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Módulo Adaptador
RS-232 / TTL
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Todos hemos visto que las computadoras tienen puertos
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veces sin siquiera saber cómo trabajan, tal
es el caso del puerto serie, al cual en la antigüedad
de las computadoras le conectábamos el ratón,
o un fax MODEM externo, o inclusive una impresora.
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Pues bien, si nosotros queremos utilizar el puerto
serie de una computadora, no crea que es cosa
de otro mundo o que esta actividad está
reservada a los especialistas de la materia, pues
al contrario, es más fácil de lo
que se piensa, tan solo requerimos un poco de
paciencia y saber cuál es la teoría
de operación de este puerto.
En muchas ocasiones resulta muy útil que
algún circuito basado en un microcontrolador
pueda comunicarse con una computadora, ya sea
para recibir datos o instrucciones de ella o bien
para enviarle datos o el estado de algún
proceso; dicha comunicación puede realizarse
utilizando los puertos de la computadora ya sea
el puerto paralelo o el puerto serie, en el caso
del puerto serie existe el inconveniente de que
un microcontrolador trabaja con niveles de voltaje
TTL y el puerto serie de la computadora trabaja
con niveles de voltaje de acuerdo a la norma RS232.
Estas diferencias en los niveles de voltaje hacen
que sea imposible realizar una conexión
directa de un microcontrolador al
puerto serie de la computadora.
Para poder establecer comunicación entre
el puerto serie de una computadora y un microcontrolador
es necesario construir un módulo adaptador
de RS232 a TTL, dicho módulo debe ser capaz
de convertir los niveles de voltaje de RS232 a
TTL para realizar una transmisión de datos
(desde la computadora) y de TTL a RS232 para realizar
una recepción de datos (desde el microcontrolador).
En el mercado se encuentra un circuito integrado
que realiza esta tarea, específicamente
el MAX232, este circuito integrado es muy popular
debido a que para un funcionamiento adecuado sólo
necesita de cuatro capacitores electrolíticos
y una fuente de alimentación de 5V.
En la figura 1 se muestra el diagrama esquemático
del Módulo Adaptador RS232-TTL.
El Módulo Adaptador de RS232 a TTL es un
circuito muy sencillo ya que, como se mencionó
anteriormente, el circuito integrado MAX232 (IC1)
realiza la tarea de cambiar los niveles de voltaje
de RS232 a TTL, en el caso de una transmisión
de datos y de TTL a RS232 en el caso de una recepción
de datos. El MAX232 (IC1) necesita para funcionar
sólo de cuatro capacitares electrolíticos
y de una fuente de alimentación de 5V,
internamente el MAX232 (IC1) tiene dos fuentes
conmutadas, la primera de ellas en conjunto con
los capacitores electrolíticos C3 y C2
adaptan el nivel de voltaje tomado
de la alimentación de +5V a +10V, la segunda
fuente conmutada y los capacitores electrolíticos
C1 y C4 invierten los niveles de voltaje para
que se puedan obtener -10V, estos niveles de voltaje
son utilizados para realizar la adaptación
de los voltajes RS232 y se encuentran dentro de
los rangos permitidos por la norma RS232.
El circuito integrado MAX232 (IC1) (Figura 2)
tiene dos terminales para conectar señales
con niveles de voltaje TTL que serán adaptadas
en señales con niveles de voltaje RS232,
y otras dos terminales para conectar señales
con niveles de voltaje RS232 que serán
adaptadas a señales con niveles lógicos
TTL.
En el diagrama esquemático se observa que
no todas las terminales del circuito integrado
MAX232 (IC1) están conectadas, esto debido
a que sólo utilizamos la señal de
la terminal 2 del conector DB9 (Rx) y la señal
de la terminal 3 del conector DB9 (Tx), estas
señales se utilizan para hacer la recepción
y la transmisión de datos respectivamente.
En el caso de la recepción de datos la
señal con niveles de voltaje TTL, procedente
de un microcontrolador o cualquier dispositivo
que maneje niveles de voltaje TTL, entra por la
terminal 11 del MAX232 (IC1), en el MAX232 se
adaptan los niveles de voltaje de TTL a RS232
y la señal con niveles de voltaje RS232
sale por la terminal 14 del MAX232 (IC1) a la
terminal 2 del conector DB9 (Rx); en el caso de
la transmisión de datos, la señal
de la terminal 3 del conector DB9 (Tx) con niveles
de voltaje RS232 entra por la terminal 13 del
MAX232 (IC1) en el MAX232 se adaptan los niveles
de voltaje de RS232 a TTL y la señal con
niveles de voltaje TTL sale por la terminal 12
del MAX232 (IC1), esta señal puede ser
conectada a la terminal receptora de un microcontrolador.
En la figura 3 vemos el circuito impreso.
También se observa que las terminales 1,4
y 6 del conector DB9 están cortocircuitadas
entre sí, así como las terminales
7 y 8 del conector DB9 también están
cortocircuitadas, esto es necesario cuando la
computadora maneja la transmisión y recepción
de datos por el puerto serie con algún
método de control de flujo, ya que nos
permite simular una terminal receptora que emite
las señales de control de flujo necesarias
para establecer la comunicación, en el
caso de que la computadora maneje los datos sin
ningún método de control de flujo
no es necesario realizar ninguna conexión
entre las terminales del puerto serie, aunque
si la computadora no maneja los datos con algún
método de control de flujo y dichas conexiones
se encuentran hechas, no afectan la comunicación
entre la computadora y el microcontrolador.
La siguiente figura muestra la distribución
de los componentes en el circuito impreso, es
importante mencionar que es recomendable soldar
primero una base para circuito integrado de 16
pines y después colocar sobre ella el MAX232,
ya que así evitaremos dañar el circuito
integrado con temperaturas excesivas al momento
de soldar los componentes, también es importante
colocar los capacitores electrolíticos
con la polaridad adecuada, ya que si no se hace
así, el Módulo adaptador RS232-
TTL no funcionará correctamente.
Para comprobar el correcto funcionamiento del
Módulo Adaptador RS232 TTL, es posible
utilizar el programa de computadora Hyperterminal
que está incluido con el sistema operativo
Windows, para hacerlo sólo es necesario
cortocircuitar las terminales 1 y 2 del conector
JP1, después con ayuda de un cable se conecta
el Módulo Adaptador RS232- TTL a la computadora,
enseguida se conecta una fuente de alimentación
de 5V en las terminales correspondientes de conector
JP1 y finalmente se configura una nueva conexión
con Hyperterminal.
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De
la Redacción de la Revista Saber Electrónica
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