Chapitre 9 - Liaison Serie RS232

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Liaison Serie RS232

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  • 1

    Systmes microprocesseurs

    La liaison srie RS232Utilisation de l'EUSART

  • 2

    Gnralits

    Transmissions srie et parallle La communication entre 2 systmes

    peut se faire soit de manire parallle, soit de manire srie.

    La communication srie est trs importante dans le domaine de la tlcommunication et plus gnralement dans le transfert dinformations.

  • 3

    Gnralits

    Transmissions srie et parallle Contrairement au bus parallle o plusieurs

    bits sont transmis simultanment, dans les bus srie, les bits sont envoys les uns la suite des autres.

  • 4

    Gnralits

    Intrts d'une liaison srie Moins de cablage (- de cuivre donc - cher) Pas de perturbation entre pistes

    Dbits plus levs Distances de communication plus

    importantes

  • 5

    Transmissions sries

    Au minimum, 2 fils sont ncessaires 1 fil de donnes 1 fil de rfrence (masse)

    D'autres fils peuvent tre rajouts. Deux critres permettent de dfinir une liaison srie :

    Linterface (ou support) physique de communication (cble, connexions)

    Le format de transfert des donnes de communication (protocole)

    2 types : synchrone ou asynchrone

  • 6

    Transmissions sries asynchrones Les transmissions sries synchrones (transmission d'un signal

    d'horloge) seront vues au S3 (I2C). Les communications asynchrones sont dfinies par plusieurs

    paramtres : Les niveaux de tensions La vitesse de transmission (Baud Rate en anglais) Le format des donnes Le mode de fonctionnement

    Full-Duplex ou Half-Duplex Les interfaces physiques de communication peuvent tre

    divers : Fils de cuivre, fibre optique, hertzien, ...

  • 7

    Transmissions sries asynchrones Protocoles les plus courants :

    Norme RS232 Utilise notamment pour la communication avec

    un PC (ports COM) galement utilise dans de nombreux modules

    lectroniques spcifiques (modules Zigbee, ) Norme RS485

    Utilise dans les applications o les perturbations sont importantes

    On en trouve sur les Automates Programmables Industriels ...

  • 8

    Principe de transmission

    Dans une communication srie RS232, les bits sont envoys les uns la suite des autres sur la ligne en commenant par le bit de poids faible. La transmission sappuie donc sur le principe des registres dcalage.

    La transmission se fait octet par octet. Liaison srie asynchrone : pas d'horloge transmise

    Ncessit de rajouter un bit de START ('0' logique) avant l'octet transmettre, et un bit de STOP ('1' logique) aprs l'octet transmettre.

    La norme RS232 prvoit galement la possibilit de rajouter un autre bit juste avant le bit de STOP :

    Bit de parit ou un 2me bit de STOP

  • 9

    Principe de transmission

    Au total, cela nous fait donc 10 ou 11 bits qui sont transmis au registre dcalage qui assure la transmission en commenant par le bit de poids faible.

  • 10

    Configuration de la liaison

    On dispose de registres de contrle et dtat. Le(s) registre(s) de contrle permet(tent) de :

    Fixer le format de transmission (7, 8 ou 9 bits) Fixer le facteur de division de lhorloge (Baud Rate) Fixer le test de parit Fixer le nombre de bits STOP Prciser le fonctionnement en interruption

  • 11

    Configuration de la liaison

    Le(s) registre(s) d'tat(s) permet(tent) de savoir : Si une transmission est en cours Si une rception est termine Ltat des lignes de contrle Ltat des interruptions

  • 12

    Principe de la rception asynchrone

    Pas d'horloge transmise entre les 2 quipements les frquences d'horloge de l'metteur et du rcepteur doivent tre identiques

    Pour indiquer au rcepteur le dbut d'une transmission, il faut lui envoyer un signal :

    C'est le rle du bit de START La ligne au repos est l'tat logique '1' Le bit de START est donc logiquement '0'

  • 13

    Principe de la rception asynchrone

    Le rcepteur attend le premier front descendant de la ligne de donnes pour se synchroniser.

    Aprs une demi-priode dhorloge, il vient tester le bit. Lintrt est de pouvoir savoir sil sagit dun vrai bit de START (si le signal est toujours 0) ou alors si on a eu du bruit sur la ligne qui aurait provoqu un faux bit de START (si le bit est remont 1).

    Ensuite, on chantillonne le nombre de bits de donnes (dfini dans la configuration de la liaison srie) chaque priode dhorloge.

    Enfin, on teste le ou les bits STOP Si le bit est 1, on a bien un bit STOP. Si le bit est 0, on a un mauvais bit STOP. On parle dune

    erreur dencadrement (framing error).

  • 14

    Principe de la rception asynchrone

    Chronogramme type

  • 15

    Exemple de transmission

    On souhaite envoyer l'octet 0x32 (qui est le code ASCII du caractre '2'), sur 8 bits, sans parit avec 1 bit STOP.

    0x32 = (0011 0010)2

  • 16

    Lignes de contrle

    Ce sont les signaux additionnels aux lignes de donnes qui permettent de contrler la communication.

    Diffrents signaux peuvent tre changs.

  • 17

    Lignes de contrle

    Ces signaux peuvent tre groups de la manire suivante : Des signaux de transmission de donnes

    TXD (transmit data) : Donnes dans un sens RXD (receive data) : Donnes dans l'autre sens

    Des signaux de contrle de flux de transmission RTS (request to send) : Demande mettre CTS (clear to send) : Prt recevoir Ces signaux peuvent tre utiles pour grer l'change du flux

    de donnes. Notamment, il permet d'indiquer si l'quipement destinataire est prt recevoir.

    Des rfrences de potentiels (masse)

  • 18

    Vitesse de transmission des donnes

    Les deux quipements doivent tre configurs avec la mme vitesse (baud rate).

    Elle est exprime est bits / seconde Ces vitesses sont normalises :

    1200 bauds (ou bits/seconde) 2400 bauds 4800 bauds 9600 bauds 19200 bauds 38400 bauds 57600 bauds 115200 bauds

  • 19

    Contrle de flux

    Le rle du contrle de flux est de permettre d'viter de perdre des informations pendant la transmission.

    Diffrents types de contrle de flux : Contrle de flux matriel Contrle de flux logiciel

  • 20

    Contrle de flux

    Contrle de flux matriel : Il est possible de contrler le flux de donnes entre deux

    quipements par deux lignes de handshake (poigne de main en franais). Ces lignes sont RTS et CTS.

    Le principe de fonctionnement est le suivant : L'metteur informe le rcepteur qu'il est prt envoyer une

    donne en agissant sur RTS et en le mettant l'tat bas. Le rcepteur informe l'metteur qu'il est prt recevoir en

    mettant le signal CTS l'tat bas. La transmission devient effective.

    Cette technique permet d'viter d'envoyer des donnes quand le rcepteur n'est pas prt et donc permet d'viter la perte d'information.

  • 21

    Contrle de flux

    Contrle de flux logiciel : Il est galement possible de contrler la transmission

    l'aide de deux codes ASCII XON et XOFF : XOFF (code ASCII 17) : demande l'arrt de la

    transmission XON (code ASCII 19) : demande le dpart d'une

    transmission

  • 22

    Parit

    Le mot transmis peut tre suivi ou non d'un bit de parit qui sert dtecter les erreurs ventuelles de transmission.

    Il existe deux types de parits : Parit paire Parit impaire

  • 23

    Parit paire

    Le bit ajout la donne est positionn de telle faon que le nombre des tats 1 soit paire sur l'ensemble donn + bit de parit.

    Exemple : soit la donne 11001011 contenant 5 tats 1

    le bit de parit paire est positionn 1 , ramenant ainsi le nombre de 1 6.

  • 24

    Parit impaire

    Le bit ajout la donne est positionn de telle faon que le nombre des tats 1 soit impaire sur l'ensemble donn + bit de parit.

    Exemple : soit la donne 11001011 contenant 5 tats 1

    le bit de parit impaire est positionn 0 , laissant ainsi un nombre de 1 impaire.

  • 25

    Bilan

    Pour que 2 quipements puissent changer des donnes, il faut qu'ils soient configurs pour que :

    La vitesse de communication (baud rate) soit le mme des deux cts.

    Le nombre de bits de donnes soit identique Le nombre de bits STOP soit identique Le type de contrle de flux choisit soit le mme La parit soit la mme

  • 26

    Interfaces physiques

    Il existe diffrentes interfaces physiques pour la liaison srie, dont les normes :

    RS232 : Interface de liaison srie prsente sur les PCs (ports COM).

    RS422 : Interface mieux immunise vis vis du bruit.

    RS485 : Identique la RS422 mais dveloppe pour pouvoir connecter plus de deux appareils sur le mme bus.

  • 27

    Interfaces physiques

    Le choix d'une interface dpend : de la vitesse de transmission souhaite de la longueur du cble du nombre d'quipements que l'on souhaite

    connecter de l'immunit vis vis des parasites

  • 28

    Interface RS232 Niveaux de tension

    Les 0-5V (voire moins) que l'on trouve gnralement en sortie des microcontrleurs est insuffisant pour transmettre les informations loin.

    En effet, sous l'effet de l'impdance de la ligne (inductances et capacits parasites), le signal est attnu.

  • 29

    Interface RS232 Niveaux de tension

    Afin de pouvoir envoyer les signaux plus loin, la liaison srie RS232 transmet les informations sous des niveaux de tension plus levs.

    Un niveau logique bas (0V) sera transmis l'aide d'une tension de +10V.

    Un niveau logique haut (5V) sera transmis l'aide d'une tension de -10V.

    Il y a donc INVERSION DES NIVEAUX LOGIQUE et ADAPTATION +10V ET-10V

  • 30

    Interface RS232 Niveaux de t