PCF 8574 8-Bit I/O Expander

Fungsi utama dari PCF8574 ialah mengekspansi port I/O pada berbagai macam jenis mikrokontroler melalui 2 jalur bidirectional I2C Bus. Pada PCF8574 terdapat 8-Bit quasi –bidirectional Port dan I2C Bus Interface. PCF8574 mengkonsumsi daya yang rendah dan mempunyai latched output dengan kemampuan menggerakkanarus yang besar yang dapat digunakan langsung untuk menggerakkan LED. PCF8574 juga memiliki jalur Interupsi ('INT) yang dapat dihubungkan dengan interrupt logic dari mikrokontroler. Dengan mengirimkan sinyal interupsi, PCF8574 dapat menginformasikan mikrokontroler bahwa ada data yang datang tanpa menggunakan jalur I2C Bus.

Gambar 1. Konfigurasi Pin PCF8574

• Pengalamatan PCF8574

Setelah Master mengirimkan sinyal Start sebagai tanda awal transmisi, Master kemudian mengirimkan alamat Slave ke piranti Slave yang ingin dituju, dalam hal ini IC I2C PCF8574. Empat bit pertama adalah nomor group, untuk PCF8574 adalah 0100 dan untuk PCF8574A adalah 0111. Pengalamatan ini telah ditetapkan oleh perusahaan Philips sebagai pencipta I2C. Tiga bit selanjutnya (A0, A1, A2) adalah nomor chip yang digunakan untuk menentukan IC mana yang akan diakses oleh Master. Bit terakhir digunakan untuk menentukan operasi baca atau operasi tulis yang akan dibentuk. Bit ini diisi 1 untuk membentuk operasi baca atau diisi 0 untuk membentuk operasi tulis. Setelah Master mengirimkan sinyal start dan alamat Slave ke IC PCF8574, Slave merespon dengan mengirimkan sinyal acknowledge ke Master.

Gambar 2. Pengalamatan PCF8574.

• Mode Tulis(Output) pada PCF8574.

Setelah Master mengirimkan sinyal Start dan alamat Slave (dengan bit R/W diisi 0) kepada IC PCF8574, IC PCF8574 mengirimkan signal acknowledge selanjutnya master mengirmkan Byte Data pertama. Apabila byte data pertama sudah dikeluarkan pada port output PCF8574, IC PCF8574 mengirimkan signal acknowledge lagi, kemudian master akan mengirimkan byte data ke-2 untuk dikeluarkan ke port out put PCF8574. Setelah semua data sudah dikeluarkan, barulah Master mengirim signal Stop untuk mengakhiri transfer data.

Gambar 3. Mode Tulis (Output) PCF8574.

• Mode Baca(input).

Proses membaca data dari port I/O PCF8574 sama dengan proses pada mode tulis, hanya bedanya pada bit R/W diisi 1.

Gambar 4. Mode Baca (input) PCF8574.

sumber: PCF8574 datasheet

Serial Port pada PC

Pada IBM PC Compatibel tata cara komunikasi serial yang digunakan ialah jenis asinkron. Komunikasi data serial ini dekerjakan oleh UART (Universal Asynchronous Receiver / Tranceiver).
Pada UART, kecepatan pengiriman data (baud rate) dan fase clock pada sisi transmitter dan pada sisi receiver harus sinkron. Untuk itu diperlukan diperlukan sinkronisasi antara transmitter dan receiver. Hal ini dilakukan oleh bit ‘Start’ dan bit ‘Stop’.
Kecepatan transmisi (baudrate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu. Baudrate yang umum dipakai adalah 600, 1200, 2400, dan 9600 bps (bit per sekon).

Karekteristik Sinyal Serial Port

Standar sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan ialah standar RS232. Standar ini hanya menyangkut komunikasi data antara komputer (Data Terminal Equipment – DTE) dengan alat – alat pelengkap komputer (Data Circuit-Terminating Equipment – DCE). Standarad RS232 inilah yang biasa digunakan pada serial port IBM PC Compatibel.
Standar sinyal serial RS232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut:

• Logika ‘1’ disebut ‘mark’ terletak antara -3 volt hingga -25 volt.
• Logika ‘0’ disebut ‘space’ terletak antara +3 volt hingga +25 volt.
• Daerah tegangan antara -3 volt hingga +3 volt adalah invalid level, yaitu daerah tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Demikian juga level tegangan lebih negatif dari -25 volt atau lebih positif dari +25 volt juga harus dihindari karena dapat merusak line driver pada saluran RS232.

Konfigurasi Serial Port.

Gambar 1 adalah gambar konektor port serial DB 9. Pada komputer IBM PC Compatibel biasanya kita dapat menemukan dua konektor DB 9 yang bisanya dinamakan COM1 dan COM2.

Gambar 1. Konfigurasi Serial port DB9

Tabel 5. Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB 9


Keterangan mengenai fungsi saluran RS232 pada konektor DB9 adalah sebagai berikut:

• Receive Line signal detect, dengan saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa pada terminal masukkan ada data masuk.
• Receive Data, digunakan DTE menerima data dari DCE.
• Transmit Data, digunakan DTE mengirimkan data ke DCE.
• Data Terminal Ready, pada saluran ini DTE memberitahukan kesiapan terminalnya.
• Signal Ground, saluran ground.
• Ring Indicator, pada saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa sebuah stasiun menghendaki berhubungan dengannya.
• Clear To Send, dengan saluran ini DCE memberitahukan bahwa DTE boleh mulai mengirim data.
• Request To Send, dengan saluran ini DCE diminta mengirim data oleh DTE.
• DCE Ready, sinyal aktif pada saluran ini menunjukkan bahwa DCE sudah siap.

Converter Logika RS232.

Jika peralatan yang digunakan menggunakan logika TTL, maka sinyal port serial harus dikonversikan terlebih dahulu ke pulsa TTL sebelum digunakan begitu juga sebaliknya. Converter yang paling mudah digunakan ialah MAX232. Di dalam IC ini terdapat charge pump yang akan membangkitkan tegangan +10 Volt dan -10 Volt dari sumber +5 Volt tunggal. Dalam IC DIP (Dual Inline Package) 16 pin ini terdapat 2 buah transmitter dan 2 buah receiver.

Gambar 2. Rangkaian MAX232.

Sekian, Semoga bermanfaat.

sumber:

1. Widodo Budiharto, 2005
2. Retna Prasetia dan Catur Edi Widodo, 2004

I2C (Inter Integrated Circuit).

Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didisain khusus untuk pengontrolan IC. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya. Piranti yang dihubungkan dengan sistem I2C Bus dapat dioperasikan sebagai Master dan Slave. Master adalah piranti yang memulai transfer data pada I2C Bus dengan membentuk sinyal Start, mengakhiri transfer data dengan membentuk sinyal Stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah piranti yang dialamati master.
Sinyal Start merupakan sinyal untuk memulai semua perintah, didefinisikan sebagai perubahan tegangan SDA dari “1” menjadi “0” pada saat SCL “1”. Sinyal Stop merupakan sinyal untuk mengakhiri semua perintah, didefinisikan sebagai perubahan tegangan SDA dari “0” menjadi “1” pada saat SCL “1”. Kondisi sinyal Start dan sinyal Stop seperti tampak pada Gambar 1.
Gambar 1. Kondisi sinyal Start dan Stop.

Sinyal dasar yang lain dalam I2C Bus adalah sinyal acknowledge yang disimbolkan dengan ACK. Setelah transfer data oleh master berhasil diterima slave, slave akan menjawabnya dengan mengirim sinyal acknowledge, yaitu dengan membuat SDA menjadi “0” selama siklus clock ke 9. Ini menunjukkan bahwa Slave telah menerima 8 bit data dari Master. Kondisi sinyal acknowledge seperti tampak pada Gambar 2.

Gambar 2 . Kondisi sinyal ACK dan NACK.

Dalam melakukan transfer data pada I2C Bus, kita harus mengikuti tata cara yang telah ditetapkan yaitu:

• Transfer data hanya dapat dilakukan ketikan Bus tidak dalam keadaan sibuk.
• Selama proses transfer data, keadaan data pada SDA harus stabil selama SCL dalam keadan tinggi. Keadaan perubahan “1” atau “0” pada SDA hanya dapat dilakukan selama SCL dalam keadaan rendah. Jika terjadi perubahan keadaan SDA pada saat SCL dalam keadaan tinggi, maka perubahan itu dianggap sebagai sinyal Start atau sinyal Stop.

Gambar 3. Kondisi data pada I2C Bus.

Sekian, semoga bermanfaat.