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. Ver tabla 1.

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 capacitares 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 capacitares 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.

Las terminales del conector JP1 se describen en la tabla 3. 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 capacitares 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.