Komunikasi Serial RS232

A.    Sejarah Komunikasi Serial RS232

Pada tahun 1962 Electronic Industry Association (EIA) and Telecomunication Industry Association (TIA) telah menetapkan sebuah standar komunikasi data antar dua peralatan elektronik, yaitu Data Terminal Equipment (DTE) dan Data Communication Equipment (DCE) menggunakan pertukaran data biner secara serial (Serial Binary Data Interchang) yang diberi nama EIA/TIA-232.

Melalui standar EIA/TIA-232 dan sering disebut dengan RS232 mempunyai fungsi untuk menghubungkan atau mengkoneksikan perangkat yang satu dengan perangkat yang lain, yaitu mengkoneksikan DTE berupa komputer dengan DCE yang merupakan peralatan komunikasi berupa modem. Saat ini pemakaian RS232 digunakan sebagai port komunikasi data antara komputer dengan perangkat pelengkap komputer seperti mouse, printer, joystik game dan lain sebagainya.

Perkembangan teknologi mekatronik menyentuh hampir semua bidang terutama pada otomasi industri yang semua peralatan berbasis pada teknologi komputer dan mikrokontroler, untuk mengkomunikasikan antar devais, periperal ke periperal diperlukan port penghubung RS232 sebagai  jalur I/O (input/output). Dan setiap jalur I/O pada periperal dilengkapi dengan konektor standar DB9 birisi 9 pin atau DB25 berisi 25 pin.

B.     Pendahuluan

Sistem komputer selalu terkait dengan data karena komputer berfungsi untuk memproses data secara digital, data dalam komputer sering perlu untuk dikomunikasikan dengan paralatan luar komputer. Salah satu sistem komunikasi data pada komputer adalah dengan memanfaatkan serial port yang sudah terpasang pada komputer tersebut, dan standard komunikasi serial yang digunakan untuk koneksi adalah jalur port serial RS232. Standar RS232 merupakan standar protokol yang diaplikasikan pada semua sistem peralatan yang berbasia komputer atau mikrokontroler, untuk itu pada tahun 1962 Electronic Industry Association (EIA) and Telecomunication Industry Association (TIA) telah menetapkan sebuah standar komunikasi data antar dua peralatan elektronik, yaitu Data Terminal Equipment (DTE) dan Data Communication Equipment(DCE) menggunakan pertukaran data biner secara serial (Serial Binary Data Interchang) yang diberi nama EIA/TIA-232.

Paling sering kita temui komunikasi data adalah koneksi antara komputer dengan modem, komputer dengan printer, scaner, joystik game atau mouse. Untuk pemakaian lebih luas komunikasi antara komputer dengan komputer, sehingga bisa digunakan saling tukar menukar data. Komunikasi antara komputer dengan peralatan otomasi dalam industri (PLC), dimana koneksimenggunakan fasilitasjalur port serial RS232.

C.    Prisip Kerja RS232

Komunikasi data secara serialdilakukan dengan metode untuk mengirimkan data dari sebuah pengirim secara bit per bit dengan kecepatan tertentu (bit per detik/bps),  dan penmgiriman dilakukan melalui jalur satu kawat (Tx) dan diterima oleh sebuah penerima (Rx) dalam waktu tertentu. Oleh karena komputer penerima dapat berfungsi sebagai pengirim begitu juga pengirim juga dapat berfungsi sebagai penerima, maka komunikasi dapat dilakukan dalam dua arah.

Seperti diketahui bahwa dalam sebuah komputer data dialirkan melalui jalur (bus) data secara paralel dan data yang dikirimkan atau yang diterima melalui port serial, oleh karena itu dibutuhan suatu interface yang dapat mengubah dari jalur paralel menjadi jalur data serial. Sebuah rangkaian RS232 yang dapat mengubah jalur paralel menjadi jalur serial ditunjuk oleh sebuah IC tipe 6850, yaitu sebuah rangkaian yang dikenal dengan istilah Asynchronous Communications Interface Adapter (UART).

Datasheet UART 6850

UART 6850 secara blok terdiri dari:

1.      Sistem clock berfungsi sebagai sinkronisasi operasi seluruh sistem UART untuk terima data atau kirim data.

2.      Chip select and R/W berfungsi sebagai kendali operasi UART oleh devais eksternal.

3.      Data Bus Buffer berfungsi sebagai buffer data masuk dan data keluar secara paralel untuk dikoneksikan dengan sistem data bus pada mikro atau komputer.

4.      Transmit Data Register berfungsi sebagai penampung data dari data bus buffer untuk segera dikirimkan secara serial.

5.      Receiver Data Register berfungsi sebagai penampung data dari masukan serial untuk dikirim ke data bus buffer untuk dibaca oleh mikro atau komputer secara paralel.

6.      Control Register berfungsi untuk mengendalikan proses kirim dan terima data terkait dengan devais eksternal.

7.      Status Register berfungsi untuk mencatat status dari setiap proses yang dilakukan oleh UART.

8.      Blok kontrol baik untuk terima data maupun kirim data yang merupakan bagian dari control register dalam operasi terima ataupun kirim data.

9.      Pin-pin konektor yang digunakan untuk menghubungkan internal UART dengan devais eksternal.

D.    Proses Operasi UART

Diperlukan memilih dan membuka devais melalui 3 buah saluran pemilih CS0, CS1 dan CS2) dan saluran E (yang juga berfungsi sebagai clock data dari dan ke buffer 6850 databus), dilanjutkan dengan melakukan reset  pada power up melalui pemberian bit 0 dan bit 1 dengan logika 1 pada Register kontrol.

Empat logika sebagai kombinasi dari kedua bit adalah 00, 01, 10, 11, berfungsi untuk pilih register dan Baca / Tulis yang digunakan untuk memilih dan membaca dari Receive Data Register  atau Status Register atau menulis ke Transmit Data Register  atau  Control Register .

Sekali di reset, E toggle dan dengan demikian makabit pada Control Register (CR) dapat diatur untuk program perilaku serial sesuai dengan yang diinginkan.

Sebagai contoh untuk keperluan khusus UART clock dibuat 500 KHz, CR0 dan CR1 diprogram untuk pembagi clock 16 sehingga akan diperoleh 500 KHz ÷ 16 = 31,25 KHz.

CR2, 3,4 diprogram untuk 8 bit, 1 stop bit, no parity dan CR7 diatur untuk memungkinkan menerima mendaftar interupt penuh. Saluran IRQ berfungsi untuk memberikan sinyal interupsi NMI ke mikro atau ke prosesor, yang berarti UART meminta layanan untuk bisa melakukan pengiriman atau penerimaan data secara serial.

Selanjutnya komunikasi data dapat dilakukan baik untuk pengiriman data atau penerimaan data, setelah penyambungan antar devais atau komunikasi serial dengan standar komunikasi RS-232 yang menghubungkan periferal eksternal seperti modem dengan komputer.

Konektor RS-232

Konektor DB9 atau DB25digunakan sebagai penghubung antar devais, RS232 dengan konektor DB9 dipakai untuk mouse, modem dan lain-lain.Sedang konektor DB25 dipakai untukjoystik game. Serial port RS232 dengan konektor DB9 memiliki 9 buah pin dan pada konektor DB25 memiliki pin 25 buah.

Sedangkan fungsi masing-masing pin pada konektor dapat dilihat pada tabel berikut:

 

Dengan memanfaatkan pin konektor RS-232 dapat digunakan untuk mengkoneksi secara data serial di antara komputer dan modem atau piranti lain, di industri koneksi ini digunakan untuk pengujian atau pengetesan. Sebagai contohterkoneksi dengan Digital Multimeter, Frequency Counter atau Oscilloscope,sehingga hasil dapat langsung dibaca oleh komputer atau utnuk mengendalikan peralatan tertentu sesuai dengan fungsi yang diharapkan.

Terdapat banyak industri mengembangkan sistem yang berbeda, artinya sistem yang satu dengan sistem yang lain tidak memiliki pola pengambangan yang sama dan tidak saling tergantung. Akan tetapi dengan menambahkan port komunikasi standar RS-232 maka antar peralatan tersebut dapat saling dikoneksikan dalam rangka untuk mengkomunikasikan data.

Fungsi pin berdasarkan tabel di atas dapat dijelaskan sebagai berikut:

·         Signal Ground (SG) berfungsi untuk memberikan masa (ground) pada setiap sinyal secara bersama (common signal ground).

·         Transmit Data (TX) berfungsi sebagai saluran keluarnya data dari UART atau sebagai pengirim data ke devais secara serial.

·         Receive Data (RX) berfungsi sebagai saluran masuknya data ke UART atau sebagai penerima data dari devais secara serial.

·         Data Terminal Ready (DTR) berfungsi sebagai pemberi informasi status ke devais terkoneksi bahwa UART telah siap. Saat terkoneksi dan berkomunikasi dengan devais DTR perlu beri logika 1.

·         Data Set Ready (DSR) berfungsi untuk menerima informasi status devais bahwa devais siap utnuik diakses oleh komputer melalui UART.

·         Request to Send (RTS) berfungsi sebagai isyarat permintaan UART ke devais untuk memfasilitasi bahwa UART akan mengirimkan data ke devais.

·         Clear to Send (CTS) berfungsi sebagai penerima jawaban atas pengiriman isyarat RTS bila modem/piranti telah menerima data.

·         Data Carrier Detect (DCD) berfungsi sebagai penerima isyarat agar komputer bersedia menerima data pada pada waktu tertentu.

·         Ring Indicator (RI) berfungsi menerima isyarat dari modem bahwa ada devais (eksternal) yang membutuhkan koneksi dalam rangka pengiriman atau permintaan data.