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RS-232 (también conocido como Electronic Industries Alliance RS-232C) es una interfaz que designa una norma para el intercambio serie de datos binarios entre un DTE (Equipo terminal de datos) y un DCE (Data Communication Equipment, Equipo de Comunicación de datos), aunque existen otras situaciones 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.
El RS-232 consiste en un conector tipo DB-25 (de 25 pines), aunque es normal encontrar la versión de 9 pines (DE-9), más barato e incluso más extendido para cierto tipo de periféricos (como el ratón serie del PC).
Contenido |
Conexiones (Desde el DTE)
En la siguiente tabla se muestran las señales RS-232 más comunes según los pines asignados:
| Señal | DB-25 | DB-9 (TIA-574) | EIA/TIA 561 | Yost | RJ-50 | MMJ | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | - |
Construcción física
La interfaz RS-232 está diseñada para distancias cortas, de unos 15 metros o menos, y para velocidades de comunicación bajas, de no más de 20 [Kb/s]. A pesar de ello, 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 Síncrono 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.
Para los propósitos de la RS-232 estandar, 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 invierten desde los valores lógicos. Por ejemplo, el valor lógico más positivo corresponde al voltaje más negativo. También un 0 lógico corresponde a la señal de valor verdadero o 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:
- La magnitud de un voltaje en circuito abierto no excederá los 25 V.
- 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.
- 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.
- 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 O cuando se mida con un voltaje de menos de 25 V.
- Cuando la resistencia de carga del terminador encuentra los requerimientos de la regla 4 anteriormente dicha, y el voltaje del terminador 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.
- El driver de la interfaz mantendrá un voltaje entre -5 a –15 V relativos a la señal de 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.
- 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.
- La desviación de capacitancia del terminador 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.
- 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.
Enlaces de interés
Enlaces externos
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