Fig 11.42

FIG 11.42
Register geser adalah perangkat digital yang dirancang untuk penyimpanan dan transfer data. Data yang akan disimpan dapat berasal dari output matriks pengkodean sebelum diumpankan ke sistem digital utama untuk diproses, atau mungkin data yang ada di output mikroprosesor sebelum diumpankan ke sirkuit driver perangkat output. Register geser berfungsi sebagai penghubung penting antara sistem digital utama dan saluran input/output. Selain itu, register geser dapat dikonfigurasi untuk membangun jenis counter khusus yang dapat melakukan berbagai operasi aritmatika seperti pengurangan, perkalian, pembagian, dan komplementasi. Blok bangunan dasar di semua register geser adalah flip-flop, terutama flip-flop tipe D.
2. TUJUAN[Back]
  • Menjelaskan secara rinci diagram logika IC 74199 sebagai implementasi perangkat keras dari register geser Parallel-In Parallel-Out (PIPO).
  • Menganalisis komponen-komponen utama dan fungsinya dalam diagram logika IC 74199.
  • Memberikan pemahaman yang jelas tentang bagaimana IC 74199 beroperasi dalam mode pemuatan paralel dan pergeseran serial untuk penyimpanan dan transfer data.
3. ALAT DAN BAHAN[Back]
ALAT
  • Software Proteus 8.17
Proteus Design Suite adalah sebuah paket perangkat lunak (software suite) yang sangat populer dan serbaguna dalam bidang desain dan simulasi elektronik. Secara fundamental, Proteus menawarkan lingkungan terintegrasi untuk mendesain skematik rangkaian elektronik, melakukan simulasi fungsional dari rangkaian tersebut (termasuk simulasi mixed-mode untuk sirkuit analog dan digital), serta merancang layout Papan Sirkuit Tercetak (PCB) yang siap untuk manufaktur. Fitur unggulannya adalah kemampuan Virtual System Modelling (VSM), yang memungkinkan pengguna untuk mensimulasikan mikrokontroler beserta kode firmware-nya secara bersamaan dengan komponen elektronik lainnya, sehingga memungkinkan pengujian dan debugging sistem tertanam (embedded systems) secara virtual sebelum pembuatan prototipe fisik. Dengan perpustakaan komponen yang luas dan alat desain yang intuitif, Proteus menjadi pilihan utama bagi insinyur elektronik, teknisi, maupun pelajar untuk mempercepat proses desain, mengurangi biaya pengembangan, dan meminimalkan kesalahan dalam proyek elektronika.
BAHAN
  • LOGICSTATE
Dalam dunia elektronika digital, logic state merujuk pada salah satu dari dua kondisi fundamental yang dapat dimiliki oleh sinyal digital: "tinggi" (high) atau "rendah" (low), yang secara konvensional direpresentasikan sebagai logika '1' dan logika '0'. Kondisi ini diwujudkan dalam level tegangan tertentu dalam sirkuit; misalnya, dalam sistem TTL (Transistor-Transistor Logic), logika '1' mungkin diwakili oleh tegangan sekitar +5 volt, sedangkan logika '0' oleh sekitar 0 volt. Perubahan antara dua logic state ini membentuk informasi yang diproses oleh sirkuit digital, menjadi dasar bagi semua operasi komputasi dan kontrol.
  • CLOCK
Rangakaian clock berfungsi untuk pembentuk/membangkitkan pulsa/gelombang kotak secara terus-menerus dan rangkaian ini tidak mempunyai kondisi stabil/setimbang. Rangkaian clock termasuk golongan Astabil Multivibrator dengan IC 555. Output rangkaian clock digunakan untuk input rangkaian-rangkaian logika yang sekuensial (berhubungan dengan waktu). Yang termasuk rangkaian logika sekuensial contohnya: Flip-Flop, Shift Register, dan Counter. Adapun fungsi rangkaian clock yaitu, untuk mengatur jalannya data dalam penggeseran ke kanan atau ke kiri, maupun dalam perhitungan/pencacahan bilangan biner. Yang dimaksud rangkaian Astabil Multivribator Adalah multivribator yang tidak stabil tegangan output-nya (tegangan pengeluarannya berubah-ubah) tanpa adanya sinyal masukan yang diberikan. Rangakaian clock dengan IC 555 besrta pulsa-pulsa pada pin 3dan pin 6 ditunjukkan pada gambar ini.
Sehingga akan menghasilkan sinyal dengan bentuk pulsa dengan logika 0 atau 1, seperti pada gambar dibawah ini.
  • NOR-Gate, AND-Gate, dan NOT-Gate
Gerbang AND tiga masukan memiliki tiga masukan. Gerbang AND dapat dirangkai bersama untuk membentuk sejumlah masukan individual. Total terdapat 23 = 8 kombinasi masukan yang memungkinkan. Ekspresi Boolean gerbang logika AND didefinisikan sebagai operasi biner titik (.)
Inverter logika, terkadang disebut gerbang NOT untuk membedakannya dari jenis perangkat inverter elektronik lainnya, hanya memiliki satu masukan. Gerbang NOT membalikkan keadaan logika. Jika masukan gerbang adalah 1, maka keluarannya adalah 0. Jika masukannya 0, maka keluarannya adalah 1. Sebagai salah satu gerbang logika yang menerima satu masukan dan menghasilkan satu keluaran, gerbang NOT juga merupakan salah satu yang paling sederhana karena hanya membalikkan masukan yang diberikan. Seperti ditunjukkan pada Gambar 4, tabel kebenaran untuk gerbang NOT sederhana.
Gerbang NOR melakukan operasi NOR(NOT OR) antara dua atau lebih masukan biner dan menghasilkan sinyal biner. Gerbang ini merupakan kombinasi gerbang OR dan gerbang NOT. Gerbang ini hanya menghasilkan keluaran tinggi (1) ketika semua masukannya rendah (0). Sederhananya, gerbang NOR merupakan kebalikan (terbalik) dari Gerbang OR. Gerbang ini juga dikenal sebagai Gerbang Universal karena dapat digunakan untuk mengimplementasikan gerbang logika dasar lainnya seperti AND, OR, dan NOT dengan menghubungkan gerbang NOR dalam konfigurasi tertentu.
Dimana O = ( A + B ) ' sehingga ini sesuai dengan namanya NOT OR (NOR) merupakan negasi dari logika OR. Berikut tabel kebenarannya.
  • IC D Flip Flop
Chip 74×109 adalah flip-flop J-K ganda dengan kemampuan clear dan preset. Ini berarti chip ini berisi dua flip-flop J-K independen dalam satu chip, masing-masing memiliki input untuk J, K, clock (CP), dan output (Q dan Q̅). Selain itu, chip ini memiliki input clear (CLR) dan preset (PRE) untuk masing-masing flip-flop.

Berikut penjelasan sederhana tentang fungsi masing-masing masukan:
  • Masukan J dan K' : Input ini mengontrol status flip-flop. K dibalik, artinya ketika J TINGGI dan K RENDAH, flip-flop akan mengubah statusnya saat ini pada tepi naik clock.
  • Clock (CP) : Flip-flop memeriksa masukan J dan K dan mengubah status berdasarkan keduanya ketika tepi clock terjadi.
  • Clear (CLR) : Input ini langsung mengatur keluaran Q ke RENDAH (0), terlepas dari masukan lainnya.
  • Preset (PRE) : Input ini langsung mengatur keluaran Q ke TINGGI (1), terlepas dari masukan lainnya.
  • LED-Red
LED adalah jenis semikonduktor yang disebut "Dioda Pemancar Cahaya". LED putih, yang telah mencapai realisasi praktis melalui penggunaan LED biru berkecerahan tinggi yang dikembangkan pada tahun 1993 berdasarkan Galium Nitrida, semakin menarik perhatian sebagai jenis sumber cahaya keempat.

LED (Light Emitting Diodes) adalah sumber cahaya semikonduktor yang menggabungkan semikonduktor tipe-P (konsentrasi lubang lebih besar) dengan semikonduktor tipe-N (konsentrasi elektron lebih besar). Pemberian tegangan maju yang memadai akan menyebabkan elektron dan lubang bergabung kembali di sambungan P-N, melepaskan energi dalam bentuk cahaya.

Dibandingkan dengan sumber cahaya konvensional yang terlebih dahulu mengubah energi listrik menjadi panas, lalu menjadi cahaya, LED (Light Emitting Diodes) mengubah energi listrik langsung menjadi cahaya, menghasilkan cahaya yang efisien dengan sedikit listrik yang terbuang.



Warna LED (panjang gelombang emisi) akan berubah tergantung pada bahan yang digunakan. Hal ini memungkinkan penyesuaian warna agar memenuhi spesifikasi panjang gelombang tertentu yang diperlukan untuk aplikasi yang menggunakan bohlam konvensional sebagai sumber cahaya (yang standarnya sudah ada), seperti lampu lalu lintas dan lampu mobil.

Dua spesifikasi panjang gelombang digunakan untuk menunjukkan warna: λP (Panjang Gelombang Puncak) dan λD (Panjang Gelombang Dominan), dengan λD sesuai dengan warna yang sebenarnya terlihat oleh mata manusia.
Digitally Control Filter
Register geser diklasifikasikan berdasarkan metode yang digunakan untuk memuat data ke dalamnya dan membaca data darinya. IC 74199 adalah register geser Parallel-In Parallel-Out (PIPO). Ini berarti ia dapat memuat data secara paralel ke semua flip-flop secara bersamaan, dan output dari setiap flip-flop juga tersedia secara paralel.

Register geser universal dapat berfungsi sebagai salah satu dari empat jenis register yang dibahas di bagian sebelumnya. Artinya, register ini memiliki kemampuan input dan output data serial/paralel, yang berarti dapat berfungsi sebagai register geser serial-masuk serial-keluar, serial-masuk paralel-keluar, paralel-masuk serial-keluar, dan paralel-masuk paralel-keluar. IC 74194 adalah register geser universal dua arah empat bit yang umum. Gambar 11.43 menunjukkan diagram logika IC 74194. Perangkat ini menawarkan empat mode operasi, yaitu (a) penghambat clock, (b) penggeseran kanan, (c) penggeseran kiri, dan (d) beban paralel. Clocking perangkat dihambat ketika kedua input kontrol mode S1 dan S0 berada dalam status logika RENDAH. Operasi penggeseran kanan dan penggeseran kiri dilakukan sinkron dengan transisi clock RENDAH ke TINGGI dengan S1 RENDAH dan S0 TINGGI (untuk geser kanan) dan S1 TINGGI dan S0 RENDAH (untuk geser kiri). Data serial dimasukkan dalam operasi geser kanan dan geser kiri pada terminal masukan data yang sesuai. Pemuatan paralel juga dilakukan secara sinkron dengan transisi clock RENDAH ke TINGGI dengan menerapkan empat bit data dan kemudian menggerakkan masukan kendali modus S1 dan S0 ke status logika TINGGI. Data dimuat ke dalam flip-flop yang sesuai dan muncul pada keluaran dengan transisi clock RENDAH ke TINGGI. Aliran data serial terhambat selama pemuatan paralel. Berbagai modus operasi terlihat dalam bentuk gelombang pewaktuan pada Gambar 11.44.
Dasar teori operasi shift register PIPO melibatkan:
  • Pemuatan Paralel: Data dapat dimasukkan ke dalam setiap flip-flop secara bersamaan melalui input paralel (A-H). Ini biasanya dilakukan dengan mengaktifkan mode muat (LOAD) dan kemudian menerapkan pulsa clock.

  • Pergeseran Serial: Setelah data dimuat, data dapat digeser secara serial, bit demi bit, melalui rantai flip-flop. Ini dikendalikan oleh input serial dan sinyal clock.

  • Output Paralel: Output dari setiap flip-flop (Q0-Q7) tersedia secara bersamaan, memungkinkan data yang disimpan dibaca sekaligus.
PROSEDUR PERCOBAAN
  • Siapkan semua komponen yang dibutuhkan : LOGISTATE, GATE, IC D Flip Flop dan LED
  • Susun rangkaian sesuai dengan gambar : LOGICSTATE > GATE > IC Flip Flop > LED
  • Simulasikan rangkaian dengan menekan tombol PLAY.
RANGKAIAN SIMULASI & PRINSIP KERJANYA

Fig 11.42
IC 74199 adalah register geser delapan-bit parallel-in parallel-out yang fungsinya mirip dengan IC 74166, dengan perbedaan utama adalah bahwa output dari setiap flip-flop pada 74199 tersedia langsung di terminal IC. Prinsip kerjanya melibatkan dua mode operasi utama: pemuatan paralel dan pergeseran serial. Untuk pemuatan data secara paralel, input 

Shift/Load (pin 23) harus dipertahankan dalam kondisi logika LOW, yang mengaktifkan gerbang AND input data paralel. Data yang ada pada input paralel (A-H) kemudian dimuat ke flip-flop yang sesuai secara sinkron dengan transisi LOW-to-HIGH dari pulsa clock berikutnya. Selama pemuatan paralel ini, aliran data serial dihambat. Sebaliknya, untuk operasi pergeseran serial, input 

Shift/Load dipertahankan dalam kondisi logika HIGH. Dalam mode ini, gerbang AND input data serial diaktifkan, dan sirkuit berfungsi seperti register geser serial-in serial-out. Data serial yang masuk melalui input J atau K akan digeser dari satu flip-flop ke flip-flop berikutnya pada setiap transisi LOW-to-HIGH dari pulsa clock. Semua operasi ini disinkronkan oleh pulsa clock, yang dikelola melalui gerbang NOR dua input; mempertahankan salah satu input NOR pada logika HIGH akan menghambat clock, sementara logika LOW akan mengaktifkannya. Selain itu, input 

Clear (pin 14) yang aktif LOW berfungsi untuk mereset semua flip-flop ke kondisi logika '0', mengabaikan semua input lainnya. Output dari setiap flip-flop (QA hingga QH) tersedia secara paralel dari terminal IC, memungkinkan pembacaan data yang disimpan secara simultan.

VIDEO SIMULASI & TUTORIALNYA
6. FILE DOWNLOAD [Back]
Berikut ini adalah file Proteus terkait:
Berikut ini adalah datasheet terkait:

Komentar

Posting Komentar