Pemancar atau Penerima - Transceiver Bus
Transceiver menggunakan buffer tri-state back-to-back untuk menghubungkan perangkat yang berbeda ke data komunikasi bus bersama di kedua arah.
Sebuah Transceiver dapat digunakan untuk menyediakan dua arah, input atau output kontrol, baik perangkat digital atau analog ke data bus umum bersama. Berbeda dengan buffer, transceiver adalah perangkat dua arah yang memungkinkan data mengalir melaluinya di kedua arah.
Dengan demikian nama mereka "transceiver" adalah kata portmanteau yang berasal dari penggabungan dua kata trans-mitter dan re-ceive (transmitter / receiver). Transceiver juga dikenal dengan nama: kirim/terima atau perangkat driver/penerima.
Dalam Tutorial Digital Buffer, kami melihat bahwa buffer atau penyangga tidak melakukan kemampuan inversi atau pengambilan keputusan, tidak seperti gerbang logika digital dengan dua atau lebih input, tetapi sebaliknya menghasilkan kondisi output yang sama persis dengan inputnya. Jadi penyangga adalah “non-pembalik” perangkat menghasilkan ekspresi Boolean dari: Q = A.
Sebuah Digital Buffer seperti yang ditunjukkan di sebelah kiri, adalah perangkat searah, yaitu sinyal melewati mereka dalam satu arah saja, dari input “A” untuk output di “Q“.
Jadi, ketika input A pada logika "1", output Q pada logika "1", dan ketika input A pada logika "0", output Q pada logika "0" untuk perangkat logika positif seperti CMOS 74HC4050 Gerbang Penyangga Hex.
Buffer dapat digunakan untuk mengisolasi gerbang atau tahap rangkaian lainnya dari satu sama lain sehingga mencegah impedansi atau operasi dari satu rangkaian yang mempengaruhi impedansi atau operasi yang lain.
Juga pada mereka sendiri, buffer dapat digunakan sebagai driver untuk beban arus tinggi seperti sakelar transistor karena kemampuan drive output mereka (fan-out) umumnya jauh lebih tinggi daripada kebutuhan sinyal input mereka. Sebagai contoh, TTL 74LS07 Hex buffer/driver dengan kolektor terbuka, tegangan tinggi (30 volt) output.
Fungsi buffer non-pembalik digital juga dapat dibuat menggunakan cadangan gerbang logika AND, atau gerbang logika OR atau dengan menggunakan pasangan gerbang logika NOT (inverter) seperti yang ditunjukkan.
Salah satu kelemahan buffer digital input tunggal adalah bahwa output pada Q akan selalu berada pada level logika yang sama dengan input yang mungkin mempengaruhi rangkaian atau perangkat apa pun yang terhubung ke terminal output buffer.
Salah satu cara untuk mengatasinya adalah dengan mengubah penyangga dasar menjadi Penyangga 3-Keadaan, lebih dikenal sebagai Buffer Tri-state.
Seperti namanya, output pada "Q" untuk Buffer Tri-state dapat menggunakan salah satu dari tiga status yang mungkin, logika "0", logika "1", dan High-Z (impedansi tinggi), yaitu rangkaian terbuka, daripada status "0" dan "1" standar.
Buffer yang mengaktifkan atau mengontrol sinyal dapat berupa sinyal logika “0” atau sinyal logika “1” dengan output menjadi pembalik dan non-pembalik ketika sinyal digital melewatinya. Dua IC buffer tri-state yang paling umum digunakan adalah TTL 74LS125 dan TTL 74LS126.
Jadi buffer tri-state membutuhkan dua input. Satu menjadi input data ( A ) dan lainnya menjadi kontrol atau Enable input ( EN ) seperti yang ditunjukkan.
Simbol buffer tri-state atau penyangga tiga-keadaan sangat mirip dengan simbol penyangga standar di atas tetapi dengan penambahan input kedua mewakili fungsi kontrol enable/disable. Ketika input enable ( EN ) berada pada level logika "1" (untuk logika positif), ia bertindak sebagai buffer normal yang memungkinkan sinyal input, A untuk lewat langsung ke output di Q. Apakah itu logika "0" atau logika "1".
Ketika input aktif berada pada logika "0", penyangga tiga-keadaan diaktifkan ke dalam kondisi ketiga dan disable atau mematikan "OFF" outputnya menghasilkan kondisi sirkuit terbuka. Ketiga kondisi ini bukan pada logika "1" (tinggi) atau logika "0" (rendah), tetapi sebaliknya memberikan status output yang pada impedansi sangat tinggi, High-Z, lebih umum ditulis sebagai: Hi-Z.
Jadi buffer tri-state memiliki dua input keadaan logika, "0" atau "1" tetapi dapat menghasilkan tiga status output yang berbeda, "0", "1" atau "Hi-Z" yang mengapa disebut sebagai "Tri "Atau" 3-keadaan "perangkat. Perhatikan bahwa ketiga keadaan ini TIDAK sama dengan tingkat logika "0" atau "1", tetapi merupakan keadaan impedansi tinggi karena outputnya terputus secara listrik.
Kemudian kita dapat menyatakan dengan benar untuk buffer tri-state (penyangga tiga-keadaan) yang diaktifkan secara positif yang:
Buffer Tri-state tersedia dalam bentuk terintegrasi sebagai quad/hex atau buffer/driver oktal seperti TTL 74LS244 seperti yang ditunjukkan.
Perhatikan bahwa delapan buffer dikonfigurasikan ke dalam dua grup yang terdiri dari empat grup dengan grup pertama ( A1 hingga A4 ) dikendalikan oleh input yang diaktifkan, CA, dan grup kedua ( A5 hingga A8 ) dikendalikan oleh input yang diaktifkan, CB. 74LS244 memiliki wastafel sangat tinggi dan kemampuan sumber arus jika diperlukan untuk mengganti beban transistor.
Output dari masing-masing buffer tri-state terhubung ke jalur bus umum tetapi input yang memungkinkan mereka terhubung ke decoder biner. Dekoder menjamin bahwa hanya satu buffer tri-state akan aktif pada satu waktu, karena memungkinkan sinyal.
Ini memungkinkan data penyangga aktif untuk melewati langsung ke bus umum sementara output dari penyangga tidak diaktifkan lainnya secara efektif terputus dan dalam keadaan impedansi tinggi. Jadi penyangga mana yang terhubung ke jalur umum akan tergantung pada nilai biner dari input terpilih decoder.
Oleh karena itu, tidak lebih dari satu buffer tri-state dapat dalam "keadaan aktif" pada waktu tertentu. Anda mungkin telah memperhatikan bahwa kombinasi yang mungkin dari input data yang berbeda yang terhubung ke jalur output tunggal di atas menyerupai dari multiplexer garis 4-ke-1, dan Anda benar, Rangkaian Multiplexer dapat dengan mudah dibangun menggunakan penyangga tiga-keadaan (buffer tri-state).
Setiap elemen buffer tri-state dapat dengan mudah dikonversi menjadi buffer digital normal hanya dengan menghubungkan input enable ( EN ) langsung ke +Vcc atau ground, tergantung pada buffer tri-state yang digunakan. Dengan demikian, output diaktifkan secara permanen sehingga setiap sinyal input yang ada pada "A" akan melewati buffer ke output pada "Q".
Kami telah melihat sejauh ini, bahwa kami dapat menggunakan buffer tri-state untuk mengirim informasi dengan cara satu arah ke kawat atau bus yang sama. Tetapi bagaimana kita bisa menggunakannya untuk mengirim data ke dua arah, yaitu mengirim data juga dan menerima data dari bus kawat biasa.
Dengan menggunakan inverter tambahan, satu buffer tri-state adalah sebagai "buffer aktif-tinggi", sedangkan buffer lain beroperasi sebagai "buffer aktif-rendah", seperti yang ditunjukkan.
Di sini, dua buffer tri-state terhubung secara paralel tetapi secara terbalik dari "A" ke "B" dengan input kontrol yang enable, EN bertindak lebih seperti sinyal kontrol arah sehingga memungkinkan data dibaca "dari" dan dikirim "k" terminal data yang sama.
Jadi, dalam contoh sederhana ini, ketika input enable TINGGI, (EN sama dengan logika "1") data diizinkan untuk berpindah dari A ke B melalui buffer 1, dan ketika input enable RENDAH, (EN sama dengan logika "0") data berpindah dari B ke A melalui buffer 2.
Dengan demikian, input “EN” yang diaktifkan bertindak sebagai kontrol arah yang memungkinkan data mengalir di kedua arah tergantung pada status logika input kontrol ini.
Dalam jenis aplikasi ini buffer tri-state dengan kemampuan switching dua arah seperti TTL 74LS245 atau CMOS 74ALS620 pembalik dapat digunakan untuk menghasilkan apa yang disebut Bus Transceiver.
Jadi kita dapat menggunakan 8-line oktal transceiver untuk menghubungkan setiap perangkat input/output ke bus data 8-bit dengan IC transceiver bus yang paling umum digunakan untuk mengirim dan menerima data adalah TTL 74LS245 yang diberikan di bawah ini.
TTL 74LS245 adalah transceiver bus oktal (Pemancar/Penerima) yang dirancang untuk komunikasi dua arah yang tidak sinkron antara dua bus data atau perangkat input/output. Transceiver memungkinkan transmisi data dari terminal A ke terminal B atau sebaliknya tergantung pada level logika pada input direction-control (DIR), (pin 1).
Jadi misalnya, jika input kontrol arah adalah TINGGI pada level logika "1", maka data akan beralih dari terminal A ke terminal B. Jika input kontrol arah RENDAH pada level logika "0", maka data akan melewati arah sebaliknya dari terminal B ke terminal A.
Ketika berada di HIGH pada level logika "1", input chip-enable (CE), (pin 19) dapat digunakan untuk menonaktifkan perangkat sehingga terminal, dan oleh karena itu setiap terhubung bus data secara efektif terisolasi satu sama lain.
Sebuah Transceiver dapat digunakan untuk menyediakan dua arah, input atau output kontrol, baik perangkat digital atau analog ke data bus umum bersama. Berbeda dengan buffer, transceiver adalah perangkat dua arah yang memungkinkan data mengalir melaluinya di kedua arah.
Dengan demikian nama mereka "transceiver" adalah kata portmanteau yang berasal dari penggabungan dua kata trans-mitter dan re-ceive (transmitter / receiver). Transceiver juga dikenal dengan nama: kirim/terima atau perangkat driver/penerima.
Dalam Tutorial Digital Buffer, kami melihat bahwa buffer atau penyangga tidak melakukan kemampuan inversi atau pengambilan keputusan, tidak seperti gerbang logika digital dengan dua atau lebih input, tetapi sebaliknya menghasilkan kondisi output yang sama persis dengan inputnya. Jadi penyangga adalah “non-pembalik” perangkat menghasilkan ekspresi Boolean dari: Q = A.
Buffer Digital - Penyangga Digital
Jadi, ketika input A pada logika "1", output Q pada logika "1", dan ketika input A pada logika "0", output Q pada logika "0" untuk perangkat logika positif seperti CMOS 74HC4050 Gerbang Penyangga Hex.
Buffer dapat digunakan untuk mengisolasi gerbang atau tahap rangkaian lainnya dari satu sama lain sehingga mencegah impedansi atau operasi dari satu rangkaian yang mempengaruhi impedansi atau operasi yang lain.
Juga pada mereka sendiri, buffer dapat digunakan sebagai driver untuk beban arus tinggi seperti sakelar transistor karena kemampuan drive output mereka (fan-out) umumnya jauh lebih tinggi daripada kebutuhan sinyal input mereka. Sebagai contoh, TTL 74LS07 Hex buffer/driver dengan kolektor terbuka, tegangan tinggi (30 volt) output.
Buffer Digital TTL 74LS07
Fungsi buffer non-pembalik digital juga dapat dibuat menggunakan cadangan gerbang logika AND, atau gerbang logika OR atau dengan menggunakan pasangan gerbang logika NOT (inverter) seperti yang ditunjukkan.
Desain Penyangga (Buffer) Ekuivalen
Salah satu kelemahan buffer digital input tunggal adalah bahwa output pada Q akan selalu berada pada level logika yang sama dengan input yang mungkin mempengaruhi rangkaian atau perangkat apa pun yang terhubung ke terminal output buffer.
Salah satu cara untuk mengatasinya adalah dengan mengubah penyangga dasar menjadi Penyangga 3-Keadaan, lebih dikenal sebagai Buffer Tri-state.
Buffer Tri-state (penyangga tiga-keadaan)
Buffer Tri-state adalah tipe lain dari rangkaian buffer yang dapat digunakan untuk mengontrol bagian dari sinyal logika dari inputnya ke outputnya. Buffer tri-state adalah perangkat kombinasional yang outputnya dapat secara elektronik dinyalakan "ON" atau "OFF" melalui input sinyal "Control" atau "Enable" ( EN ) eksternal yang memungkinkannya digunakan dalam sistem yang berorientasi pada bus.Seperti namanya, output pada "Q" untuk Buffer Tri-state dapat menggunakan salah satu dari tiga status yang mungkin, logika "0", logika "1", dan High-Z (impedansi tinggi), yaitu rangkaian terbuka, daripada status "0" dan "1" standar.
Buffer yang mengaktifkan atau mengontrol sinyal dapat berupa sinyal logika “0” atau sinyal logika “1” dengan output menjadi pembalik dan non-pembalik ketika sinyal digital melewatinya. Dua IC buffer tri-state yang paling umum digunakan adalah TTL 74LS125 dan TTL 74LS126.
Jadi buffer tri-state membutuhkan dua input. Satu menjadi input data ( A ) dan lainnya menjadi kontrol atau Enable input ( EN ) seperti yang ditunjukkan.
Sakelar Buffer Tri-state Ekuivalen
Simbol buffer tri-state atau penyangga tiga-keadaan sangat mirip dengan simbol penyangga standar di atas tetapi dengan penambahan input kedua mewakili fungsi kontrol enable/disable. Ketika input enable ( EN ) berada pada level logika "1" (untuk logika positif), ia bertindak sebagai buffer normal yang memungkinkan sinyal input, A untuk lewat langsung ke output di Q. Apakah itu logika "0" atau logika "1".
Ketika input aktif berada pada logika "0", penyangga tiga-keadaan diaktifkan ke dalam kondisi ketiga dan disable atau mematikan "OFF" outputnya menghasilkan kondisi sirkuit terbuka. Ketiga kondisi ini bukan pada logika "1" (tinggi) atau logika "0" (rendah), tetapi sebaliknya memberikan status output yang pada impedansi sangat tinggi, High-Z, lebih umum ditulis sebagai: Hi-Z.
Jadi buffer tri-state memiliki dua input keadaan logika, "0" atau "1" tetapi dapat menghasilkan tiga status output yang berbeda, "0", "1" atau "Hi-Z" yang mengapa disebut sebagai "Tri "Atau" 3-keadaan "perangkat. Perhatikan bahwa ketiga keadaan ini TIDAK sama dengan tingkat logika "0" atau "1", tetapi merupakan keadaan impedansi tinggi karena outputnya terputus secara listrik.
Kemudian kita dapat menyatakan dengan benar untuk buffer tri-state (penyangga tiga-keadaan) yang diaktifkan secara positif yang:
- Jika sinyal enable adalah TINGGI, logika “1”, sinyal input gerbang penyangga dilewatkan langsung ke outputnya.
- Jika sinyal enable RENDAH, logika “0”, output gerbang penyangga bertindak seperti rangkaian terbuka, yaitu impedansi tinggi, (Hi-Z).
Tabel Kebenaran Buffer Tri-state "TINGGI" Aktif
Buffer Tri-state tersedia dalam bentuk terintegrasi sebagai quad/hex atau buffer/driver oktal seperti TTL 74LS244 seperti yang ditunjukkan.
Buffer Tria-state Oktal 74LS244
Perhatikan bahwa delapan buffer dikonfigurasikan ke dalam dua grup yang terdiri dari empat grup dengan grup pertama ( A1 hingga A4 ) dikendalikan oleh input yang diaktifkan, CA, dan grup kedua ( A5 hingga A8 ) dikendalikan oleh input yang diaktifkan, CB. 74LS244 memiliki wastafel sangat tinggi dan kemampuan sumber arus jika diperlukan untuk mengganti beban transistor.
Kontrol Buffer Tri-state (penyangga tiga-keadaan)
Jadi untuk apa kita menggunakan penyangga tiga-keadaan (buffer 3-state atau tri-state). Buffer tri-state dapat memungkinkan beberapa perangkat berbagi kabel output atau bus umum dengan hanya memiliki satu perangkat tiga-keadaan menggerakkan bus kawat pada satu waktu sementara semua penyangga lainnya tetap dalam status Hi-Z. Pertimbangkan rangkaian di bawah ini.Beberapa buffer tri-state dalam satu Bus
Output dari masing-masing buffer tri-state terhubung ke jalur bus umum tetapi input yang memungkinkan mereka terhubung ke decoder biner. Dekoder menjamin bahwa hanya satu buffer tri-state akan aktif pada satu waktu, karena memungkinkan sinyal.
Ini memungkinkan data penyangga aktif untuk melewati langsung ke bus umum sementara output dari penyangga tidak diaktifkan lainnya secara efektif terputus dan dalam keadaan impedansi tinggi. Jadi penyangga mana yang terhubung ke jalur umum akan tergantung pada nilai biner dari input terpilih decoder.
Oleh karena itu, tidak lebih dari satu buffer tri-state dapat dalam "keadaan aktif" pada waktu tertentu. Anda mungkin telah memperhatikan bahwa kombinasi yang mungkin dari input data yang berbeda yang terhubung ke jalur output tunggal di atas menyerupai dari multiplexer garis 4-ke-1, dan Anda benar, Rangkaian Multiplexer dapat dengan mudah dibangun menggunakan penyangga tiga-keadaan (buffer tri-state).
Setiap elemen buffer tri-state dapat dengan mudah dikonversi menjadi buffer digital normal hanya dengan menghubungkan input enable ( EN ) langsung ke +Vcc atau ground, tergantung pada buffer tri-state yang digunakan. Dengan demikian, output diaktifkan secara permanen sehingga setiap sinyal input yang ada pada "A" akan melewati buffer ke output pada "Q".
Kami telah melihat sejauh ini, bahwa kami dapat menggunakan buffer tri-state untuk mengirim informasi dengan cara satu arah ke kawat atau bus yang sama. Tetapi bagaimana kita bisa menggunakannya untuk mengirim data ke dua arah, yaitu mengirim data juga dan menerima data dari bus kawat biasa.
Kontrol Penyangga Dua Arah (Buffer Bi-directional)
Dimungkinkan juga untuk menghubungkan Buffer Tri-state "back-to-back" (paralel terbalik) untuk menghasilkan apa yang disebut Buffer Bi-directional atau rangkaian transceiver.Dengan menggunakan inverter tambahan, satu buffer tri-state adalah sebagai "buffer aktif-tinggi", sedangkan buffer lain beroperasi sebagai "buffer aktif-rendah", seperti yang ditunjukkan.
Beberapa Buffer Tri-state dalam satu Bus
Di sini, dua buffer tri-state terhubung secara paralel tetapi secara terbalik dari "A" ke "B" dengan input kontrol yang enable, EN bertindak lebih seperti sinyal kontrol arah sehingga memungkinkan data dibaca "dari" dan dikirim "k" terminal data yang sama.
Jadi, dalam contoh sederhana ini, ketika input enable TINGGI, (EN sama dengan logika "1") data diizinkan untuk berpindah dari A ke B melalui buffer 1, dan ketika input enable RENDAH, (EN sama dengan logika "0") data berpindah dari B ke A melalui buffer 2.
Dengan demikian, input “EN” yang diaktifkan bertindak sebagai kontrol arah yang memungkinkan data mengalir di kedua arah tergantung pada status logika input kontrol ini.
Dalam jenis aplikasi ini buffer tri-state dengan kemampuan switching dua arah seperti TTL 74LS245 atau CMOS 74ALS620 pembalik dapat digunakan untuk menghasilkan apa yang disebut Bus Transceiver.
Penerima - Tranceiver Bus
Bus transceiver adalah perangkat dua arah dua arah yang memungkinkan aliran data antara dua titik menjadikannya kompatibel dengan sistem berorientasi bus atau kontrol dua arah (input atau output) dari antarmuka rangkaian. Transceiver bus dapat membalikkan, perangkat TTL 74LS242 atau non-pembalik, perangkat TTL 74LS243.Jadi kita dapat menggunakan 8-line oktal transceiver untuk menghubungkan setiap perangkat input/output ke bus data 8-bit dengan IC transceiver bus yang paling umum digunakan untuk mengirim dan menerima data adalah TTL 74LS245 yang diberikan di bawah ini.
Transceiver Bus 74LS245
TTL 74LS245 adalah transceiver bus oktal (Pemancar/Penerima) yang dirancang untuk komunikasi dua arah yang tidak sinkron antara dua bus data atau perangkat input/output. Transceiver memungkinkan transmisi data dari terminal A ke terminal B atau sebaliknya tergantung pada level logika pada input direction-control (DIR), (pin 1).
Jadi misalnya, jika input kontrol arah adalah TINGGI pada level logika "1", maka data akan beralih dari terminal A ke terminal B. Jika input kontrol arah RENDAH pada level logika "0", maka data akan melewati arah sebaliknya dari terminal B ke terminal A.
Ketika berada di HIGH pada level logika "1", input chip-enable (CE), (pin 19) dapat digunakan untuk menonaktifkan perangkat sehingga terminal, dan oleh karena itu setiap terhubung bus data secara efektif terisolasi satu sama lain.