Chap 7.64, Sisdig
1. Pendahuluan[Kembali]
Rangkaian pada Gambar 7-64 merupakan implementasi dari shift register parallel-in serial-out (PISO) menggunakan IC 74HC166 atau 74LS166. Shift register jenis ini memiliki kemampuan untuk menerima data secara paralel (beberapa bit sekaligus) dan kemudian mengeluarkannya secara serial (satu per satu) melalui satu jalur output.
Dalam sistem digital modern, kebutuhan untuk mengubah data dari bentuk paralel ke serial sangatlah penting, terutama dalam proses komunikasi data antar perangkat, seperti pada sistem mikroprosesor, komunikasi UART, SPI, maupun interfacing antar modul digital. Penggunaan shift register seperti 74HC166 memungkinkan efisiensi jalur data karena hanya membutuhkan satu jalur output untuk mentransmisikan banyak bit data.
Rangkaian ini juga dilengkapi dengan berbagai kontrol seperti Shift/Load (SH/LD), Clock Inhibit (CLK INH), dan Serial Input (SER) yang memungkinkan fleksibilitas tinggi dalam pengolahan data. Dengan adanya kontrol tersebut, pengguna dapat menentukan kapan data dimuat secara paralel, kapan data digeser, serta bagaimana aliran data berlangsung selama proses shifting.
Pemahaman terhadap rangkaian ini sangat penting karena menjadi dasar dalam desain sistem komunikasi digital, pengolahan data berbasis register, serta integrasi antar perangkat digital yang membutuhkan konversi data dari paralel ke serial secara efisien dan terkontrol.
2. Tujuan[Kembali]
3. Alat dan Bahan[Kembali]
IC ini merupakan komponen utama yang berfungsi sebagai register 8-bit dengan kemampuan parallel input dan serial output. IC ini terdiri dari beberapa flip-flop internal yang saling terhubung sehingga memungkinkan data untuk digeser secara berurutan.
Sinyal clock digunakan sebagai pemicu utama dalam proses pergeseran data. Setiap perubahan clock (biasanya pada rising edge) akan menyebabkan data bergeser satu posisi dalam register.
Sinyal kontrol ini menentukan mode operasi:
- SH/LD = 0 → Mode Load (input paralel dimasukkan)
- SH/LD = 1 → Mode Shift (data digeser)
Digunakan untuk menghentikan sementara kerja clock. Jika aktif, maka meskipun clock diberikan, data tidak akan bergeser.
Digunakan untuk memasukkan bit tambahan ke dalam register saat proses shifting berlangsung.
Digunakan sebagai sumber input paralel (A–H) untuk memberikan nilai logika 1 atau 0.
Digunakan untuk memberikan input digital secara virtual dalam simulasi.
Digunakan untuk memantau output serial (QH) sehingga perubahan data dapat diamati secara visual.
Digunakan untuk memberikan catu daya pada IC agar dapat bekerja dengan baik.
4. Dasar Teori[Kembali]
Shift register merupakan rangkaian digital yang tersusun dari beberapa flip-flop yang dihubungkan secara seri, sehingga memungkinkan data untuk disimpan dan digeser dari satu posisi ke posisi lainnya berdasarkan sinyal clock.
Pada shift register jenis parallel-in serial-out (PISO), data dimasukkan secara paralel ke dalam semua flip-flop secara bersamaan, kemudian dikeluarkan secara serial satu per satu. Hal ini memungkinkan efisiensi dalam transmisi data, terutama ketika jumlah jalur komunikasi terbatas.
IC 74HC166 bekerja dengan dua mode utama:
Mode Load (SH/LD = 0)
Pada mode ini, data dari input paralel (A–H) langsung dimuat ke dalam flip-flop internal secara bersamaan tanpa melalui proses shifting.
Mode Shift (SH/LD = 1)
Pada mode ini, data yang sudah dimuat akan digeser satu per satu setiap kali clock aktif. Bit paling akhir akan keluar melalui output serial (QH).
Peran Clock
Clock merupakan elemen penting yang mengatur kapan data berpindah. Setiap satu pulsa clock akan menggeser seluruh isi register satu posisi.
Clock Inhibit (CLK INH)
Jika sinyal ini aktif, maka proses shifting akan dihentikan meskipun clock tetap diberikan.
Serial Input (SER)
Saat data digeser keluar, posisi kosong akan diisi oleh data dari input SER.
Dengan demikian, proses kerja dapat dirumuskan sebagai:
- Load → menyimpan data paralel
- Shift → mengeluarkan data secara serial
5. Cara Kerja [Kembali]
Rangkaian ini bekerja melalui kombinasi antara proses penyimpanan data paralel dan pergeseran data secara serial dengan bantuan sinyal kontrol.
Langkah-langkah kerja:
- Pengisian Data (Load)
Saat SH/LD = 0, semua data dari input A–H dimasukkan secara bersamaan ke dalam register. Pada tahap ini, belum terjadi pergeseran. - Perubahan Mode ke Shift
Setelah data dimuat, SH/LD diubah menjadi 1 untuk mengaktifkan mode shift. - Proses Pergeseran Data
Setiap pulsa clock akan menyebabkan:- Semua data bergeser satu posisi ke kanan
- Bit terakhir keluar melalui QH
- Data baru dapat masuk melalui SER
- Penghentian Clock (Opsional)
Jika CLK INH aktif, maka meskipun clock diberikan, data tidak akan bergeser. - Output Serial
Data akan keluar satu per satu dari QH sesuai urutan bit yang dimasukkan.
6. Example[Kembali]
Example 1
Input paralel: 10110011
Mode: Load → Shift
Urutan output serial:
1 → 0 → 1 → 1 → 0 → 0 → 1 → 1
Penjelasan:
Bit paling kiri akan keluar terlebih dahulu setelah proses shifting dimulai.
Mode: Load → Shift
Urutan output serial:
1 → 0 → 1 → 1 → 0 → 0 → 1 → 1
Penjelasan:
Bit paling kiri akan keluar terlebih dahulu setelah proses shifting dimulai.
Example 2
Input paralel: 11001010
Urutan output:
1 → 1 → 0 → 0 → 1 → 0 → 1 → 0
Penjelasan:
Setiap clock menghasilkan satu bit output hingga seluruh data keluar.
7. Problem [Kembali]
Problem 1: Analisis Output Serial
Diketahui:
Input paralel = 10011001
Mode: Load → Shift
Pertanyaan:
- Tentukan urutan output serial selama 8 clock
- Jelaskan proses pergeseran data
Jawaban:
Output:
1 → 0 → 0 → 1 → 1 → 0 → 0 → 1
Penjelasan:
Data dimuat secara paralel terlebih dahulu, kemudian digeser satu per satu setiap clock hingga seluruh bit keluar.
Problem 2: Pengaruh Sinyal Kontrol
Diketahui:
Input paralel = 11100011
SH/LD = 0 (load), kemudian diubah ke 1 (shift)
CLK INH = 1
Pertanyaan:
- Apa yang terjadi pada output?
- Apakah data tetap bergeser?
Jawaban:
- Data tidak bergeser
- Output tetap sama
Penjelasan:
Karena CLK INH aktif, sinyal clock tidak berpengaruh sehingga proses shifting tidak terjadi.
Soal Pilihan Ganda
Soal 1
Fungsi utama IC 74HC166 adalah:
A. Mengubah data serial menjadi paralel
B. Mengubah data paralel menjadi serial
C. Menyimpan data analog
D. Menjumlahkan data
Jawaban: B
Soal 2
Apa yang terjadi jika SH/LD = 0?
A. Data digeser
B. Data dihapus
C. Data dimuat secara paralel
D. Output mati
Jawaban: C
8. Percobaan[Kembali]
a. Prosedur
1). Buka aplikasi proteus
2). Pilih komponen yang akan digunakan dalam rangkaian
3). Susunlah komponen sesuai gambar
4). Setelah merangkai seluruh komponen, jalankan simulasi
5). Amatilah simulasi yang sedang berjalan
b. Rangkaian simulasi dan prinsip kerja
Rangkaian ini bekerja berdasarkan prinsip penyimpanan dan pergeseran data dalam bentuk digital menggunakan flip-flop yang dikendalikan oleh sinyal clock dan sinyal kontrol.
Secara umum, prinsip kerja rangkaian ini adalah mengubah data paralel menjadi data serial melalui dua tahap utama, yaitu proses load dan shift.
Pada tahap load, seluruh data paralel dimasukkan ke dalam register secara bersamaan. Setelah itu, pada tahap shift, data akan dikeluarkan satu per satu melalui output serial dengan bantuan sinyal clock.
Setiap pulsa clock menyebabkan seluruh isi register bergeser satu posisi, sehingga data yang awalnya berada pada posisi paling akhir akan keluar terlebih dahulu melalui output.
Sinyal kontrol seperti SH/LD, CLK INH, dan SER memberikan fleksibilitas dalam pengoperasian rangkaian, sehingga memungkinkan pengguna untuk mengatur kapan data dimuat, kapan data digeser, dan bagaimana data baru dimasukkan ke dalam sistem.
Dengan demikian, rangkaian ini sangat efisien dalam proses transmisi data karena mampu mengirimkan banyak bit data melalui satu jalur output secara berurutan.
9. Link Download[Kembali]
Download File Rangkaian [Disini]
Datasheet IC 74HC166 [Disini]
Datasheet IC D Flip-Flop [Disini]
Datasheet AND [Disini]
Datasheet OR [Disini]
Datasheet NOT [Disini]
.jpg)
Komentar
Posting Komentar