Microcontroladores

EL USART:
Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter

Los PIC16F87X dispones de un modulo USART capaz de soportar la comunicación serie síncrona y asíncrona. El USART llamado SCI (Serial Comunications Interface), puede funcionar como un sistema de comunicación bidireccional asíncrono, adaptándose a multitud de periféricos y dispositivos que transfieren información deforma serial, tales como una PC, instrumentos de medición, monitores CRT, etc.

También puede trabajar en modo síncrono unidireccional para soportar periféricos como memorias, conversores, etc.

En resumen, el USART puede trabajar de tres maneras:

1) Asíncrona (Bidireccional)
2) Síncrona-MAESTRO (Unidireccional)
3) Síncrona-ESCLAVO (Unidireccional)

Enel modo asíncrono, la comunicación serie del USART en los PIC16F87X esta soportada por las líneas RC6/TX/CK y RC7/RX/DT por las cuales entran y salen los bits a una frecuencia controlada internamente por el USART.
En el modo síncrono, los bits de información se transmiten en ambos sentidos por la línea DT a la frecuencia de los impulsos que genere el maestro por la línea CK. Esdecir en este modo de trabajo se tienen dos posibles formas de configuración: como MAESTRO y como ESCLAVO. En el modo MAESTRO la transmisión y recepción no tienen lugar al mismo tiempo, cuando se transmite un dato, la recepción es inhabilitada y viceversa.
MODO ASINCRONO

TRANSMISOR
RC6/TX/CK
RECEPTOR
RC7/RX/DT
USART

PERIFÉRICO
RS232-C
TX
RX
TX
RX
PIC16F87X

MODOSINCRONO

RELOJ
RC6/TX/CK
DATOS
RC7/RX/DT
USART
CK
CK
DT
DT
PIC16F87X
RELOJ
RC6/TX/CK
DATOS
RC7/RX/DT
USART
PIC16F87X

ESCLAVO
MAESTRO

Figura x.x Posibles formas de trabajo al utilizar el modulo USART de los PIC16F87X.
Dada la importancia del protocolo asíncrono del USART, nos vamos a enfocar el estudio del modo decomunicación asíncrona. En esta forma de comunicación serie, se usa la norma RS-232-C, donde cada palabra de información o dato se envía independientemente de los demás. Suele constatar de 8 o 9 bits y van precedidos por un bit de START (inicio) y detrás de ellos se coloca un bit de STOP (parada), de acuerdo con las normas del formato estándar NRZ (Non Return-to-Zero) Los bits se transfieren a unafrecuencia fija y normalizada.

Los cuatro bloques que configuran la arquitectura del USART en modo asíncrono son:

- Circuito de Muestreo
- Generador de Baudios
- Transmisor Asíncrono
- Receptor Asíncrono

El circuito de muestreo es un circuito que actúa sobre la patita RC7/RX, que es por donde se reciben los bits de información o control y se encarga de muestrear tres veces su valor,para decidir este por mayoría.

Generador de Baudios
Para el protocolo asíncrono RS-232-C, la frecuencia en baudios (bits por segundo) a la que se realiza la transferencia se debe efectuar a un valor normalizado: 330, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, etc. Para generar esta frecuencia, el USART dispone de un generador de frecuencia en Baudios, BRG, cuyo valor es controlado por elcontenido grabado en el registro SPBRG.

Aparte del valor X cargado en el registro SPBRG, la frecuencia en baudios del generador depende del bit BRGH del registro TXSTA <2>. En el caso de que BRGH = 0 se trabaja en baja velocidad y si BRGH = 1 se trabaja en alta velocidad. Según este bit se obtendrá el valor de una constante K necesaria en la determinación de la frecuencia de funcionamiento.Frecuencia (en Baudios) = Fosc / (K*(X+1))

X es el valor cargado en el registro SPBRG

Si BRGH = 0, baja velocidad y K = 64
Si BRGH = 1, alta velocidad y K = 16

Despejando de la ecuación anterior obtenemos que:

X = (Fosc / Frecuencia * K) - 1

Ejemplo .- Se tiene un PIC16F87X trabajando a una Fosc = 16 MHz, y se desea utilizar el USART en modo asíncrono y baja velocidad...