Register Geser Serial-In, Parallel-Out: Mengonversi Data Serial ke Parallel untuk Expansi I/O Efisien
Register geser serial-in, parallel-out (SIPO) membagikan inti pergeseran data dengan sejenisnya serial-in, serial-out, tetapi mengekspos setiap tahap internal sebagai pin output terpisah. Hal ini menjadikannya solusi ideal untuk mengonversi satu baris data serial menjadi banyak output parallel.
Bagaimana Cara Kerjanya
Ketika empat bit diserahkan secara serial ke dalam perangkat, satu pulsa clock per bit memindahkan data melalui tahap berturut-turut. Setelah pulsa keempat, empat bit muncul secara bersamaan pada output Q_A hingga Q_D:
Mekanisme sederhana ini sering divisualisasikan sebagai register serial-in, serial-out dengan titik sapu pada setiap tahap.
Serial-In, Parallel-Out vs. Serial-In, Serial-Out
Produsen biasanya menawarkan perangkat SIPO hingga lebar 8-bit karena output parallel yang lebih lebar akan memerlukan jumlah pin yang tidak praktis. Sebaliknya, register geser serial-in, serial-out dapat melebihi 8 bit, hingga 64, dan digunakan ketika hanya satu baris serial yang diperlukan.
Perangkat dikosongkan oleh input CLR aktif-rendah, yang mereset semua flip-flop internal sebelum data baru dimuat.
IC SIPO Umum dari Texas Instruments
- SN74ALS164A – register geser SIPO 8-bit
- SN74AHC594 – SIPO 8-bit dengan register output
- SN74AHC595 – SIPO 8-bit dengan register output dan output tri-state
- CD4094B – register geser dengan klek 8-bit (3-15 VDC)
Arsitektur internal 74AHC594 memiliki dua clock terpisah: SRCLK untuk register geser dan RCLK untuk register output. Pemisahan ini memungkinkan output tetap stabil saat data baru sedang geser masuk, yang sangat penting saat mendriv relai, motor, atau aktuator lainnya.
Setelah data geser ke dalam register 8-bit atas, tepi naik pada RCLK mengunci data ke register output, menjaga output tetap tidak berubah selama geseran berikutnya.
Demikian pula, 74AHC595 mengganti klek register output dengan output enable OE, menyediakan buffer tri-state yang dapat terputus saat sistem menyala.
Aplikasi Praktis
Dalam sistem nyata, register geser SIPO digunakan untuk mendriv layar jarak jauh, indikator LED, atau perangkat input parallel lainnya dari mikrokontroler yang memiliki pin I/O terbatas. Misalnya, sistem alarm dapat mengirim data serial ke panel jarak jauh, tempat SIPO memperluas data menjadi delapan output LED.
Dengan menggunakan hanya lima kabel—clock, data serial, strobe (atau RCLK), daya, dan ground—jumlah koneksi fisik antara papan utama dan panel jarak jauh secara drastis berkurang, meningkatkan keandalan dan menyederhanakan manajemen kabel.
Untuk layar yang lebih besar atau array aktuator, banyak perangkat SIPO dapat dicascading. Output Q_H dari register pertama memberi makan input SER dari register berikutnya, sementara pin SRCLK dan RCLK dihubungkan bersama.
Indikator LED sering kali difungsikan multiplexing menggunakan register SIPO, memungkinkan satu input serial untuk mengontrol banyak segmen atau digit tanpa memerlukan pin terpadu per LED.
Singkatnya, register geser serial-in, parallel-out menyediakan cara hemat biaya dan dapat diskalakan untuk memperluas output parallel dari aliran data serial, menjadikannya tak tergantikan dalam desain sistem tertanam.
Lembar Kerja Terkait
- Lembar Kerja Register Geser
