Comunicación Serial Asincrona

PRACTICA

COMUNICACIÓN SERIAL ASINCRONA

OBJETIVO

• Comprobar la estructura y organización del formato de comunicación serial asíncrono.

• Usar circuitos integrados de manejo y recepción de señales de línea TTL-EIA, empleados en comunicaciones seriales asíncronas.

• Comprobar señales típicas EIA, RS-232.

MARCO TEORICO

Uno de los primeros dispositivosdiseñados para implementar una comunicación serial asíncrona, y hasta ahora uno de los más populares es el Receptor-Transmisor Universal Asíncrono, UART. Este circuito esta constituido por dos sistemas independientes: un receptor y un transmisor de datos, cada uno con su propio bus de datos, puerta serial de salida y reloj. La lógica de control que determina el número de bits de datos, el tipo deparidad y el número de bits de paro, es común al receptor y al transmisor. La arquitectura del UART le permite operar en “Duplex Completo” con velocidades de transmisión diferentes. La figura siguiente presenta un esquema simplificado, a bloques, del sistema transmisor de datos del UART.

Los datos se transmiten en serie por la línea “Salida serie” (Tx), cuando se coloca un dato sobre el bus dedatos (DT), y se activa la línea “Estrobo de datos” (Data Strobe). Una vez que se recibe un pulso en la línea Data Strobe, el buffer de transmisión carga el dato y lo envía hacia el registro de corrimiento de transmisión. Ahí se adicionan los bits de arranque, paridad y paro.

Por otro lado, cuando se recibe una señal en formato serial por la línea “Entrada Serie”, dicha señal es procesada porvarios bloques lógicos que detectan el bit de arranque y la paridad. La señal es aplicada entonces al un registro de corrimiento del sistema receptor con la finalidad de obtener los bits en paralelo. Una vez verificada la paridad del dato que se recibe, la información se deposita en el buffer de transmisión y a través de un bloque de compuertas de tres estados se hace llegar al bus de datos.Note que las entradas de reloj del UART suelen ser un múltiplo de las frecuencias de transmisión y recepción. Esto se debe a que la mayoría de los UART incrementan el número de muestreos para mejorar la precisión y minimizar los errores en la comunicación.

• La comunicación serial asíncrona es muy popular y maneja el siguiente formato NRZ:

MATERIAL Y EQUIPO

• Unacomputadora personal de escritorio ó una computadora portátil con interfaz RS-232 o cable conversor RS-232.
• Un osciloscopio digital con dos puntas de prueba
• Un multímetro digital
• Fuente de voltaje 5V
• Dos banana-caimán
• Un conector DB9S (hembra)
• Un cable telefónico de tres hilos de 1 m• Un circuito integrado MAX232N
• Cuatro capacitares de 1µF/16V
• Un tablilla para experimentos (Protoboard)

DESARROLLO

1. La meta de esta práctica es que el estudiante compruebe la estructura de la señal NRZ, tal como se obtiene a la salida de un UART. Para lograr tal objetivo se usará el puerto serial RS-232 de una computadorapersonal de escritorio, o bien, la salida serial RS-232 de un convertidor USB a serial, si el estudiante cuenta con una computadora personal portátil.

2. Para iniciar es necesario soldar los tres hilos de su cable telefónico a las terminales 2, 3 y 5 del conector DB9S (hembra). Use cautín y soldadura de estaño para ese fin. De acuerdo con el color de los cables, asigne las funciones detransmisión de datos (TXD), recepción de datos RXD y tierra de señal GND, a cada uno de ellos.

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3. Arme el siguiente circuito y conéctelo al puerto serial RS-232 de la computadora, usando el cable construido en el punto 2.

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El circuito integrado MAX232N es una interfaz que acopla y acondiciona señales TTL, tal como las ofrece un UART en sus salidas, hacia señales EIA RS-232...