Redes industriales y Protocolos de Comunicación RS232 Ing. Angelo Melgar 1 Conectarse a la hora indicada. Estar atento a la toma de asistencia. Apagar los micrófonos. Colocar en modo silencio o vibración su teléfono. Contar con su participación activa Recomendaciones Mantener el respeto mutuo. Ing. Angelo Melgar 2 Objetivos Conocer El modelo OSI Diferenciar y clasificar Las capas del modelo OSI Ing. Angelo Melgar 3 Introducción Historia CONTENIDO Modelo OSI Desarrollo Definición Capas 7 - Aplicación 6 - Presentación 5 - Sesión 4 – Transporte 3 – Red 2 – Enlace de datos 1 - Física Ing. Angelo Melgar 4 INTRODUCCIÓN Historia En los años 60, cada fabricante usaba una interfaz diferente para comunicar un DTE y un DCE los conectores y niveles de voltaje eran diferentes e incompatibles. DTE - Data Terminal Equipment, "Equipo Terminal de Datos" DCE - Data Communication Equipment "Equipo de Comunicación de Datos" Ing. Angelo Melgar 5 INTRODUCCIÓN Desarrollo La recomendación ITU V.24 junto con la ITU V.28 son equivalentes a RS 232. EIA Electronic Industries Association 1969 1997 • Desarrolla 1960 • Se difunde • Cooperació n • RS-232-C 1980 • Cambia de nombre • EIA-232-F Protocolo económico Ing. Angelo Melgar 6 INTRODUCCIÓN Definición RS 232 o Recommended Standard 232, es una interfaz que designa una norma para el intercambio serie de datos binarios entre un DTE y un DCE. • DTE: Equipo terminal de datos • DCE : Equipo de Comunicación de datos Ing. Angelo Melgar 7 INTRODUCCIÓN Tipo de transmisión TRANSMISIÓN EN PARALELO Se necesita líneas de datos y líneas de control TRANSMISIÓN EN SERIE Se necesita una línea de dato. Ventaja: menos espacio. Desventaja: mas lenta. Ing. Angelo Melgar 8 INTRODUCCIÓN Transmisión en serie TRANSMISIÓN SERIE SÍNCRONA Las terminales deben estar sincronizadas luego se envía la Información. TRANSMISIÓN SERIE ASÍNCRONA Los datos se transfieren precedidos de un bit de arranque, un bit de paridad, y un bit de paro. (datos en formato ACSII) Ing. Angelo Melgar 9 INTRODUCCIÓN Transmisión serie asíncrona. • Bits de datos: El número de bits que se envía depende del tipo de información que se transfiere. Ejemplo: ASCII utiliza 7 bits. • Bit de parada: Usado para indicar el fin de la comunicación de un solo paquete. • Bit de paridad: Es la forma mas sencilla de verificar si hay errores en la transmisión serial. PAR “0” IMPAR “1” Ing. Angelo Melgar 10 INTRODUCCIÓN Consideraciones. Hay tres categorías de temas básicos relacionados con RS 232 Especificaciones explícitas de ingeniería • Niveles de voltaje -15v hasta +15v • Forma de la señal que representa un 1 y un 0 • El propósito o función de cada uno de los pines que conforman la interface. Lineamientos de ingeniería que pueden modificarse (flexibles) • Método para iniciar y terminar el flujo de datos • Método para coordinar al emisor y al receptor Consideraciones NO especificadas en el estándar • La forma en que los caracteres se representan con bits • El tipo de conector utilizado. Ing. Angelo Melgar 11 Características Cable para RS – 232. Para conectar dos equipos DTE como dos computadoras, sin usar modem, se usa cable NULL MODEM El RS-232 consiste de un conector tipo DB-25 o DB-9. Ing. Angelo Melgar 12 Características Características físicas El estándar no hace referencia al tipo de conector que debe usarse. Sin embargo los conectores más comunes son el DB-25 (25 pines) y el DB-9 (9pines). El conector hembra debe estar asociado con el DCE y el macho con el DTE. Ing. Angelo Melgar 13 Características Detalle de los pines DB9. Especificaciones de los pines de conexión. # Pin Nombre Función 1 DCD 2 RD 3 TD 4 DTR 5 GROUND (Data Carry Detect): Indica detección de portadora (Recieve Data): Por donde se reciben los datos (Transmit Data): Por donde se transmiten los datos (Data Terminal Ready): indica que el emisor está preparado Tierra 6 DSR (Data Set Ready): indica receptor preparado 7 RTS (Request To Send): Petición de envío 8 CTS (Clear To Send): Listo para transmitir 9 RING Señal de llamada Ing. Angelo Melgar 14 Características Descripción funcional • La línea GND conecta la masa de ambos equipos y no merece mayor comentario. Las restantes ocho líneas pueden ser agrupadas en tres bloques funcionales que se explican fácilmente si recordamos que la norma fue diseñada para conectar un PC (DTE típico) con un modem (DCE típico) Ing. Angelo Melgar 15 Descripción funcional 1. Establecimiento de conexión. • El objetivo es que ambos PCs sepan que se ha establecido un canal de comunicación (normalmente a través de la línea telefónica). • Las líneas DTR y DSR del equipo local y del remoto deben estar activas (set) durante todo el proceso. Ing. Angelo Melgar 16 Descripción funcional 2. Control de flujo. • Estas líneas tienen sentido en el caso de que el canal de comunicación establecido tenga una gestión half-duplex. • El PC-Tx activa RTS, se reserva el canal. • El PC-RX receptor activa su CTS. Ing. Angelo Melgar 17 Descripción funcional 3. Tx/Rx de datos El funcionamiento de las líneas de este bloque es obvio. Cuando un PC puede transmitir, lo hace por la línea: • TxD. Transmisión de datos. • ...y si está recibiendo datos lo hace por RxD. Recepción de datos. • La transmisión serial de los datos, tal y como se ha explicado, con el bit de START, de STOP, etcétera, se produce en estas líneas Ing. Angelo Melgar 18 Descripción funcional Detalle del cable MODEM NULL. • Observe que, en este tipo de cable, el pin de transmisión (pin2) debe estar conectado al pin de recepción (pin3) del otro terminal. Ing. Angelo Melgar 19 Descripción funcional Conversión DB9 a BD25 • Observe que, en este tipo de cable, el pin de transmisión (pin2) debe estar conectado al pin de recepción (pin3) del otro terminal. Ing. Angelo Melgar 20 Descripción funcional Correspondencia DB9 y DB25 • Esta tabla sirve para construir un conversor de 25 a 9 pines. • Por ejemplo, el hilo para carrier detect debe ser soldado en el pin 1 del conector DB-9 y en el pin 8 del conector DB-25 DB-9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Descripción Carrier Detect Receive Data Transmitted Data Data Terminal Ready Signal Ground Data Set Ready Request To Send Clear To Send Ring Indicator Ing. Angelo Melgar DB-25 8 3 2 20 7 6 4 5 22 21 Representación de Caracteres Niveles de voltaje • Un uno binario se denomina “marca” (mark) y se representa por un voltaje de -3 a -15 voltios. • Un cero binario se denomina espacio (space) y se representa por un voltaje de +3 a +15 voltios. • Cualquier voltaje entre -3 y +3 voltios se considera inválido. • Una corriente de corto circuito no puede exceder los 500mA +15V +3V Rango positivo: space Región de transición -3V 0V Rango negativo: mark -15V Ing. Angelo Melgar 22 Representación de Caracteres Bit de paridad • La paridad puede configurarse de diversas formas: • No Parity (sin paridad): • Even Parity (paridad “par”): • Odd Parity (paridad “impar”): • Mark Parity (paridad de “marca”): siempre 1 • Space Parity (paridad de “espacio”) : siempre 0 DATOS 1010101 1111111 1010000 0101010 1111110 0011111 1000000 Ing. Angelo Melgar Cantidad de unos 4 7 2 3 6 5 1 BIT DE PARIDAD EVEN ODD MARK SPACE 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 23 Representación de Caracteres Bits de parada. • Después del bit de paridad (si lo hay) vienen los bits de parada (stop bits). Estos sirven para decir dónde termina el carácter. Pueden ser uno o dos bits de parada (en esto también deben ponerse de acuerdo el transmisor y el receptor). Algunas implementaciones cortan la transmisión del segundo bit de parada a la mitad, se dice entonces que utiliza uno y medio bits de parada. Los bits de parada se transmiten como unos lógicos (mark). mark start space 0 1 2 3 4 5 6 7 stop Cuando el bit de parada no se encuentra se produce un Framing Error. En estos casos es bueno revisar que el emisor y el receptor esperan la misma cantidad de bits de parada. Ing. Angelo Melgar 24 Representación de Caracteres Ejemplo de transmisión de un carácter. El bit de inicio debe ser un cero. Bit de datos Código ASCII Comenzando por el menos significativo Ing. Angelo Melgar Bit de paridad Bit o bits de parada 25 Representación de Caracteres Códigos ASCII Ing. Angelo Melgar 26 Representación de Caracteres Control de flujo • En RS-232 el control de flujo se puede hacer de dos maneras: por hardware (RTS/CTS) o por sofware (Xon/Xoff). • RTS/CTS: la línea CTS indica al PC si puede transmitir o no. En aplicaciones como la conexión de un PC a una impresora serie (dispositivo este normalmente bastante lento) la línea CTS está gobernada por la impresora para impedir que el PC desborde su buffer de entrada Ing. Angelo Melgar 27 Representación de Caracteres Control de flujo XON/XOFF: Otra posibilidad es usar el protocolo software XON/XOFF que consiste en lo siguiente: • Cuando la impresora está dispuesta para recibir datos (buffer de entrada vacío o casi vacío) transmite al PC la marca XON (XON y XOFF son códigos ASCII predefinidos). • Si el PC transmite demasiado rápido para la impresora y el buffer está próximo a llenarse, entonces se manda la marca XOFF. • El PC transmite sólo si la última marca recibida fue XON. Dependiendo de las características de los equipos a conectar se puede hacer un control de flujo RTS/CTS, XON/XOFF, ambos o ninguno. Ing. Angelo Melgar 28 Representación de Caracteres Otras especificaciones de interfaces Comparación la RS-232 con otras especificaciones: • RS-232 (20 Kbps) • RS-530 (hasta 2Mbps) • V.35 (hasta 6 Mbps) • RS-449 (hasta 10Mbps) • HSSI (hasta 52Mbps) High Speed Serial Interface. Ing. Angelo Melgar 29 Representación de Caracteres Resumen RS-232 NO dice como representar caracteres (7 u 8 bits es la forma más común, pero podrían ser 5 ó 6). Cuando no se envían datos la señal se debe mantener en estado de marca (un uno lógico, conocido también como RS-232 idle state). El comienzo de flujo de datos se reconoce porque la señal pasa de “marca” a “espacio”. Dependiendo de la implementación, pueden existir unos bits de sincronización conocidos como bits de arranque o inicio (start bits). El emisor y el receptor deben ponerse de acuerdo si hay cero, uno o dos bits de arranque. Después de los bits que representan los datos (5,6,7, u 8 bits) puede seguir un bit de paridad (que es opcional, depende de la implementación) para ayudar a determinar si ocurrió un error durante la transmisión. Este error se llama Parity Error y puede ser causado por una configuración desigual en el emisor y el receptor. Ing. Angelo Melgar 30 Representación de Caracteres Debilidades del estándar. El amplio rango permitido de voltaje y la necesidad de alimentación tanto positiva como negativa, aumenta el consumo de la interfaz y complican el diseño de la alimentación. Debido a que la señal es desbalanceada. aumenta el ruido y se ve limitado en el largo del cable a 15m. La conexión multipunto no está definida para mas de dos dispositivos. Se ha modificado para permitir mas dispositivos a costa de la velocidad y perdiendo compatibilidad. No hay un método especificado para dar alimentación a un dispositivo, solo puede hacerse en casos de poco suministro, como es el caso de un mouse. Resulta incómodo el uso de un conector tan grande como el DB25. Ing. Angelo Melgar 31 Descripción funcional 3. Tx/Rx de datos. • El funcionamiento de las líneas de este bloque es obvio. Cuando un PC puede transmitir, lo hace por la línea: • TxD. Transmisión de datos. • ...y si está recibiendo datos lo hace por • RxD. Recepción de datos. • La transmisión serial de los datos, tal y como se ha explicado, con el bit de START, de STOP, etcétera, se produce en estas líneas Ing. Angelo Melgar 32 Gracias Ing. Angelo Melgar 33
