Comunicacion serial

UNIDAD BÁSICA DE COMUNICACIÓN SERIAL EN UN MICROCONTROLADOR
Juan Carlos Herrera Lozada, Profesor – Investigador del CIDETEC IPN. Ian Ilizaliturri Flores, Alumno de la Maestría en Tecnología de Cómputo del CIDETEC IPN. Mario Morales Castillo, Alumno de la Maestría en Tecnología Avanzada del CICATA IPN (Legaria). E-mails: jcrls@ipn.mx; ferroian@hotmail.com; mario_mcastle@hotmail.com.

RESUMEN Elpresente artículo infiere el diseño de una unidad de comunicación serial implementada en un microcontrolador. La funcionalidad de este prototipo permite enviar y recibir datos de cualquier sistema de cómputo que soporte el estándar RS-232; éste es genérico pudiendo adaptarse a cualquier aplicación sin cambios drásticos. Este trabajo expone los resultados preliminares del proyecto “Sistemas deControl para Motores, Supervisados por Computadoras de Bolsillo” que se desarrolla actualmente en el CIDETEC IPN. 1. INTRODUCCIÓN Los microcontroladores actuales, por lo general, cuenta con un modulo funcional de comunicación serie USART/SCI (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter/Serial Comunication Interface) o en otro caso éste puede ser implementado en la mayoría de sus funcionesmediante software. Este modulo es ampliamente utilizado en sistemas de cómputo en general, por lo que el microcontrolador visto como un core o unidad básica puede establecer comunicación de manera simple con el procesador del equipo y acceder a los recursos del sistema completo. El medio de transmisión para la interfaz USART requiere cuando menos de dos vías por lo que la complejidad, costos y eluso de pines del microcontrolador se reducen; esta interfaz tiene dos modos de comunicación: asíncrona o síncrona. La primera es full duplex con una vía RX (Recepción) y TX (Transmisión), la segunda es half duplex utiliza una vía de CLK (reloj) y otra de DT (Transmisión de datos) con sus configuraciones por dispositivo como maestro o esclavo. En los microcontroladores pueden existir otros módulosde comunicación serie como el SPI (Serial Peripherial Interface) o I2C (Inter.-Integrated Circuit) que son de tipo síncrono, y que de momento están fuera del alcance de este artículo. Cuando el módulo USART sólo contiene o se maneja la comunicación en modo asíncrono se le denomina UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter). Para establecer comunicación mediante el UART se requiere que losparámetros sean los mismos para TX y RX; estos parámetros son: el número de bits del dato, el número de bits de paro (stop), la velocidad de transmisión (en baudios), el control de paridad y los niveles lógicos utilizados. La línea que transmite los datos en serie está inicialmente en estado alto; al comenzar la transferencia se envía un bit a “0” lógico ó bit de inicio. Tras él irán los 8 bitsde datos a transmitir (en ocasiones son 7, 6 ó 5): estos bits están espaciados con un intervalo temporal fijo y preciso, ligado a la velocidad de transmisión que se esté empleando. Tras ellos podría venir o no un bit de paridad que indica si se ha enviado un número par o impar de bits con un nivel lógico alto en la palabra; al final, aparecerá un bit (a veces un bit y medio ó dos bits) a “1”lógico, que serían los bits de paro, lo de medio bit significa que la señal correspondiente en el tiempo a un bit dura la mitad; realmente, en comunicaciones se utiliza el término baudio para hacer referencia a las velocidades y normalmente un baudio equivale a un bit por segundo. La presencia de bits de inicio y parada permite sincronizar la estación emisora con la receptora, haciendo que los relojes deambas vayan a la par por eso el tipo de transmisión es llamada asíncrono por paquete y síncrono por bit.

Existen varios estándares de comunicación serie asíncrona, que emplean tensiones diferenciadas que son apropiadas para distancias largas entre dispositivos como RS-422, RS-485 u otros que emplean niveles de tensión para la inmunidad a ruido como RS-232. El UART tiene compatibilidad con...