfiler
Terreno común 7 (igual que el primario)
Datos transmitidos secundarios (STD) 14
Datos secundarios recibidos (SRD) dieciséis
Solicitud de envío secundaria (SRTS) 19
Limpiar para enviar secundario (SCTS) 13
Detección de portadora secundaria (SDCD) 12

Estándares relacionados

Es posible que otros estándares de señalización en serie no interoperen con los puertos RS-232 que cumplen con los estándares. Por ejemplo, el uso de niveles TTL cercanos a +5 y 0 V coloca el nivel de marca en el área indefinida del estándar. A veces, estos niveles se utilizan con receptores GPS y buscadores de profundidad compatibles con NMEA 0183 .

Un bucle de corriente de 20 mA utiliza la ausencia de corriente de 20 mA para alto y la presencia de corriente en el bucle para bajo; este método de señalización se utiliza a menudo para enlaces de larga distancia y ópticamente aislados . La conexión de un dispositivo de bucle de corriente a un puerto RS-232 compatible requiere un traductor de nivel. Los dispositivos de bucle de corriente pueden suministrar voltajes que superen los límites de voltaje soportado de un dispositivo compatible. La tarjeta de puerto serie IBM PC original implementó una interfaz de bucle de corriente de 20 mA, que nunca fue emulada por otros proveedores de equipos compatibles con enchufes .

Otras interfaces seriales similares a RS-232:

  • RS-422 : un sistema de alta velocidad similar al RS-232 pero con señalización diferencial
  • RS-423 : un sistema de alta velocidad similar al RS-422 pero con señalización desequilibrada
  • RS-449 : una interfaz funcional y mecánica que utiliza señales RS-422 y RS-423; nunca se prendió como RS-232 y fue retirado por la EIA
  • RS-485 : un descendiente de RS-422 que se puede utilizar como bus en configuraciones multipunto
  • MIL-STD-188 : un sistema como RS-232 pero con mejor control de impedancia y tiempo de subida
  • EIA-530 : un sistema de alta velocidad que utiliza propiedades eléctricas RS-422 o RS-423 en una configuración de pines EIA-232, combinando así lo mejor de ambos; reemplaza RS-449
  • EIA / TIA-561 : define los pines RS-232 para conectores modulares de ocho posiciones y ocho contactos (8P8C) (que pueden denominarse incorrectamente conectores RJ45)
  • EIA / TIA-562 : versión de bajo voltaje de EIA / TIA-232
  • TIA-574: estandariza la distribución de pines del conector subminiatura D de 9 pines para su uso con señalización eléctrica EIA-232, como se originó en IBM PC / AT
  • EIA / TIA-694 : similar a TIA / EIA-232-F pero con soporte para velocidades de datos más altas de hasta 512 kbit / s

Herramientas de desarrollo

Al desarrollar o solucionar problemas de sistemas que utilizan RS-232, un examen minucioso de las señales de hardware puede ser importante para encontrar problemas. Esto se puede hacer usando dispositivos simples con LED que indican los niveles lógicos de datos y señales de control. Se pueden usar cables en "Y" para permitir el uso de otro puerto serie para monitorear todo el tráfico en una dirección. Un analizador de línea en serie es un dispositivo similar a un analizador lógico pero especializado para los niveles de voltaje, conectores y, cuando se utilizan, señales de reloj de RS-232; recopila, almacena y muestra los datos y las señales de control, lo que permite a los desarrolladores verlos en detalle. Algunos simplemente muestran las señales como formas de onda; Las versiones más elaboradas incluyen la capacidad de decodificar caracteres en ASCII u otros códigos comunes y de interpretar protocolos comunes usados ​​sobre RS-232 como SDLC , HDLC , DDCMP y X.25 . Los analizadores de línea serie están disponibles como unidades independientes, como software y cables de interfaz para osciloscopios y analizadores lógicos de uso general , y como programas que se ejecutan en computadoras y dispositivos personales comunes.

Ver también

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos