Ada 2 macam cara komunikasi data serial yaitu Sinkron dan Asinkron. Pada komunikasi data serial sinkron, clock dikirimkan bersama sama dengan data serial,  tetapi clock tersebut dibangkitkan sendiri – sendiri baik pada sisi pengirim maupun  penerima.Sedangkan pada komunikasi serial asinkron tidak diperlukan clock karena data  dikirimkan dengan kecepatan tertentu yang sama baik pada pengirim / penerima.

Pada IBM PC kompatibel port serialnya termasuk jenis asinkron. Komunikasi data serial ini dikerjakan oleh UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). IC UART dibuat khusus untuk mengubah data parallel menjadi data serial dan menerima data serial yang kemudian dirubah lagi menjadi data parallel.IC UART 8250 merupakan salah satunya. Selain berbentuk IC mandiri berbagai macam mikrokontroller juga ada yang dilengkapi dengan UART, misalnya AT89S51/52/53 atau PIC16F877.

Pada UART, kecepatan pengiriman data ( atau yang sering disebut dengan Baud Rate ) dan fase clock pada sisi transmitter dan sisi receiver harus sinkron.

Untuk itu diperlukan sinkronisasi antara Transmitter dan Receiver. Hal ini dilakukan oleh bit “Start” dan bit “Stop”. Ketika saluran transmisi dalam keadaan idle, output UART adalah dalam keadaan logika “1”.

Ketika Transmitter ingin mengirimkan data, output UART akan diset dulu ke logika “0” untuk waktu satu bit. Sinyal ini pada receiver akan dikenali sebagai sinyal “Start” yang digunakan untuk menyinkronkan fase clocknya sehingga sinkron dengan fase clock transmitter.

Selanjutnya data akan dikirimkan secara serial dari bit yang paling rendah (bit0) sampai bit tertinggi.Selanjutnya akan dikirimkan sinyal “Stop” sebagai akhir dari pengiriman data serial.

Sebagai contoh misalnya akan dikirimkan data huruf “A” dalam format ASCII (atau sama dengan 41 heksa atau 0100 0001.

PENGIRIMAN HURUF “A” TANPA BIT PARITAS

Kecepatan transmisi (baud rate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu.Baud rate yang umum dipakai adalah 110, 135, 150, 300, 600, 1200, 2400, dan 9600 (bit/perdertik).Dalam komunikasi data serial, baud rate dari kedua alat yang berhubungan harus diatur pada kecepatan yang sama. Selanjutnya harus ditentukan panjang data (6,7 atau 8 bit), paritas (genap, ganjil, atau tanpa paritas), dan jumlah bit “Stop” (1, 1 ½ , atau 2 bit).

Karakteristik Sinyal Port Serial

Standar sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan adalah Standar RS232 yang dikembangkan oleh Electronic Industri Association (EIA/TIA) yang pertama kali dipublikasikan pada tahun 1962.Ini terjadi jauh sebelum IC TTL populer sehingga sinyal ini tidak ada hubungan sama sekali dengan level tegangan IC TTL. Standar ini hanya menyangkut komunikasi antara (Data Terminal Equipment – DTE) dengan alat – alat pelengkap komputer (Data Circuit Terminating Equipment – DCE).

Standar sinyal RS232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut :

• Logika 1 disebut ‘Mark’ terletak antara -3 Volt sampai -25 Volt
• Logika ‘0’ disebut ‘space’ terletak antara +3 Volt samapai +25 Volt.
• Daerah tegangan antara -3 Volt sampai +3 Volt adalah invalid level, yaitu daerah tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Demikian juga level tegangan dibawah -25 Volt dan diatas +25 Volt juga harus dihindari karena bisa merusak line driver pada saluran RS232

Gambar dibawah adalah contoh level tegangan RS232 pada pengiriman huruf “A” dalam format ASCII tanpa bit paritas. 

Flow Control

Jika kecepatan transfer data dari DTE ke DCE (misal dari komputer / modem) lebih cepat dari pada transfer data dari DCE ke DCE (modem ke modem) maka cepat atau lambat kehilangan data akan terjadi karena buffer pada DCE akan mengalami overflow. Untuk itu diperlukan sistem flow control untuk mengatasi masalah tersebut.Ada 2 macam flow control yaitu secara hardware dan secara software.

Flow control secara software atau yang sering disebut dengan Xon (karakter ASCII 17) dan Xoff (karakter ASCII 19).DCE akan mengirimkan Xoff ke komputer untuk memberitahukan agar komputer menghentikan pengiriman data jika buffer pada DCE telah penuh.Jika buffer telah kembali siap menerima data DCE akan mengirimkan karakter Xon ke komputer dan komputer akan melanjutkan pengiriman data sampai data terkirim semua.Keuntungan Flow Control ini adalah hanya diperlukan kabel sedikit karena karakter kontrol dikirim lewat saluran TX RX.

Flow Control secara hardware atau sering disebut RTS / CTS menggunkan dua kabel untuk melakukan pengontrolan.Komputer akan men-set saluran Request to Send (RTS) jika akan mengirimkan data ke DCE. Jika buffer di DCE siap menerima data, maka DCE akan membalas dengan men-set saluran Clear to Send (CTS) dan komputer akan mulai mengirimkan data.Jika buffer telah penuh, maka saluran akan di reset dan komputer akan menghentikan pengiriman data sampai saluran ini di-set kembali.

Konfigurasi Port Serial

Konektor DB-9 pada bagian belakang komputer adalah port serial RS232 yang biasa dinamai dengan COM1 dan COM2.

Keterangan mengenai fungsi saluran RS232 pada konektor DB-9 adalah sebagai berikut :

1. Received Line Signal Detect, dengan saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa pada terminal masukan ada data masuk.
2. Receive Data, digunakan DTE menerima data dari DCE.
3. Transmit Data, digunakan DTE mengirimkan data ke DCE.
4. Data Terminal Ready, pada saluran ini DTE memberitahukan kesiapan terminalnya.
5. Signal Ground, saluran ground
6. DCE ready, sinyal aktif pada saluran ini menunjukkan bahwa DCE sudah siap.
7. Request to Send, dengan saluran ini DCE diminta mengirim data oleh DTE.
8. Clear to Send, dengan saluran ini DCE memberitahukan bahwa DTE boleh mulai mengirim data.
9. Ring Indicator, pada saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa sebuah stasiun menghendaki hubungan dengannya.

Untuk dapat menggunakan port serial harus diketahui dahulu alamat dari port serial tersebut. Biasanya tersedia dua port serial pada CPU, yaitu COM1 dan COM2. Base Address COM1 biasanya 1016 (3F8h) dan COM2 biasanya 760 (2F8h). Alamat tersebut adalah alamat yang biasa digunakan, tergantung komputer yang digunakan.Tepatnya kita bisa melihat pada peta memori tempat menyimpan alamat tersebut, yaitu memori 0000.0400h untuk COM1 dan 0000.0402h untuk COM2.

Berikut adalah nama – nama register yang digunakan beserta alamatnya. 

Keterangan Register

• RX Buffer , digunakan untuk menampung dan menyimpan data dari DCE.
• TX Buffer , digunakan untuk menampung dan menyimpan data yang akan dikirim ke port serial.
• Baud Rate Divisor Latch LSB , digunakan untuk menampung byte bobot rendah untuk pembagi clock pada IC UART agar didapat baud rate yang tepat.
• Baud Rate Divisor Latch MSB , digunakan untuk menampung byte bobot tinggi untuk pembagi clock pada IC UART sehingga total angka pembagi adalah 4 byte yang dapat dipilih dari 0001h sampai FFFFh.
  

Berikut adalah tabel angka pembagi yang sering digunakan : 

Sebagai catatan, register Baud Rate Divisor Latch ini bisa diisi jika bit 7 pada register Line Control Register diisi 1.

Alasan Penggunaan Port Serial

Dibandingkan dengan menggunakan port parallel penggunaan port serial terkesan lebih rumit. Berikut adalah keuntungan penggunaan port serial dibandingkan penggunaan port parallel.

1. Pada komunikasi dengan kabel yang panjang, masalah cable loss tidak akan menjadi masalah besar daripada menggunakan kabel parallel. Port serial mentransmisikan “1” pada level tegangan   -3 Volt sampai -25 Volt dan “0” pada level tegangan +3 Volt sampai +25 Volt, sedangkan port parallel mentransmisikan “0” pada level tegangan 0 Volt dan “1” pada level tegangan 5 Volt.
2. Dubutuhkan jumlah kabel yang sedikit, bisa hanya menggunakan 3 kabel yaitu saluran Transmit Data, saluran Receive Data, dan saluran Ground (Konfigurasi Null Modem)
3. Saat ini penggunaan mikrokontroller semakin populer. Kebanyakan mikrokontroller sudah dilengkapi dengan SCI (Serial Communication Interface) yang dapat digunakan untuk komunikasi dengan port serial komputer.

Pengaksesan Port Serial Pada Visual Basic

Untuk pengaksesan port serial kita dapat mengaksesnya secara langsung menggunakan kontrol MSComm yang telah disediakan Visual basic.Kontrol MSComm menyediakan fisilitas komunikasi antara program aplikasi yang kita buat dengan port serial untuk mengirim atau menerima data melalui port serial.Setiap MSComm hanya menangani satu port serial sehingga jika kita ingin menggunakan lebih dari satu port serial harus digunakan MSComm lain.

Properti MSComm

Jumlah properti pada MSComm sangat banyak, dan hanya beberapa properti yang perlu kita ketahui. Properti yang sering digunakan adalah :

CommPort

Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang akan dipakai.

Setting

Digunakan untuk menset nilai baud rate, pariti, jumlah bit data, dan jumlah bit stop.

PortOpen

Digunakan untuk membuka ataupun menutup port serial yang dihubungkan dengan MSComm ini.

Input

Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer penerima.

Output

Digunakan untuk menulis data string pada buffer kirim.

Berikut adalah contoh penggunaan properti tersebut

'============================================== 

Private Sub Form_Load ()

            MSComm1.ComPort = 1

            MSComm1.Setting = “9600,N,8,1”

            MSComm1.InputLen = 0

            MSComm1.PortOpen = True

            MSComm1.Output = “ATV1Q0” & Chr$(13)

            Do

                        DoEvents

            Buffer$ = Buffer$ & MSComm1.Input

            Loop Until InStr (Buffer$, “OK”

            & vbCLRF)

            MSComm1.PortOpen = False

End Sub

'==============================================

Kode – kode program pada prosedur diatas akan melakukan aksi sebagai berikut :

• Port serial yang digunakan adalah COM1
• Setting MSComm adalah : Baud rate 9600, tanpa paritas, jumlah data 8 bit, dan jumlah bit stop adalah 1 bit
• Memerintahkan kontrol MSComm membaca seluruh isi buffer ketika menggunakan perintah input (MSComm1.InputLen = 0)
• Membaca port serial
• Mengirim perintah “ATV1Q0” diikuti ASCII 13 (enter) ke modem
• Menunggu modem mengirimkan jawaban “OK” ke komputer
• Menutup port serial

Even Pada MSComm

MSComm hanya mempunyai satu even saja, yaitu even OnComm. Even OnComm dibangkitkan jika nilai properti dari CommEvent berubah yang mengindikasikan telah terjadi even pada port serial baik even komunikasi maupun even error.

Tabel berikut adalah tabel mengenai nilai – nilai dari properti CommEvent, nilai properti ini tidak tersedia pada saat design time, tetapi hanya dapat dibaca pada saat run time.

Berikut adalah contoh penggunaan even OnComm untuk komunikasi menggunakan mikrokontroller. Akan dibaca hanya even comEvReceive saja

'==============================================

Private Static Sub MSComm1_OnComm ()

            Dim Buffer As Variant

            Select Case MSComm1.CommEvent

                        Case comEvReceive

                        If MSComm1.InVufferCount >= 3

                        then

                        buffer = CStr (MSComm1.Input)

                        If Mid (Buffer,1,1) = “0”

                        then

                                    if Mid (Buffer,2,1)= “K”

                                    then

StatusBar1.Panels

                        (“Value”).Text = “Value : “ &

                        Asc(Mid(Buffer,3,1))

                        StatusBar1.Panels

                        (“Status”).Text = “Status :

                        Connect”

                        End If

            End If

            End If

End Select

End Sub

'==============================================

Kode – kode program pada prosedur diatas akan melakukan aksi sebagai berikut :

• Mendeteksi even comEvenReceive, kemudian menentukan apakah sudah diterima tiga buah karakter pada buffer penerima .
• Menentukan apakah karakter yang diterima adalah karakter “OK”. Jika karakter yang diterima adalah “OK” maka akan diubah nilai “Value” dan nilai “Status” pada properti panel kontrol StatusBar1.