6. La transmission série

La transmission série de données numériques
I Rôle
Les données sont transmises par l’émetteur au récepteur sur 1 seul fil.
La transmission série permet de communiquer des données numériques entre deux
objets techniques distants.
La transmission série la plus simple est la transmission série asynchrone en liaison
simplex (1 émetteur et 1 récepteur) :
Objet technique récepteur
Objet technique émetteur
Conversion
parallèle/série
n
Données
parallèles sur n
bits
TXD
RXD
GND
GND
Conversion
série/parallèle
Horloge
d’émission
Horloge de
réception
n
Données
parallèles sur n
bits
Le mode asynchrone ne transmet pas d’horloge
II Fonctionnement
II.1 Description de l’émission d’une donnée en mode asynchrone :
Ligne au
repos
Donnée (Code à
transmettre
Ligne au
repos
1
0
P
b0
b1
b2
b3
b4
b5
b6
t(s)
b7
Horloge d’émission
STOP (Fin de l’émission
de la donnée)
Bit de START (Début de
l’émission de la donnée)
Bit de parité
L’envoie du message est codé en niveaux logiques.
Le message est synchronisé sur une horloge d’émission :
-changement d’état logique sur les fronts montants de l’horloge,
-lecture de l’état logique sur les fronts descendants de l’horloge.
Le bit de START :
Le début de l’émission commence au passage d’un niveau logique 1 (ligne au
repos) à un niveau logique 0 (bit de START).
Les bits de la donnée à transmettre :
Les bits de la donnée à transmettre sont envoyés après le bit de START (du bit
de poids faible au bit de poids fort).
Le bit de parité :
Un bit de parité permet de détecter si une erreur s’est introduite durant la phase
de transmission.
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La transmission série de données numériques
La valeur de ce bit dépend :
-du nombre de bit à « 1 » de la donnée à transmettre,
-si l’envoie est réalisé avec une parité paire ou une parité impaire.
Dans le cas d’une parité paire : la somme des bits à « 1 » doit être paire.
Dans le cas d’une parité impaire : la somme des bits à « 1 » doit être
impaire.
Exemple :
Si la donnée est composée de 3 bits à « 1 » et que la parité est impaire,
le bit de parité sera à « 0 ».
Si la donnée est composée 6 bits à « 1 » et que la parité est impaire, le
bit de parité sera à « 1 ».
Le(s) bit(s) de STOP :
Ce bit indique la fin de la transmission de la donnée.
Ce bit est au niveau logique 1 (retour de la ligne au repos).
La vitesse de transmission :
Elle est évaluée en bits transmis par secondes (bits/s).
Elle s’exprime également en baud=bits/s.
II.2 Description des différents type de liaisons entre objets techniques
Liaison simplex :
Dans ce mode, il existe un objet technique qui sera l’émetteur (qui ne pourra
qu’émettre des données) et un objet technique récepteur (qui ne pourra que recevoir
les données de l’émetteur).
Emetteur
TXD
RXD
Objet technique A
Récepteur
Objet technique B
Liaison half-duplex :
Dans ce mode, les deux objets techniques peuvent envoyer et recevoir des données.
Par contre les deux objets techniques ne pourront pas envoyer et recevoir des données
en même temps.
Emission de l’objet technique A vers l’objet technique B :
Emetteur
TXD
Récepteur
Emetteur
RXD
Objet technique A
Récepteur
Objet technique B
Emission de l’objet technique B vers l’objet technique A :
TXD
Emetteur
Récepteur
Objet technique A
RXD
Emetteur
Récepteur
Objet technique B
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La transmission série de données numériques
Liaison full duplex :
Dans ce mode, les deux objets techniques peuvent envoyer et recevoir des données en
même temps.
Emetteur
Récepteur
TXD
RXD
RXD
TXD
Objet technique A
Récepteur
Emetteur
Objet technique B
III.3 Production du bit de parité et détection d’erreur
La production du bit de parité et la détection d’erreur peut se faire à l’aide de portes
logiques OU Exclusif (parité paire) ou à l’aide de portes logiques NON OU Exclusif (parité
impaire).
III.3.1 Production du bit de parité (parité paire)
P=b0 ⊕ b1 ⊕ b2 ⊕ b4 ⊕ b5 ⊕ b6 ⊕ b7
Exemple :
Bit de
parité
Message
1
0
1
=1
0
1
=1
0
=1
0
=1
1
=1
=1
III.3.1 Détection d’une erreur lors de la transmission (parité paire)
E= b0 ⊕ b1 ⊕ b2 ⊕ b4 ⊕ b5 ⊕ b6 ⊕ b7 ⊕ P
Exemple :
1
Bit de
parité
Erreur
0
0
=1
0
=1
1
0
=1
0
=1
1
=1
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=1
=1
E=1
L’erreur est
détectée
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III Applications – critères de choix
Sur des distances supérieures à quelques mètres, il est difficile de mettre en œuvre une
transmission en parallèle : coût du câblage, mais surtout interférences électromagnétiques
entre les fils provoquant des erreurs importantes. On utilise alors une liaison série.
Il existe plusieurs types de liaisons séries dont les caractéristiques sont décrites ci dessous :
Type de liaison
RS232
RS422 ou RS485
Asymétrique
Symétrique
15m
1200m
20k
10M
±25V
±6V
±3V
±0,2V
Paramètre
Fonctionnement
Longueur du câble
Débit max (bits/s)
Niveaux des tensions
Sensibilité récepteur
III.1 Liaison de type RS232 (V28)
Le support est un fil référencé par rapport à la masse (asymétrique). La norme permet
d'
adapter les signaux logiques (TTL ou CMOS) :
-« 1 » logique = 5V devient une tension comprise entre -3V et -25V.
-« 0 » logique = 0V devient une tension comprise entre +3V et +25V.
+25V
Niveau logique 0
+3V
Transmission asymétrique :
VT
Emetteur
VT
-3V
Niveau logique 1
-25V
III.2 Liaison de type RS422 ou RS485 (V11)
Le support de transmission est ici différentiel. Deux fils correspondant à des niveaux
complémentaires sont donc utiles pour chaque signal ce qui limite l'
influence des bruits
extérieurs et des masses.
Pour la RS485, on peut réaliser des liaisons multipoints (plusieurs émetteurs et
plusieurs récepteurs)
Transmission différentielle :
+6V
Niveau logique 0
+0,3V
V+
Emetteur
VDIFF
V
-
-0,3V
Niveau logique 1
-6V
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