Comunicación
de una PC con otra PC
Protocolo de comunicación RS232
Objetivo:
comunicar dos computadoras utilizando el puerto de comunicación com1
En parejas: investigar el protocolo y
la configuración del cable para comunicar dos equipos.
Material:
5 metros cable UTP-nivel 5
2 Conectores db9 hembra
2 conchas para db9
Herramientas:
1 Cautin 40 watts
1 metro de soldadura 60/40
1 Pinza de punta
1 cutter
Software:
Hiperterminal
RS232 (Recommended
Standard 232, también conocido como Electronic
Industries Alliance RS-232C) es una interfaz que
designa una norma para
el intercambio de una serie de datos binariosentre un DTE (Equipo terminal de
datos) y un DCE (Data
Communication Equipment, Equipo de Comunicación de datos), aunque existen
otras en las que también se utiliza la interfaz RS-232.
En particular,
existen ocasiones en que interesa conectar otro tipo de equipamientos, como
pueden ser computadores.
Evidentemente, en el caso de interconexión entre los mismos, se requerirá la
conexión de un DTE (Data Terminal Equipment) con otro DTE. Para ello se
utiliza una conexión entre los dos DTE sin usar módem, por ello se llama: null
módem ó módem nulo.
El RS-232 consiste
en un conector tipo DB-25 (de 25
pines), aunque es normal encontrar la versión de 9 pines (DE-9,
o popularmente también denominados DB-9),
más barato e incluso más extendido para cierto tipo de periféricos (como el
ratón serie del PC).
Conexiones (Desde la perspectiva del DTE)
En la siguiente
tabla se muestran las señales RS-232 más comunes según los pines asignados:
Señal
|
|
|
|
Host
|
|
|
Common Ground
|
G
|
7
|
5
|
4
|
4,5
|
6
|
3,4
|
Transmitted Data
|
TD
|
2
|
3
|
6
|
3
|
8
|
2
|
Received Data
|
RD
|
3
|
2
|
5
|
6
|
9
|
5
|
Data Terminal Ready
|
DTR
|
20
|
4
|
3
|
2
|
7
|
1
|
Data Set Ready
|
DSR
|
6
|
6
|
1
|
7
|
5
|
6
|
Request To Send
|
RTS
|
4
|
7
|
8
|
1
|
4
|
-
|
Clear To Send
|
CTS
|
5
|
8
|
7
|
8
|
3
|
-
|
Carrier Detect
|
DCD
|
8
|
1
|
2
|
7
|
10
|
-
|
Ring Indicator
|
RI
|
22
|
9
|
1
|
-
|
2
|
-
|
La interfaz RS-232
está diseñada para imprimir documentos para distancias cortas, de hasta 15
metros según la norma , y para velocidades de comunicación bajas, de no más de
20 kbps.
A pesar de esto, muchas veces se utiliza a mayores velocidades con un resultado
aceptable. La interfaz puede trabajar en comunicación asíncrona o síncrona y
tipos de canal simplex, half duplex o full duplex. En un canal simplex los
datos siempre viajarán en una dirección, por ejemplo desde DCE a DTE. En un
canal half duplex, los datos pueden viajar en una u otra dirección,
pero sólo durante un determinado periodo de tiempo; luego la línea debe ser
conmutada antes que los datos puedan viajar en la otra dirección. En un
canal full duplex, los datos pueden viajar en ambos sentidos
simultáneamente. Las líneas de handshaking de la RS-232 se
usan para resolver los problemas asociados con este modo de operación, tal como
en qué dirección los datos deben viajar en un instante determinado.
Si un dispositivo
de los que están conectados a una interfaz RS-232 procesa los datos a una
velocidad menor de la que los recibe deben de conectarse las líneas handshaking que
permiten realizar un control de flujo tal que al dispositivo más lento le de
tiempo de procesar la información. Las líneas de "hand shaking"
que permiten hacer este control de flujo son las líneas RTS y CTS. Los
diseñadores del estándar no concibieron estas líneas para que funcionen de este
modo, pero dada su utilidad en cada interfaz posterior se incluye este modo de
uso.
Los circuitos y sus definiciones
Las UART o
U(S)ART (Transmisor y Receptor Asíncrono Universal)
se diseñaron para convertir las señales que maneja la CPU y transmitirlas al
exterior. Las UART deben resolver problemas tales como la conversión de voltajes internos
del DCE con respecto al DTE, gobernar las señales de control, y realizar la
transformación desde el bus de datos de señales en paralelo a serie y
viceversa. Debe ser robusta y deberá tolerar circuitos abiertos, cortocircuitos
y escritura simultánea sobre un mismo pin, entre otras consideraciones. Es en
la UART en donde se implementa la interfaz.
Generalmente,
cuando se requiere conectar un microcontrolador (con señales típicamente entre
3.3 y 5 V) con un puerto RS-232 estándar, se utiliza un driver de línea,
típicamente un MAX232 o
compatible, el cual mediante dobladores de voltaje positivos y negativos,
permite obtener la señal bipolar (típicamente alrededor de +/- 6V) requerida
por el estándar.
Para los
propósitos de la RS-232 estándar, una conexión es definida por un cable desde
un dispositivo al otro. Hay 25 conexiones en la especificación completa, pero
es muy probable que se encuentren menos de la mitad de éstas en una interfaz
determinada. La causa es simple, una interfaz full duplex puede
obtenerse con solamente 3 cables.
Existe una cierta
confusión asociada a los nombres de las señales utilizadas, principalmente
porque hay tres convenios diferentes de denominación (nombre común, nombre
asignado por la EIA, y nombre
asignado por el CCITT).
En la siguiente
tabla se muestran los tres nombres junto al número de pin del conector al que
está asignado (los nombres de señal están desde el punto de vista del DTE (por
ejemplo para Transmit Data los datos son enviados por el DTE, pero recibidos
por el DCE):
PIN
|
EIA
|
CCITT
|
E/S
|
Función DTE-DCE
|
1
|
CG
|
AA 101
|
|
Chassis Ground
|
2
|
TD
|
BA 103
|
Salida
|
Transmit Data
|
3
|
RD
|
AA 104
|
Entrada
|
Receive Data
|
4
|
RTS
|
CA 105
|
Salida
|
Request To Send
|
5
|
CTS
|
CB 106
|
Entrada
|
Clear To Send
|
6
|
DSR
|
CC 107
|
Entrada
|
Data Set Ready
|
7
|
SG
|
AB 102
|
---
|
Signal Ground
|
8
|
DCD
|
CF 109
|
Entrada
|
Data Carrier Detect
|
9*
|
|
|
Entrada
|
Pos. Test Voltage
|
10*
|
|
|
Entrada
|
Neg. Test Voltage
|
11
|
|
|
|
(no tiene uso)
|
12+
|
SCDC
|
SCF 122
|
Entrada
|
Sec. Data Car. Detect
|
13+
|
SCTS
|
SCB 121
|
Entrada
|
Sec. Clear To Send
|
14+
|
SBA 118
|
|
Salida
|
Sec. Transmit Data
|
15#
|
TC
|
DB 114
|
Entrada
|
Transmit Clock
|
16+
|
SRD
|
SBB 119
|
Entrada
|
Sec. Receive Data
|
17#
|
RC
|
DD 115
|
Entrada
|
Receive Clock
|
18
|
|
|
|
(no tiene uso)
|
19+
|
SRTS
|
SCA 120
|
Salida
|
Sec. Request To Send
|
20
|
DTR
|
CD 108,2
|
Salida
|
Data Terminal Ready
|
21*
|
SQ
|
CG 110
|
Entrada
|
Signal Quality
|
22
|
RI
|
CE 125
|
Entrada
|
Ring Indicator
|
23*
|
DSR
|
CH 111
|
Salida
|
Data Rate Selector
|
|
|
CI 112
|
Salida
|
Data Rate Selector
|
24*
|
XTC
|
DA 113
|
Salida
|
Ext. Transmit Clock
|
25*
|
|
|
Salida
|
Busy
|
En la tabla, el
carácter que sigue a los de número de pin:
·
Raramente se usa (*).
·
Usado únicamente si se
implementa el canal secundario (+).
·
Usado únicamente sobre
interfaces sincrónicas(#).
También, la
dirección de la flecha indica cuál dispositivo, (DTE o DCE) origina cada señal,
a excepción de las líneas de tierra (---).
Sobre los
circuitos, todos los voltajes están con respecto a la señal de tierra.
Las convenciones
que se usan son las siguientes:
Voltaje
|
Señal
|
Nivel Lógico
|
Control
|
+3 a +15
|
Espacio
|
0
|
On
|
-3 a –15
|
Marca
|
1
|
Off
|
Los valores de
voltaje se invierte con respecto a los valores lógicos. Por ejemplo, el valor
lógico positivo corresponde al voltaje negativo. También un 0 lógico
corresponde a la señal de valor verdadero ó activada. Por ejemplo, si la línea
DTR está al valor 0 lógico, se encuentra en la gama de voltaje que va desde +3
a +15 V,
entonces DTR está listo (ready).
El canal
secundario a veces se usa para proveer un camino de retorno de información más
lento, de unos 5 a 10 bits por segundo, para funciones como el envío de
caracteres ACK o NAK, en principio sobre un canal half duplex. Si
el módem usado acepta esta característica, es posible para el receptor aceptar
o rechazar un mensaje sin tener que esperar el tiempo de conmutación, un
proceso que usualmente toma entre 100 y 200 milisegundos.
Características eléctricas de cada circuito
Los siguientes
criterios son los que se aplican a las características eléctricas de cada una
de las líneas:
1.
La magnitud de un voltaje en
circuito abierto no excederá los 25 V.
2.
El conductor será apto para
soportar un corto con cualquier otra línea en el cable sin daño a sí mismo o a
otro equipamiento, y la corriente de cortocircuito no excederá los 0,5 A.
3.
Las señales se considerarán en
el estado de MARCA, (nivel lógico “1”), cuando el voltaje sea más negativo que
- 3 V con respecto a la línea de Signal Ground. Las señales se
considerarán en el estado de ESPACIO, (nivel lógico ”0”), cuando el voltaje sea
más positivo que +3 V con respecto a la línea Signal Ground. La gama de
voltajes entre -3 V y +3 V se define como la región de transición,
donde la condición de señal no está definida.
4.
La impedancia de carga tendrá
una resistencia a DC de menos de 7000 Ω al
medir con un voltaje aplicado de entre 3 a 25 V pero mayor de 3000 Ω
cuando se mida con un voltaje de menos de 25 V..
5.
Cuando la resistencia de carga
del terminal encuentra los requerimientos de la regla 4 anteriormente dicha, y
el voltaje del terminal de circuito abierto está a 0 V, la magnitud del
potencial de ese circuito con respecto a Signal Ground estará en el rango de 5
a 15 V.
6.
El driver de la interfaz
mantendrá un voltaje entre -5 a –15 V relativos a la Signal Ground para
representar una condición de MARCA. El mismo driver mantendrá un voltaje de
entre 5 V a 15 V relativos a Signal Ground para simbolizar una señal
de ESPACIO. Obsérvese que esta regla junto con la Regla 3, permite 2 V de
margen de ruido. En la práctica, se utilizan –12 y 12 V respectivamente.
7.
El driver cambiará el voltaje
de salida hasta que no se excedan 30 V/µs, pero el tiempo requerido a la
señal para pasar de –3 V a +3 V de la región de transición no podrá
exceder 1 ms, o el 4% del tiempo de un bit.
8.
La desviación de capacitancia
del terminal no excederá los 2500 pF, incluyendo la capacitancia del
cable. Obsérvese que cuando se está usando un cable normal con una capacitancia
de 40 a 50 pF/Pie de longitud, esto limita la longitud de cable a un
máximo de 50 Pies, (15 m). Una capacitancia del cable inferior permitiría
recorridos de cable más largos.
9.
La impedancia del driver del
circuito estando apagado deberá ser mayor que 300 Ω.
Existen en el
mercado dos circuitos integrados disponibles, (los chips 1488 y 1489) los
cuales implementan dos drivers y receptores TTL, (4 por chip), para una RS-232
de forma compatible con las reglas anteriores.
Procedimiento
Primero
pelamos 3 cables de los extremos del cable UTP-nivel 5, en nuestro caso fue el
azul, verde y naranja, luego tomamos el conector db9 hembra y en la parte de
atrás observamos unos pines que van del 1 al 9, primero tomamos la soldadura y
en cada pin pusimos los cables correspondientes, y con la ayuda del cautín soldamos
el cable naranja en el numero 2, el cable verde en el 3, y el cable azul en el
5, en el otro extremo usamos el cable verde en el 2, el naranja en el 3 y el
azul igual en el 5. Se hizo de esta manera por que el cable naranja de un lado
transmitía datos y del otro lado los recibía, el verde de un lado recibía datos
y del otro los transmitía y el cable azul limpiaba para enviar. Le colocamos
las conchas, colocamos cada pieza para poder armarla. Después conectamos los
cables, cada extremo en cada computadora, luego instalamos el programa Hiperterminal, lo
buscamos y le configuramos, le cambiamos el nombre de la red y el icono, en
donde dice conectar usando elegimos COM1, en donde dice configuraciones de
puerto en bits por segundo le pusimos 9600, en control de flujo ninguno. Por
ultimo probamos la conexión escribiendo en cada computadora, se deberán ver en
las 2 pantallas, eso quiere decir que pueden recibir y enviar datos sin
problemas.
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