Introducción al funcionamiento de USART en la comunicación de datos
Constituyendo uno de los medios más frecuentes en la transferencia de datos entre sistemas embebidos y microcontroladores, la USART ocupa un lugar destacado en la comunicación electrónica. Su papel fundamental en la transmisión y recepción de información entre dispositivos electrónicos es indiscutible. En las próximas líneas, te revelaremos todo lo esencial acerca del funcionamiento de la USART y su aplicación en el ámbito de la electrónica. Si deseas profundizar en esta fascinante tecnología, ¡no dudes en continuar leyendo!
Introducción a la USART Definición y Funcionamiento
El modo asincrónico, por otro lado, se utiliza en situaciones en las que la velocidad de transmisión de datos no es tan crítica y la precisión de sincronización no es tan importante. En este modo, los datos se transmiten de forma individual y se sincronizan mediante una señal de inicio y fin de trama.
La comunicación USART es una tecnología de datos que permite transferir y recibir información entre dispositivos electrónicos. USART es el acrónimo de "Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter" y puede utilizarse tanto de forma sincrónica como asincrónica.
Esta tecnología es ampliamente utilizada en dispositivos electrónicos que necesitan comunicarse entre sí, como microcontroladores, módulos GSM, módems, dispositivos de control de acceso, sensores, entre otros. La comunicación se lleva a cabo mediante un puerto serie, el cual está compuesto por un conjunto de pines que permiten la transmisión y recepción de datos.
Existen diferentes modos de configuración para la comunicación USART, dependiendo de las necesidades de la aplicación. El modo síncrono se utiliza en situaciones en las que se requiere una alta velocidad de transmisión de datos y una sincronización precisa. En este modo, los datos son transmitidos en bloques y se sincronizan mediante una señal de reloj.
Por otro lado, el modo asincrónico se emplea cuando la velocidad de transmisión de datos no es tan crítica y la precisión de sincronización no es tan importante. En este caso, los datos se transmiten de forma individual y se sincronizan mediante una señal de inicio y fin de trama.
Formato de la trama
Los códigos de paridad juegan un papel fundamental en las Telecomunicaciones, ya que tienen el propósito de detectar errores en la transmisión y en ciertos casos, incluso corregirlos.
Estos códigos funcionan mediante la adición de un bit extra en el origen del carácter original, conocido como bit de paridad, a los n bits que lo componen.
El valor de este bit de paridad se determina de tal forma que el número total de bits 1 que se van a transmitir sea par (codificación de paridad par) o impar (codificación de paridad impar).
Pero, ¿cómo se determina el valor del bit de paridad? Es sencillo: si el número total de 'unos' es par, entonces el bit de paridad será un 0, por el contrario, si el número de 'unos' es impar, el bit de paridad será un 1.
Operacióneditar
El correcto funcionamiento de un USART está estrechamente ligado al uso de los distintos protocolos disponibles. Por lo tanto, es fundamental entender cómo funcionan estos protocolos para garantizar una comunicación exitosa. A continuación, se detallan algunas notas generales para facilitar su comprensión.
Registro UCSRA
La función de recepción de un byte por medio del registro UCSRA, se basa en el bit 7 (RXC) que actúa como indicador de la presencia de un dato en el mismo. Para esperar la llegada de un dato, se utiliza un ciclo while que se ejecuta hasta que este bit esté activado. Luego, la función termina con un return, devolviendo el valor almacenado en el registro UDR (donde se encuentra el dato).
De manera similar, para la función de transmisión de un byte, se utiliza el bit UDRE del registro UCSRA como indicador de que el buffer de transmisión está listo para recibir nuevos datos. Una vez que se sale del ciclo, se coloca en el UDR el dato que se desea transmitir.
Como se mencionó previamente, al iniciar el programa se configura la UART con un valor de 51. A partir de ese momento, la función entra en un ciclo en el que espera recibir un dato. Una vez que recibe el dato, lo transmite a través de la UART sin realizar ningún cambio en él.
Circuito Integrado MAX
El MAX232 es ampliamente utilizado en la industria como interfaz entre niveles de lógica TTL y RS232. Es capaz de operar con sólo una fuente de +5V. Para generar niveles de +12V y -12V, solo se requieren cuatro capacitores de 1,0 uF. Este dispositivo cuenta con dos entradas TTL y dos entradas RS232, ambas con salidas respectivas en el otro nivel lógico. Además, el MAX232 permite una transferencia de datos rápida, alcanzando una velocidad máxima de 120 kbps.
Plataforma UART de mikroC PRO para el módulo USART Una solución de comunicación confiable
El módulo USART está presente en algunos microcontroladores de PIC, como el PIC16F88, 16F628A y 16F877A. Sin embargo, otros modelos como el 16F84A no cuentan con este módulo. Pero gracias a la biblioteca UART de mikroC PRO, utilizar este módulo en modo full-duplex de forma asincrónica es ahora más sencillo que nunca. Esto permite establecer la comunicación con otros dispositivos a través del protocolo RS232.
A continuación, en la siguiente tabla, se pueden comprobar las funciones integradas en la biblioteca junto con sus características más destacables.
Dónde se utiliza UART
La tecnología UART, usada en los inicios en series de protocolos, era ampliamente utilizada a través de distintos puertos en serie. Tales como los interfaces RS-232, los módems externos, entre otros, ejemplificaban su aplicación. Pero en los últimos años, su popularidad ha caído, en lugar de ello, se ha reemplazado por protocolos como SPI e I2C para las comunicaciones entre chips y componentes. Los ordenadores y periféricos modernos prefieren hoy en día tecnologías como Ethernet y USB para la transmisión de datos, en lugar de optar por el antiguo puerto en serie de UART.
Bits Baudios y Símbolos
El baudio es una unidad de medida muy importante en el ámbito de las telecomunicaciones. Se utiliza para determinar la cantidad de símbolos que se transmiten por segundo en una red digital. ¿Qué significa esto? Que cada símbolo puede contener más de un bit, dependiendo del tipo de modulación utilizado. Es decir, aunque se transmitan más baudios por segundo, no siempre será equivalente a bits por segundo. Esta diferencia se debe a que un bit siempre representa dos estados, por lo que la cantidad de información que puede transmitir un símbolo no siempre será igual.Antecedenteseditar
Los usos principales de la capacidad síncrona del USART se centraron en la integración de protocolos sincrónicos como la transmisión-recepción sincrónica (STR) de IBM, las comunicaciones binarias sincrónicas (BSC), el control de enlace de datos sincrónico (SDLC) y el control de enlace de datos de alto nivel (HDLC) basado en las especificaciones ISO. Estos protocolos de capa de enlace se empleaban en conjunción con módems de voz sincronizados. Su función era optimizar el ancho de banda en tiempos en los que los módems eran dispositivos analógicos. En aquellos tiempos, el módem asincrónico con tecnología de voz más avanzada alcanzaba una velocidad máxima de 300 bit/s gracias a su capacidad de modulación.
Comunicación Serial USART
En este proyecto, se abordará una de las formas de establecer comunicación entre un microcontrolador y una computadora. Para llevar a cabo esta práctica, será necesario utilizar diversos componentes que serán detallados a continuación. La comunicación serial es una de las técnicas más sencillas para conectar un microcontrolador con un dispositivo externo, ya sea una computadora o otro microcontrolador.En este proyecto, se configurará el microcontrolador con un oscilador interno de 8 Mhz. Para visualizar la información serial, se utilizará el programa Teraterm. Este programa es el equivalente a HiperTerminal en Windows Vista.
Básicamente, el programa realizará un eco del dato enviado, es decir, el microcontrolador recibirá el dato y lo enviará de vuelta. La finalidad de esta práctica es aislar la comunicación de cualquier proceso. En un momento dado, es posible enviar un dato, aplicarle un proceso o algoritmo y obtener el resultado.
Materiales:
