Liaison RS232 asynchrone et connecteur DB9

Voici les caractéristiques électriques d'une liaison RS232 : niveaux électriques et principe de fonctionnement.

Liaison RS232 : caractéristiques des niveaux électriques

La norme RS232 (appelée aussi "CCITT V24" ou "V24") précise l’état des niveaux : de -25 V à -3V pour le niveau "A" et de +3 V à +25 V pour le niveau "B". "A" et "B" peuvent être "0" et "1" ou bien "1" et "0" selon qu'on travaille en logique positive ou négative.

Liaison RS232 : connecteur et broches

Pour la liaison RS232 le connecteur utilisé doit être DB9 ou DB25.

Sur le connecteur DB9, le brochage doit être fait ainsi :

• 1 DCD : Détection de porteuse Entrée
• 2 RD : Réception de données Entrée
• 3 TD : Emission de données Sortie
• 4 DTR : Terminal de données prêt. Sortie
• 5 SG : Masse du signal
• 6 DSR : Données prêtes Entrée
• 7 RTS : Requête d'émission Sortie
• 8 CTS : Prêt pour l'émission Entrée
• 9 RI : Indicateur de sonnerie Entrée

Vue du connecteur DB9 pour RS232 (brochage, ou, en anglais "pinout")

Liaison RS232 : Protocole

Au minimum, 3 fils sont nécessaires pour une liaison RS232 :

• SG(la masse),
• RD
• TD. Cela suffit pour une liaison asynchrone mais peut poser problème si l'appareil connecté a besoin de signaux de contrôle (DTR ou CTS) pour fonctionner.

On appelle cette liaison "asynchrone" parce qu'il n'y a pas d'horloge commune aux équipements qui communiquent entre eux. Ils peuvent émettre leurs messages (trames) n'importe quand pourvu que la ligne soit libre. Le récepteur se synchronise alors sur le début du message. L'émetteur et le récepteur doivent cependant avoir la même fréquence d'horloge. Les bits sont "lus" à la moitié de leur durée.

Le protocole RS232 est nécessaire pour que deux éléments qui communiquent se "comprennent". Il faut donc respecter les critères suivants :

Longueur des mots : 7 bits (ex : caractère ascii) ou 8 bits

Vitesse de transmission : elle se compte en bauds (bits par seconde). On peut choisir 1200 baud, 2400 baud, 4800 baud, 9600 baud, 19200 baud...

Trame RS232 vue à l'oscilloscope (durée 8 ms, vitesse de transmission 9600 baud)

Bit de start : au repos, la ligne est à l'état logique "1". Pour indiquer qu'un mot va être transmis, la ligne passe à "0" avant de commencer le transfert. Le récepteur peut ainsi synchroniser son horloge sur ce front. La lecture des bits suivants a lieu à la moitié de la durée des bits.

Bit de stop : après la transmission, la ligne RS232 est positionnée au repos pendant 1, 2 ou 1,5 périodes d'horloge selon le nombre de bits de stop.

Parité : le mot transmis peut être suivi ou non d'un bit de parité qui sert à détecter les erreurs éventuelles de transmission. 2 types de parité existent. Ni le bit de start ni le bit de stop ne sont pris en compte dans le calcul de la parité.

- parité paire : le bit de parité vaut "1" si le nombre de "1" de la donnée est impair. Le nombre total de "1" sur l'ensemble {donnée + bit de parité} est alors pair.Soit la donnée "01001001" contenant trois bits "1". Trois étant un nombre impair, le bit de parité vaut "1". Le nombre total de "1" vaut donc 4, on parle de parité paire.

- parité impaire : le bit de parité vaut "0" si le nombre de "1" de la donnée est pair. Le nombre total de "1" sur l'ensemble {donnée + bit de parité} est alors impair.Soit la donnée "01101111" contenant six bits "1". Six étant un nombre impair, le bit de parité vaut "0". Le nombre total de "1" vaut donc 7, on parle de parité impaire.

Liaison RS232 : Longueur du câble et applications

La longueur maximale est d'une dizaine de mètres. Dans certains cas, on peut aller jusqu'à 100 mètres. Plus la vitesse de transmission est élevée, plus la connexion doit être courte. La norme RS232 est ainsi très utilisée comme bus de terrain entre un ordinateur et un périphérique ou autre chose dans le cadre du contrôle d’une machine. Les nouvelles normes telles que l’USB ont des portées nettement moins importantes mais l’apparition de liaisons sans fil fait concurrence à la RS232. Des convertisseurs USB vers série existent aujourd'hui, tels que le FTDI ou le 18F4550 qui permettent de simuler un port série sur un PC via un driver. L’interface est connectée sur le port USB mais est reconnue comme un port série sur l’ordinateur, ce qui permet alors d’utiliser les anciens logiciels de contrôle avec une interface électronique plus récente.