RS-232C, RS-422A y RS-485 son estándares de comunicación de la EIA (Electronic Industries Association). Entre los estándares de interfaz de comunicación serie, RS-232C se ha utilizado ampliamente en diversas aplicaciones e incluso como equipamiento de serie en ordenadores. Se utiliza para conectarse a servidores serie o dispositivos DTU. Normalmente, los sensores y actuadores también incluyen estas interfaces, muchos de los cuales pueden controlarse a través de la comunicación serie.
Las principales normas de interfaz de comunicación serie que se utilizan ampliamente
● RS232
● RS422
● RS485
RS232
RS232 son las siglas de Recommended Standard Number 232, Universal Interface for TIA/EIA-232-F (Norma recomendada número 232, interfaz universal para TIA/EIA-232-F). RS232 como interfaz ha sido el estándar para interconectar equipos terminales de circuitos de datos (DCE) con equipos terminales de datos (DTE) durante muchos años. Existen varias formas de interfaces RS232 en el mercado. Sin embargo, debido a sus diferentes diseños y configuraciones, se convierten fácilmente en otras formas. Ejemplos de esta interfaz son RS 232'C', RS 232'D', RS 232 V.10, RS 232 V.28.
RS232 se puede encontrar en casi todos los ordenadores personales. como muestra la imagen:
RS232 es una norma completa que incluye no sólo características eléctricas, sino también físicas y mecánicas. Como el hardware de conexión, los pines y los nombres de las señales. Interfaz punto a punto, RS232 es capaz de mantener distancias adecuadas a velocidades de hasta 20Kbps. Aunque no se indica específicamente en la especificación, son posibles velocidades superiores a 115,2Kbps siempre que la conexión sea corta y se utilice una toma de tierra adecuada. Las longitudes de cable suelen ser de 30 pies, con longitudes de cable de más de 200 pies posibles utilizando cable de baja capacitancia.
El bus RS232 es un bus no balanceado que permite la comunicación full-duplex entre dos pares receptor/transmisor denominados equipo terminal de datos (DTE) y equipo de comunicaciones de datos (DCE). Cada receptor tiene una señal de transmisión que se conecta a la señal de recepción del otro extremo. Por lo tanto, existe una diferencia de puntos entre los dos extremos. Normalmente, el ordenador personal es DTE y el dispositivo periférico conectado es DCE.
Cada transmisor envía datos modificando la tensión de la línea. Las tensiones superiores a 3V son ceros binarios, mientras que las inferiores a -3V son ceros binarios. Entre estas tensiones, el valor es indefinido. Para convertir los niveles lógicos (0 y 5V) a estos niveles y viceversa, puedes utilizar un CI de conversión RS-232 como el 1488, 1489 o el omnipresente MAX232.
La comunicación RS232 típica consta de bits de inicio, bits de datos, bits de paridad (si los hay) y bits de parada. Cuando se comunica con un PC, el formato típico es de 8 bits de datos, sin paridad y 1 bit de parada (8N1). También son habituales siete bits de datos, paridad par y un bit de parada (7E1). Como se muestra en la figura, el bit de inicio suele ser cero, mientras que el bit de parada suele ser 1. La especificación oficial no describe ningún protocolo de comunicación, incluido el uso de bits de inicio/parada.
RS422
RS422 es TIA/EIA-422-B, RS485 es TIA/EIA-485-A, ambas son interfaces de par trenzado balanceado, con velocidades de hasta 10 Mbps y distancias de hasta 1,2 kilómetros. Como buses diferenciales, cada bus utiliza señales de 1,5V a 6V para transmitir datos. (Nota: Con un bus diferencial balanceado, la inmunidad al ruido mejora en comparación con un bus similar no balanceado de un solo extremo, como RS232).
El estándar RS422 se introdujo para solucionar las desventajas del RS-232C. Estas desventajas incluyen velocidades lentas y transmisión a corta distancia. En esta norma se define la temporización del reloj y su finalidad. Ejemplos de esta norma son los conectores D Sub de 9 patillas y D Sub de 25 patillas.
La interfaz RS422 es una interfaz multipunto que permite la comunicación unidireccional desde un transmisor a varios receptores a través de un par de hilos, hasta 10 cargas unitarias (UL). Si el dispositivo que recibe los datos desea comunicarse con el transmisor, el diseñador debe utilizar un bus dedicado independiente entre cada receptor y transmisor. (El uso de este bus de retorno permitirá la transmisión full-duplex.) Por lo tanto, RS422 rara vez se utiliza entre más de dos nodos.
RS485
La interfaz RS485 es una comunicación bidireccional a través de un par de hilos entre varios transceptores. La especificación establece que el bus puede contener hasta 32 transceptores UL. Muchos fabricantes producen transceptores UL fraccionados, lo que aumenta el número máximo de dispositivos a más de 100.
La norma RS485 se introdujo para subsanar las deficiencias de la RS422. El defecto de RS422 es que el circuito conductor no se puede desactivar. RS 485 utiliza tres lógicas de estado para desactivar cada transmisor individualmente.
Las interfaces RS422 y RS485 suelen utilizar el mismo formato de bit de inicio/datos/bit de parada que RS232. De hecho, existen varios conversores que pueden pasar de RS-232 a RS-485 y viceversa. Pero recuerda que RS232 es una interfaz full-duplex, mientras que RS485 es half-duplex.
Algunos fabricantes de microcontroladores ofrecen UART integradas con funciones RS485 especiales.
Ventajas de la comunicación en serie sobre la comunicación en paralelo
Mito: Los puertos/bus serie son más lentos que los puertos/bus paralelo porque sólo un poco de los datos se transfieren por unidad de tiempo. Incluso la velocidad de reloj del puerto/bus serie puede ser superior a la del puerto/bus paralelo y permitir velocidades de flujo de datos superiores. Los factores que hacen que la comunicación serie sea mejor que la comunicación paralela son:
● No requiere reloj: Si se utiliza el tipo de comunicación serie no sincronizada y asíncrona, no hay problema de desviación de reloj entre canales/canales.
● Menos espacio requerido: Las configuraciones de comunicación serie requieren menos espacio porque se necesitan menos cables en una conexión serie. La disponibilidad de este espacio adicional permite un buen aislamiento entre los canales de datos y los componentes de comunicación adyacentes.
● No hay diafonía: Hay pocos conductores en el espacio cercano. Por lo tanto, hay pocas posibilidades de diafonía.
● Bajo coste: Los enlaces en serie son menos costosos que los enlaces en paralelo.
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