RS 232 et connecteurs

Port série, RS-232, connecteurs et connexions.

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Christophe BOURRIER
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Présentation rapide :
L'interface RS-232, appelée aussi port série (ou port "COM") est relativement universelle et permet d'interconnecter 2 matériels afin d'établir un dialogue.
Les anciens connecteurs SUB-D 25 broches étant en voie de disparition, nous n'évoquerons donc que les prises SUB-D 9 broches.

Connecteurs 25 et 9 broches :


Malgré tout, de nombreux ordinateurs récents ne possèdent plus ce genre de prise.
En substitution, bien que parfois moins fiables, il est possible d'utiliser des convertisseurs USB/série ou PCMCIA/série :


Sans trop entrer dans les détails des protocoles de communications, la RS-232 fonctionne généralement de 75 à 128000 Bauds (Bits par secondes).
Plusieurs paramètres sont configurables : Bien entendu, les matériels devant communiquer ensembles devront avoir la même configuration...

Les tensions de fonctionnement sont positives (niveau logique "0") et négatives (niveau logique "1").
La plage de tensions utilisables est d'environ +/-3V à +/-25V.
(Voir niveaux logiques / convertisseurs).
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Quelques règles :
En général, les ordinateurs, terminaux et autres matériels sont équipés de prises mâles.

Sauf indications contraires,
- Pour connecter 2 appareils équipés de prises mâles, il faut utiliser un cordon femelle/femelle croisé, 3 fils, 5 fils ou 7 fils.
- Pour connecteur un ordinateur prise mâle avec un appareil en prise femelle, il faut utiliser une rallonge droite femelle/mâle.

Afin d'éviter les erreurs de cordons :
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Brochage et signaux du connecteur RS-232 SUB-D :


Câblage prise SUB-D mâle :
No broche
SUB-D
9 broches		(SUB-D 25
broches)		Fonction et orientations des signaux.
1(8)DCD<----(Data Carrier Detect, détection de porteuse).
2(3)RxD (ou RD)<----(Receive Data, réception de données par l'ordinateur).
3(2)TxD (ou TD)---->(Transmit Data, émission de données vers l'appareil à piloter).
4(20)DTR/---->(Data Terminal Ready, terminal/ordinateur prêt).
5(7)SG, GND-----(Signal Ground, masse).
6(6)DSR/<----(Data Set Ready, données prêtes).
7(4)RTS/---->(Request To Send, demande pour émettre).
8(5)CTS/<----(Clear To Send, prêt à émettre).
9(22)RI<----(Ring Indicator, indication de sonnerie).

Sur une prise mâle, côté broches,
les numéros se lisent de gauche à droite
(et inversement côté soudures).
Sur une prise femelle, côté broches,
les numéros se lisent de droite à gauche
(et inversement côté soudures).

Description rapide des signaux :

1- Le terminal/ordinateur indique qu'il est prêt (DTR).
2- Le périphérique indique que les données sont prêtes (DSR).
3- Le terminal/ordinateur demande l'autorisation d'émettre (RTS).
4- Le périphérique indique qu'il est prêt (CTS).
5- Le terminal/ordinateur envoie les données (TxD).
6- Le terminal/ordinateur retire sa demande d'émission (RTS).
7- Le périphérique repasse en attente (CTS).
Voici la trame d'un signal correspondant à un caractère.
(Signaux TxD ou RxD).

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Câble de liaison croisé 3 fils :
Les signaux les plus importants sont, bien entendu, la masse (broche 5) ainsi que les signaux de données RxD et TxD.
Ainsi avec un minimum de 3 fils, il est possible de réaliser une liaison série.
Dans ce cas tous les signaux de contrôle sont bouclés.
C'est un cordon réversible.

Schéma :

Réalisation :


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Câble de liaison croisé 5 fils :
C'est un compromis entre les câbles croisés 3 fils et 7 fils.
Certains matériels n'utilisent en effet que les signaux de contrôle RTS et CTS.
Dans ce cas les signaux de contrôle DCD, DTR et DSR sont bouclés.
C'est un cordon réversible.

Schéma :

Réalisation :

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Câble de liaison croisé 7 fils :
C'est le câble croisé le plus complet.
(La broche 9 n'est en général plus utilisée).
C'est un cordon réversible.

Schéma :

Réalisation :



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Rallonge droite :
C'est un câble très simple à réaliser, broches à broches.
Il est équipé d'une prise mâle et d'une prise femelle. Ce cordon n'est donc pas réversible.

Schéma :


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Bouchon de test :
Il permet de vérifier si tous les signaux entrées/sorties du port série sont corrects.

Schéma et brochage :


Vous trouverez sur Internet de nombreux logiciels de test.
Si vous utilisez le terminal de Windows, tous les caractères que vous taperez au clavier seront reproduits localement (par le bouclage émission TxD / réception RxD).

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Bornier d'essais :
Existe en version femelle ou mâle et très pratique pour les essais ou expérimentations :


Vous pouvez aussi utiliser des plaquettes "LAB" pour vos montages.

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Convertisseur niveaux logiques :

Les signaux RS-232 (+/-3V à +/-25V) ne sont pas compatibles avec les signaux logiques TTL (0V / +5V) des montages électroniques ou certains matériels.
Il est donc nécessaire de les convertir :

Niveau logiqueTension RS232Tension TTL
" 0 "
+3V à +25V
0V
" 1 "
-3V à -25V
+5V

1- Si vous n'utilisez que la sortie TxD de l'ordinateur, un simple transistor FET (2N3819...) est parfois suffisant :



2- Schéma d'un convertisseur RxD/TxD utilisant un amplificateur opérationnel (TL062, TL072, MC1458...).

3- Convertisseur avec MAX 232 :
Ce circuit très répandu est devenu relativement universel.
Il possède 4 entrées et 4 sorties permettant de convertir les signaux RS-232 en TTL et vice versa.

Voici un exemple de schéma de base qui permet de convertir 4 signaux (RxD, TxD, RTS et CTS) :


4 inverseurs/convertisseurs de tension adaptent les niveaux des entrées/sorties.
Les 4 condensateurs de 1µF sont indispensables. Ils permettent au circuit de générer en interne des tensions positives et négatives nécessaire au bon fonctionnement de la RS-232 (en moyenne +/- 8V sur les broches 2 et 6).

Le MAX232E est une version améliorée, mieux protégée contre les décharges électrostatiques.
Attention, si le circuit employé est un MAX232A, les condensateurs devront avoir la valeur de 0,1µF.

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Christophe BOURRIER - F4EZC
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