Guía completa de especificaciones del puerto serie


Junto con el puerto paralelo, el puerto COM, o puerto serie, es una de las interfaces de E/S de un ordenador tradicional que todavía se puede encontrar en los sistemas POS, algunos equipos médicos, instrumentos de laboratorio y otros hardware antiguos. Aunque en los ordenadores modernos el puerto COM es de uso limitado, la información sobre él puede ser útil para muchos usuarios.

Contenidos


  1. ¿Qué es un puerto serie?
  2. ¿Qué es un puerto COM virtual?
  3. Puerto serie vs puerto paralelo
  4. ¿Para qué se utiliza un puerto COM?
  5. Parámetros del puerto COM
  6. ¿Cuáles son las ventajas de la transmisión de datos en serie?
  7. Tipos de puertos serie
  8. Estándar RS232. Pinout de puerto serie
  9. Tipos de conectores serie
  10. Cómo probar los puertos COM en un ordenador

¿Qué es un puerto serie?


Puerto Serie

Un puerto COM es una interfaz serial bidireccional que permite enviar y recibir datos bit a bit.

El puerto serie apareció mucho antes de que se introdujeran los ordenadores personales de la arquitectura IBM. En las primeras máquinas, el puerto COM se usaba para conectar dispositivos periféricos. Sin embargo, su ámbito de aplicación era algo diferente al del puerto paralelo. Si el puerto paralelo se usaba principalmente para conectar impresoras, el puerto COM (por cierto, COM es la abreviatura de comunicación) generalmente funcionaba con dispositivos de telecomunicaciones como módems. Sin embargo, un ratón serie así como otros dispositivos periféricos también pueden interactuar con un ordenador a través de una interfaz serie.

Actualmente las comunicaciones de puerto serie ya no son tan comunes como antes. El puerto COM ha sido reemplazado por el USB - un método más moderno que no requiere conocimientos especiales para la implementación. Sin embargo, los estándares modernos de compatibilidad entre los equipos serie y su software de control se han formado durante bastante tiempo en torno al concepto de puertos COM que ahora se consideran arcaicos.

Esto se debe al hecho de que inicialmente casi todos los equipos, incluidos los receptores GPS, eran externos, y su conexión al ordenador se establecía a través de un cable serie conectado a uno de los puertos de hardware del PC. Para configurar la comunicación serie, el usuario necesitaba especificar el número de puerto correcto y la velocidad de transmisión de datos.

Ahora la mayoría de los ordenadores modernos están equipados con puertos USB en lugar de interfaces COM. Además, los receptores GPS son instalados cada vez más dentro de los dispositivos, lo que significa que la conexión por cable ya no es eficiente.

¿Qué es un puerto COM virtual?


Un puerto serie virtual es un programa especial que emula una interfaz COM física en el software, que le permite agregar puertos serie a su PC sin usar hardware físico adicional como tarjetas de expansión, etc. Un puerto COM virtual es la solución si faltan puertos serie reales en su sistema.

Puerto Serie Virtual

Actualmente, gracias a algún software dedicado (p.ej. Virtual Serial Port Driver, Virtual Serial Over Ethernet, etc.), se puede emular un dispositivo serie remoto en su PC local de tal manera que pueda comunicarse con él como si estuviera conectado directamente a su máquina.

En este caso, se accede a los periféricos serie remotos a través de un puerto COM virtual creado en su sistema local por una aplicación especializada. Y todas las aplicaciones serie que se comunican con un periférico remoto a través de un puerto serie virtual reconocen la interfaz como si fuera de hardware.

Esto permite garantizar la compatibilidad entre un software serie heredado y un equipo moderno.

En cuanto a la forma en que administra sus puertos COM, no cambia significativamente. Los usuarios aún deben hacer las configuraciones del puerto como lo harían con un puerto serie físico. Sin embargo, un puerto COM moderno ya no es una interfaz voluminosa ubicada en el panel posterior de la unidad del sistema, sino una solución completamente de software.

Puerto serie vs puerto paralelo


Las interfaces serie y paralela son dos tipos diferentes de puertos de ordenador. A diferencia de un puerto paralelo (LPT), un puerto serie transmite datos bit por bit a través de una única línea en lugar de varias líneas a la vez. Las secuencias de bits se agrupan en series de datos que comienzan con un bit de inicio y terminan con un bit de parada. Por lo tanto, el nombre "puerto serie”.

Puerto serie vs puerto paralelo

Un puerto serie tiene dos líneas a través de las cuales se transmiten los datos reales. Son las líneas para transferir datos desde el terminal (PC) al dispositivo de comunicación y viceversa. Además, hay varias líneas de control. Para funcionar correctamente, los puertos serie dependen de un chip controlador especial, el Receptor/Transmisor Asíncrono Universal (UART) que admite una velocidad de transferencia de datos relativamente alta, que alcanza 115,000 baudios (bit/s). (Sin embargo, vale la pena señalar que la velocidad de transferencia de datos real depende de las características de ambos dispositivos de comunicación). Además, el controlador UART convierte el código paralelo en serie y viceversa.

Los puertos serie utilizan señales eléctricas de voltaje relativamente alto: hasta +15 V y -15 V. El nivel cero lógico de un puerto serie es +12 V, y el lógico es -12 V. Un margen tan amplio garantiza una alta inmunidad al ruido. Por otro lado, los altos voltajes utilizados por los puertos serie requieren soluciones de circuitos complejos.

Donde se utilizan puertos serie


Como ya sabemos, el uso del puerto COM se ha reducido debido a la introducción de la interfaz USB más rápida y más compacta y, por cierto, también serie. Los módems externos diseñados para conectarse a un puerto COM, así como a los ratones COM, están casi fuera de uso. Y rara vez alguien conectará dos ordenadores con un cable de módem nulo.

Sin embargo, un gran número de dispositivos especializados que incluyen varios escáneres de códigos de barras, cámaras de vigilancia y equipos industriales aún dependen de un puerto serie para conectarse al ordenador. También puede encontrar interfaces COM en muchas placas base. Entonces, con una gran cantidad de soluciones de hardware y software asequibles desarrolladas para él, el protocolo RS232 llegó para quedarse. En comparación con el USB, un puerto COM tiene una ventaja importante - el puerto estándar RS-232 de 9600 bps llega a 15 metros de cable blindado, mientras que la longitud de un cable USB generalmente se limita a 5 metros.

Los principales parámetros de los
puertos COM


Un puerto COM tiene las siguientes características estándar:

  • La dirección del puerto de E/S base;
  • Número de IRQ (interrupción);
  • El tamaño de un bloque de información;
  • La tasa de transferencia de datos;
  • Modo de detección de paridad;
  • Método de control de flujo;
  • El número de bits de parada.

¿Cuáles son las ventajas de la transmisión de datos en serie?


  • La comunicación en serie requiere menos cables conductores, por lo tanto, reduce el costo de la interfaz.
  • Admite la transmisión de datos a larga distancia.
  • Utiliza menos cantidad de cables, a menudo solo uno, esto significa una interfaz simple entre los dispositivos de transmisión y recepción o ICs.
  • Los protocolos serie son fáciles de implementar.

Tipos de puertos serie


Existen varios tipos de interfaces de comunicación de datos, cada una de las cuales está diseñada para aplicaciones específicas basadas en el conjunto requerido de parámetros y estructura del protocolo. Las interfaces de datos serie incluyen CAN, RS-232, RS-485, RS-422, I2C, I2S, LIN, SPI, y SMBus, pero RS-232, RS-485 y RS-422 siguen siendo los más confiables y comunes.

Interfaces RS-232 RS-422 RS-485
Número de dispositivos 1 Transmisor
1 Receptor
5 Transmisores
10 Receptores para 1 Transmisor
32 Transmisores
32 Receptores
Tipo de protocolo dúplex dúplex medio dúplex
Longitud máxima del cable ~ 15,25 metros a 19.2 Kbps ~ 1220 metros a 100 Kbps ~ 1220 metros a 100 Kbps
Velocidad máxima de transferencia de datos 19.2Kbps para 15 metros 10Mbps para 15 metros 10Mbps para 15 metros
Señal no balanceada balanceada balanceada
Voltaje de entrada mínimo +/- 3V 0.2V diferencial 0.2V diferencial
Corriente de salida 500mA 150mА 250mА

Estándar RS232. Pinout de puerto serie


RS-232 es un protocolo de comunicación estándar utilizado por los puertos serial para vincular un ordenador y su periférico. Este estándar describe el proceso de intercambio de datos entre un dispositivo de telecomunicaciones, como un módem y un terminal de ordenador. El estándar RS-232 define las características eléctricas de las señales, su propósito, duración, así como el tamaño de los conectores y su pinout.

También se debe tener en cuenta que el estándar RS-232 es el protocolo del nivel físico y no define los protocolos de transporte que se utilizarán para la transmisión de datos. Los protocolos de transporte pueden variar según el equipo de comunicación y el software utilizado.

Tipos de conectores serie en un ordenador.


La mayoría de los ordenadores donde aún puede encontrar un puerto serie tienen un conector macho DB-9 de 9 pines. El conector DB-9 generalmente se encuentra en la placa base del PC, aunque en ordenadores más antiguos pueden estar en una tarjeta múltiple especial insertada en la ranura de expansión. La versión anterior de un conector serie es el DB-25 de 25 pines.

A diferencia del puerto paralelo, los conectores en ambos lados de un cable serie son idénticos. Además de las líneas de transmisión de datos, un puerto serie contiene varias líneas de servicio a través de las cuales se puede transmitir cierta información de control entre el terminal (ordenador) y el dispositivo de telecomunicaciones (módem). Aunque, en teoría, solo tres líneas son suficientes para que funcione un puerto serie: Recibir Datos, Transmitir Datos y Tierra, la práctica ha demostrado que la presencia de las líneas de servicio hace que la comunicación sea más eficiente, confiable y más rápida.

El pinout del conector DB9 de acuerdo con el estándar RS-232 y su correspondencia con los pines del conector DB-25:

Número de Pin DB-9 Descripción de la Señal Número de Pin DB-25
1 (DCD) Detector de Datos 8
2 (TxD) Datos Transmitidos 2
3 (TxD) Datos Recibidos 3
4 (DTR) Terminal de Datos Preparado 20
5 (Gnd) Tierra 7
6 (DSR) Conjunto de Datos Preparado 6
7 (RTS) Solicitud de Envío 4
8 (CTS) Libre para Envío 5
9 (RI) Indicador de Llamada 22
Señales de Puerto Serie y Asignación de Pines

GND - Tierra, el segundo cable (común) para todas las señales (Las señales siempre se transmiten a través de dos cables).

TxD - Datos Transmitidos, un canal asincrónico para enviar datos serie.

RxD - Datos Recibidos, un canal asincrónico para recibir datos serie.

RTS- Solicitud de Envío, una señal de control que dice que el ordenador tiene datos para enviar a través del canal TxD al dispositivo final.

DTR - Terminal de Datos Preparado, una señal de control que indica que el ordenador (terminal) está listo para comunicarse con el dispositivo final.

CTS - Libre para Envío, una señal de control que indica que el dispositivo final está listo para recibir datos del terminal a través del canal TxD. Por lo general, el dispositivo final establece esta señal después de recibir la señal RTS=True (solicitud de transferencia) del ordenador y está listo para recibir datos. Si el dispositivo final no establece la señal CTS=True, la transmisión por el canal TxD no se iniciará. Esta señal se utiliza para el control de flujo de hardware.

DSR - Conjunto de Datos Preparado, una señal de control que indica que el dispositivo final ha completado todos los ajustes y está listo para comenzar a enviar y recibir datos desde el ordenador.

DCD - Detector de Datos, una señal de control que informa al ordenador (terminal) sobre la detección de otro terminal, es decir, que el dispositivo final, por ejemplo un módem, ha detectado otro módem que desea iniciar el intercambio de datos entre los terminales. El módem establece una señal DCD=True, que es detectada en la entrada del ordenador (terminal). Si el terminal está listo para el intercambio de datos, debe indicar su disponibilidad configurando una señal DTR=True, después de lo cual comenzará el intercambio de datos entre los dos terminales.

RI - Indicador de Llamada, una señal que le “dice” al ordenador (terminal) que el dispositivo final está recibiendo una señal de llamada.

Cómo probar el puerto COM en un ordenador


A menudo surge la necesidad de abrir un puerto COM cuando se repara un ordenador o se realizan diagnósticos. Además, puede ser necesario verificar si su puerto serie está funcionando. Quemar un elemento es muy fácil. La mayoría de las veces los puertos COM se dañan cuando los usuarios desconectan los dispositivos incorrectamente.

La forma más sencilla de verificar la operatividad de una interfaz COM es conectar un ratón. Sin embargo, esto no le dará una imagen completa, ya que el manipulador usa solo la mitad de las ocho líneas de señal disponibles. Solo utilizando un software sniffer de puerto COM especializado (p.ej. Serial Port Monitor) podrá probar a fondo un puerto serie. Encuentre la lista de los mejores sniffers de datos serie en nuestra nueva guía. Incluye soluciones sniffer de puerto COM de software y hardware y resalta los claros beneficios que se obtienen con una u otra solución.

Conclusión


Actualmente, el puerto serie no es un medio ampliamente utilizado para la entrada/salida de información. Sin embargo, dado que hay una gran cantidad de dispositivos basados en COM, principalmente equipos de telecomunicaciones, y gracias a algunas ventajas del protocolo de transferencia de datos serie RS-232, la interfaz serie se está fortaleciendo en muchas esferas de la vida de las personas.

Virtual Serial Port Driver

Requisitos: Windows (32-bit y 64-bit): XP(sólo Standard)/2003(sólo Standard)/2008/ Vista/7/8/10, Windows Server 2012, Windows Server 2016 , 5.5MB tamaño
Versión 9.0.575 (23rd May, 2019) Notas de la versión
Categoría: Communication Application