Comunicaciones Digitales

Contenido

*** Comunicaciones Serie

*** Interfaces Estándar

*** Comunicaciones Simplex, half-duplex y full-duplex.

*** Protocolo Comienzo Final.

*** Cálculo de Líneas Radio Frecuencia.

*** El Estándar RS- 232.

Comunicaciones en Serie

Cuando se envía más de un bit de datos a la vez, se dice que la transferencia de datos es en paralelo. Si los datos se envían de uno en uno, la comunicación es en serie.En las comunicaciones en serie sólo es necesaria una línea de datos, además de la línea neutra.
Ya que los datos en el ordenador se almacenan en paralelo, estos deben convertirse a serie, separándose unos de otros por espacios de tiempo definidos por el reloj de transmisión.

La mayoría de los terminales CRT que se usan con sistemas de ordenadores están preparados para transmisiones en serie, incluso si las unidades se encuentran muy cerca del ordenador por razones de facilidad de instalación.Algunas impresoras y algunos otros dispositivos periféricos van equipados con ambos tipos de comunicación, aún cuando operan con puerto USB.

Interfaces Estándard

Se han hecho esfuerzos para intentar estandarizar las características del interfaz serial y paralelo.La Asociación de Industrias Electrónicas EIA y otros grupos nacionales e internacionales han definido estándares para equipos de comunicaciones de datos en serie. Estos estándares proporcionan especificaciones mecánicas, eléctricas y funcionales de un interfaz. Proporcionan un juego estándar de reglas o procedimientos, llamado protocolo para establecer y mantener comunicaciones por medio del interfaz.

Uno de los más usados estándares de comunicación serie adoptado por la EIA se conoce como el RS-232C, este estándar está limitado a una velocidad 20.000 bits por segundo (bps) y para una distancia máxima de 50 pies.Otros estándares como el RS-422 y el RS-423, permiten velocidades de transmisión más altas y a mayores distancias. Pero la mayoría de las aplicaciones no requiere estos incrementos, por lo que las limitaciones del RS-232 son aceptables.

Comunicaciones Simplex, half-duplex y full-duplex.

Las comunicaciones seriales entre módulos se implementan haciendo posible la transmisión en una o dos direcciones.En la comunicación simplex los datos van en una sola dirección. Físicamente los driver lógicos permiten enviar los datos sólo en una dirección específica.

Las comunicaciones half-duplex, los datos pueden transmitirse de un módulo a otro y viceversa, pero sólo en una dirección a la vez.En la full-duplex se pueden producir en ambas direcciones al mismo tiempo, ya que hay físicamente dos vías separadas para los datos.
Separación de los Datos

En las comunicaciones en serie se necesita algún tipo de procedimiento para indicar cuándo se va a enviar datos a un módulo y cuándo este módulo ha recibido los datos. Por otra parte debe distinguirse entre un bit y el siguiente, y entre cada uno de los grupos de bits que forman un carácter, una palabra o cualquier tipo de bloque.Si para separar los bits se utiliza un espacio de tiempo constante, T, y la unidad receptora conoce ese espacio de tiempo, entonces se pueden usar circuitos digitales para identificar cada bits, esto hace innecesaria una señal de envío y repuesta.

Si la velocidad de transmisión es lo suficientemente lenta, se puede hacer que los módulos de recepción y transmisión usen sus propios sincronizadores o relojes para determinar el valor de T.Antes de transmitir un carácter, el reloj de recepción se sincroniza con el reloj de transmisión por medio de un bit de comienzo. En este método se adiciona un carácter de final de carácter para que los relojes vuelvan a sincronizarse. Este método se conoce como Método de Comunicación Asíncrona.

Protocolo Comienzo Final

En este método, la línea de datos está en alta hasta que hay datos para enviar, entonces la línea de datos se pone en baja durante una unidad de tiempo; es decir el tiempo necesario para enviar un bit serial. Este es el bit de comienzo, el cual va seguido de los bits en serie del carácter. El bits menos significativo va de primero. Este carácter se especifica de acuerdo con un código, tal como un código ASCII de 7 bits. A veces se incluye también un bit de paridad el cual se usa para detectar errores. Finalmente se envían uno o más bits de final.

En las comunicaciones en serie, el bit bajo (0) se le conoce como espacio y al bit alto (1) como marca. El número total de bits enviados de un carácter más los de comienzo y final se le conoce como estructura. Este Protocolo se emplea para casi todas las comunicaciones Asíncronas.El bit de paridad ayuda a detectar los errores de un bit que se pueden producir durante la transmisión.

El bit de paridad se obtiene contando el número de unos (1) del código del carácter. Si el número de unos (1) es un número impar, y se desea una paridad par, entonces se pone un uno (1) en el bit de paridad, de forma que en el carácter haya un número par de unos (1). Si por el contrario, se desea paridad impar, y el carácter es el mismo, entonces se selecciona un cero (0) como bit de paridad, de forma que el número de unos (1) sea impar. El circuito generador de paridad de la unidad de envío cuenta el número de unos (1) del carácter que se se va a enviar y pone el bit de paridad correspondiente. La unidad receptora cuenta también el número de unos (1) y calcula cual tiene que ser el bit de paridad. Entonces compara el bit de paridad recibido con el bit de paridad calculado. Si los bits de paridad coinciden, entonces se asume que no hay error.La paridad no asegura que se vayan a detectar todos los bits que se hayan perdido o que hayan cambiado, pero es un método fácil y sencillo y se usa frecuentemente en el Protocolo Asíncrono.

Hardware y Software

En la práctica, se fabrican IC que se encargan de convertir los datos paralelos del ordenador a su contraparte serie y añaden el correspondiente bit de paridad a cada estructura de datos. A estos se les llama Transmisores Receptores Asíncronos Universales (UART). El UART es tratado como si fuera un puerto y va unido directamente a los buses de dirección de datos y de control. Si no se quiere usar este IC el programa tendrá que añadir la información de estructura necesaria y enviar los bits en serie.

Hay ciertos microprocesadores que soportan comunicaciones en serie directamente desde el chip, de no se así se puede emplear un simple circuito digital de bloqueo (flip-flop). Es recomendable incluir la UAR dentro del Hardware contra hacerlo vía Software, salvo cuando las unidades son lo suficientemente numerosas como para que implique una reducción de costos significativa.