Fig 7.68 dan 7.69
Pada rangkaian 7.68 IC 74ALS164 adalah shift register 8-bit bertipe serial-in parallel-out, yang berfungsi untuk memindahkan data secara berurutan dari input serial ke output paralel dengan bantuan sinyal clock. IC ini memiliki dua input data (A dan B) yang digabungkan melalui gerbang AND, serta satu input clock (CP) dan satu master reset (MR) aktif rendah. Data akan digeser ke kanan satu bit setiap kali terjadi pulsa clock, dan hasilnya muncul secara bersamaan di delapan output paralelnya (Q0–Q7).
Shift register sendiri adalah rangkaian digital yang menyimpan dan menggeser data biner berdasarkan pulsa clock. Konsep ini banyak digunakan dalam komunikasi data, pengendali tampilan LED, dan penyimpanan sementara dalam sistem digital. IC seperti 74ALS164 memungkinkan penggunaan jumlah pin yang lebih efisien untuk pengendalian banyak output, menjadikannya sangat penting dalam desain sistem elektronika digital.
Pada rangkaian 7.69 IC 74164 adalah sebuah 8-bit Serial-In Parallel-Out (SIPO) Shift Register, yang digunakan untuk mengubah data serial menjadi data paralel. IC ini bekerja dengan prinsip pergeseran data (shift register), di mana data yang masuk melalui input serial akan bergeser ke dalam register internal dan ditampilkan pada output paralel (Q0 hingga Q7) setiap kali menerima sinyal clock.
Pada rangkaian 7.68
- Untuk memahami prinsip kerja shift register
- Mampu merancang dan menganalisis rangkaian digital menggunakan IC 74ALS164
- Meningkatkan pemahaman aplikasi shift register dalam sistem digital
Pada rangkaian 7.69
- Mengetahui prinsip kerja IC 74164
- Mengetahui apa saja penggunaan IC 74164
- Mengetahui aplikasi sederhana IC 74164
A. Alat
Pada rangkaian 7.68
IC 74ALS164
Jenis: 8-bit Serial-In Parallel-Out Shift Register
Spesifikasi:
Tegangan operasi: 4.5V – 5.5V (standar TTL level)
Input: 2 serial (A, B), Clock (CP), Master Reset (MR)
Output: Q0 hingga Q7 (paralel)
Fitur: Positive-edge triggered, asynchronous master reset
Gerbang Logika AND
Jenis: Quad 2-input AND Gate
Spesifikasi:
Tersedia 4 gerbang AND dalam 1 IC
Tegangan operasi: 4.75V – 5.25V
Fungsi: Menggabungkan input A dan B sebagai D-input untuk shift register
Gerbang Logika Not
Jenis: Hex Inverter (6 gerbang NOT dalam satu IC)
Spesifikasi:
Fungsi: Membalikkan logika dari tombol input (misal untuk MR)
Tegangan operasi: 4.75V – 5.25V
Clock Generator
Jenis: Pulser atau generator clock digital dari Proteus
Spesifikasi:
Frekuensi dapat diatur manual (misalnya 1 Hz – 1 kHz)
Memberikan pulsa positif ke pin Clock (CP) shift register
Logic State
Jenis: Alat indikator logika digital
Spesifikasi:
Menampilkan status HIGH (1) atau LOW (0) pada output Q0 – Q7
Digunakan untuk memantau output dari shift register secara visual
Logic Probe
Jenis: Probe untuk memantau logika input/output
Spesifikasi:
Memberikan indikator visual pada kondisi logika (High/Low)
Ditempatkan pada pin untuk membaca kondisi sinyal
- IC 74164
IC 74164 memiliki pin CLR (clear) yang bersifat aktif rendah, berfungsi untuk mereset seluruh output menjadi nol (Q0–Q7 = 0). Dengan kemampuan mengubah data serial menjadi paralel, IC ini sangat berguna dalam sistem mikrokontroler dan rangkaian digital untuk menampilkan data ke LED, 7-segment, atau perangkat lain dengan output paralel, sembari menghemat jumlah pin yang digunakan.
- Logic State
Pinout:
Logic probe adalah alat elektronik sederhana yang digunakan untuk mengukur dan memantau logika sinyal digital (HIGH/LOW) pada rangkaian elektronik, terutama dalam sistem digital seperti rangkaian TTL dan CMOS.
- NOT Gate
Pada rangkaian 7.68
Shift register adalah rangkaian logika sekuensial yang digunakan untuk menyimpan dan menggeser data biner dalam sistem digital. Fungsinya sangat penting dalam pengolahan data karena mampu mengubah data serial menjadi paralel (serial-in parallel-out) atau sebaliknya. Shift register bekerja berdasarkan sinyal clock, di mana setiap pulsa clock akan menggeser bit data ke posisi berikutnya dalam register. Komponen ini sering digunakan dalam aplikasi seperti komunikasi data, pengendalian tampilan LED, dan sistem penyimpanan sementara.
Terdapat beberapa jenis shift register berdasarkan arah aliran datanya, antara lain: Serial-In Serial-Out (SISO), Serial-In Parallel-Out (SIPO), Parallel-In Serial-Out (PISO), dan Parallel-In Parallel-Out (PIPO). IC 74ALS164 termasuk dalam jenis SIPO, di mana data biner dimasukkan secara serial satu per satu, namun dapat diambil secara paralel melalui banyak output sekaligus. Hal ini membuatnya sangat efisien untuk mengendalikan banyak perangkat output dengan hanya satu jalur data.
IC 74ALS164 adalah salah satu implementasi hardware dari shift register SIPO 8-bit. IC ini memiliki dua input data serial (A dan B), satu input clock (CP), dan satu master reset (MR) yang bersifat aktif rendah. Output paralelnya terdiri dari delapan bit (Q0 hingga Q7), di mana Q0 merupakan bit pertama dan Q7 bit terakhir. Data yang dimasukkan akan berpindah ke kanan pada setiap sinyal clock, memungkinkan pembentukan data 8-bit dari input serial.
Operasi IC ini dikendalikan oleh sinyal clock. Pada saat sinyal clock mengalami transisi naik (positive-edge), data yang ada di input A dan B (setelah melalui gerbang AND) akan dimasukkan ke bit pertama (Q0), sementara data di Q0 akan berpindah ke Q1, Q1 ke Q2, dan seterusnya hingga Q6 ke Q7. Master reset (MR) digunakan untuk menghapus semua isi register (mengatur semua output menjadi LOW) secara asynchronous, artinya tidak tergantung pada sinyal clock.
Dalam implementasi rangkaian digital seperti pada simulasi Proteus, gerbang logika tambahan seperti AND dan NOT sering digunakan untuk memproses sinyal input. Gerbang AND pada input A dan B memastikan bahwa hanya ketika kedua input bernilai HIGH, data akan dianggap valid untuk masuk ke register. Sedangkan gerbang NOT sering digunakan untuk membalik logika tombol (misalnya, untuk mengaktifkan reset yang bersifat aktif rendah).
Sinyal clock adalah elemen penting dalam sistem digital sekuensial seperti shift register. Clock berfungsi sebagai "pemicu waktu" yang menentukan kapan data akan digeser. Dalam rangkaian simulasi, clock dapat diatur untuk memberikan pulsa secara terus-menerus atau manual, tergantung kebutuhan analisis. Transisi tepi naik dari sinyal clock menentukan saat register akan membaca data baru dari input.
Shift register seperti IC 74ALS164 banyak digunakan dalam berbagai aplikasi digital. Salah satu contohnya adalah dalam pengendalian tampilan LED 7-segment atau matrix, di mana setiap bit dari register mengontrol satu LED. Dengan memanfaatkan teknik penggeseran data, rangkaian dapat dikendalikan menggunakan sedikit pin mikrokontroler. Selain itu, shift register juga digunakan dalam sistem komunikasi serial untuk menyimpan dan mengatur data sebelum atau sesudah transmisi. Melalui simulasi seperti yang ditampilkan dalam Proteus, pengguna dapat mempelajari perilaku IC 74ALS164 secara visual dan interaktif. Dengan memberikan input data dan clock secara manual atau otomatis, perubahan nilai pada output Q0–Q7 dapat diamati langsung. Hal ini sangat membantu dalam pemahaman konsep shift register serta analisis kerja IC dalam kondisi sebenarnya sebelum diterapkan dalam perangkat keras nyata.
Pada rangkaian 7.69
A. Prosedur
a. Tempatkan IC 74ALS164 dan sambungkan input A dan B ke gerbang AND lalu ke pin data, hubungkan clock ke CP, dan tombol reset ke MR melalui gerbang NOT.
b. Sambungkan output Q0–Q7 ke LogicState, serta hubungkan VCC dan GND ke sumber daya dan ground.
c. Jalankan simulasi, ubah input, amati output saat clock aktif, dan gunakan tombol reset untuk mengembalikan output ke kondisi awal.
B. Rangkain Simulasi dan Prinsip Kerja
Rangkaian 7.68 a
Setiap kali terjadi rising edge (transisi naik) pada sinyal clock, data dari output flip-flop sebelumnya (misalnya Q0) akan dipindahkan ke flip-flop berikutnya (Q1), dan seterusnya hingga Q7. Proses ini disebut shifting, karena data "bergeser" dari satu flip-flop ke yang lain. Output paralel (Q0–Q7) dapat dibaca secara langsung pada masing-masing pin. Terdapat juga input Clear (CLR) aktif-rendah yang berfungsi untuk mereset semua flip-flop sekaligus, membuat semua output Q menjadi 0 tanpa menunggu clock. Dengan demikian, prinsip kerja logic diagram ini adalah menerima data secara serial, menyimpan dan menggesernya sesuai clock, serta mengeluarkan data secara paralel melalui delapan output.
A AND B akan masuk ke bit paling kanan (Q0), sementara data yang sudah ada di register akan bergeser satu bit ke kiri (menuju Q1 hingga Q7). Jika sinyal CLR (clear) diberikan logika LOW, maka semua output akan langsung direset menjadi 0.Fungsi utama IC ini adalah untuk mengubah data serial menjadi paralel, sehingga sangat berguna dalam sistem digital yang ingin menampilkan atau memproses data dalam bentuk paralel, seperti LED display atau 7-segment. Karena hanya membutuhkan beberapa pin input untuk menghasilkan 8-bit output, IC ini juga membantu menghemat jumlah pin pada mikrokontroler. Operasinya yang sinkron terhadap clock menjadikan 74164 dapat digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan pengendalian data secara teratur dan stabil.
1 akan masuk ke register. Setiap kali diberikan pulsa clock (CLK) pada tepi naik, data baru akan masuk ke posisi Q0, dan data yang sudah ada akan bergeser ke kanan menuju Q1, Q2, dan seterusnya hingga Q7. Bila sinyal Master Reset (MR) bernilai LOW, maka seluruh output akan di-reset menjadi nol, mengosongkan semua bit.Dalam rangkaian ini, tombol dan gerbang NOT digunakan untuk mengontrol nilai input A dan B, memungkinkan pengguna memilih kombinasi logika untuk dimasukkan. Ketika MR = HIGH dan clock diberikan secara terus-menerus, IC akan terus menggeser data bit demi bit setiap pulsa. Ini membuat IC 74164 sangat berguna untuk aplikasi seperti tampilan LED bar atau data buffering dari sinyal serial. Output paralel Q0–Q7 dapat diamati langsung, menunjukkan urutan bit yang masuk secara serial dari A dan B, sehingga pengguna bisa melihat bagaimana data berpindah dalam setiap siklus clock.
Fig 7.68 a [Download]
Video Penjelesan Rangkaian 7.68 a [Download]
Fig 7.68 b [Download]
Video Penjelesan Rangkaian 7.68 b [Download]
Fig 7.69 [Download]
Video Penjelesan Rangkaian 7.69 [Download]
Datasheet Not Gate [Download]
Datasheet IC 74164 [Download]
Datasheet AND Gate [Download]
Datasheet Flip Flop 74LS74 [Download]
Datasheet IC 74LS164 [Download]
Komentar
Posting Komentar