7.19

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan
2. Tujuan
3. Alat dan Bahan
4. Dasar Teori
5. Prinsip Kerja
6. Problem
7. Soal Latihan
8. Percobaan
9. Download File

1. Pendahuluan [kembali]

Dalam dunia elektronika digital , counter merupakan komponen dasar dan penting yang umum digunakan dalam banyak aplikasi . Aplikasi ini berkisar dari pengukuran waktu dan pengendalian proses industri hingga menjadi bagian dari sistem komunikasi digital dan konversi data . Counter berfungsi untuk menghitung jumlah pulsa digital yang masuk dan mengubahnya menjadi jenis data yang dapat diproses atau ditampilkan . Karena perannya yang penting , memilih jenis counter yang tepat sangat penting untuk keberhasilan sistem digital , dalam hal kecepatan , akurasi , dan stabilitas operasional . Salah satu sirkuit terpadu ( IC) yang umum digunakan untuk membuat sistem penghitung adalah IC 74ALS163 . Ini adalah counter biner sinkron 4 - bit yang mencakup beberapa fitur penting , seperti input clear ( CLR ), parallel load ( LOAD ), enable input (ENP dan ENT), dan sinyal clock (CLK) yang mengontrol operasinya . Keuntungan utama dari IC ini adalah kemampuannya untuk beroperasi secara sinkron , artinya semua flip - flop internalnya dipicu oleh sinyal clock yang sama . Hal ini mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan pewaktuan pada p

enghitung asinkron . Oleh karena itu , IC 74ALS163 sangat cocok digunakan pada rangkaian digital yang membutuhkan kecepatan tinggi dan pewaktuan yang tepat .

2. Tujuan [kembali]

• Mengetahui konsep dasar pengitung biner sinkron 4-bit
• Mengetahui prinsip kerja pengitung biner sinkron 4-bit dalam sistem digital.
• Mampu merancang dan menganalisis rangkaian pengitung biner sinkron 4-bit

3. Alat dan Bahan [kembali]

A. Alat

1. logicprobe 

Probe logika adalah probe uji genggam berbiaya rendah yang digunakan untuk menganalisis dan memecahkan masalah keadaan logis ( boolean 0 atau 1) 

B. Bahan 

 1.  Logic state

Berfungsi untuk memberikan keterangan logika 1 atau 0

2. Logic Toogle

LogicToggle berfungsi sebagai untuk memutuskan alur energi yg menyambung ke IC, atau untuk menghubungkannya. Jadi logic toggle pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus alur.

3. Gerbang AND

Jenis pertama adalah gerbang AND. Gerbang AND ini memerlukan dua atau lebih input untuk menghasilkan satu output. Jika semua atau salah satu inputnya merupakan bilangan biner 0, maka outputnya akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner 1, maka outputnya akan menjadi 1.

4. Gerbang Not

Gerbang Not adalah gerbang logika dasar yang menghasilkan keluaran berupa kebalikan dari nilai masukannya. Jika inputnya 1, maka keluarannya ialah 0, dan sebaliknya. 

5. Gerbang Nand

Gerbang Nand adalah gerbang logika dasar yan merupakan kombinasi dari gerbang and dan not. Gerbang ini menghasilkan keluaran 1 hanya jika semua masukannya 0. Jika ada satu atau lebih masukan yang 1, maka keluarannya akan menjadi 0. 

6. JK Flip Flop

JK Flip-Flop adalah salah satu jenis flip-flop yang banyak digunakan dalam rangkaian digital sebagai elemen penyimpan satu bit data biner. 

4. Dasar Teori [kembali]

FIG 7.21

Rangkaian pencacah (counter) digital dapat dibangun menggunakan sejumlah flip-flop yang saling terhubung untuk menghasilkan urutan biner yang meningkat atau menurun sesuai pulsa clock yang diberikan. Jika digunakan empat buah flip-flop, maka counter tersebut mampu menghitung hingga 2⁴ = 16 kondisi (0 hingga 15) dalam sistem bilangan biner. Flip-flop yang umum digunakan dalam rangkaian ini adalah jenis JK atau D, yang dikonfigurasi secara sinkron atau asinkron tergantung kebutuhan desain. Dalam beberapa aplikasi, tidak semua dari 16 keadaan dibutuhkan, sehingga diperlukan mekanisme untuk mengatur ulang (reset) counter saat mencapai kondisi tertentu. Di sinilah peran gerbang logika, seperti gerbang AND, digunakan. Dengan menghubungkan output dari flip-flop tertentu ke masukan gerbang AND, kita dapat mendeteksi kondisi tertentu—misalnya, saat output biner menunjukkan nilai 8 (1000) atau 10 (1010). Output dari gerbang AND ini kemudian digunakan untuk mereset seluruh flip-flop ke nol, menjadikan counter sebagai pencacah modulo (MOD) tertentu, misalnya MOD-10. Dengan demikian, kombinasi 4 flip-flop dan gerbang AND memungkinkan fleksibilitas dalam membentuk pencacah digital yang sesuai dengan kebutuhan aplikasi.

Flip Flop JK

JK Flip-Flop adalah salah satu jenis flip-flop yang banyak digunakan dalam rangkaian digital sebagai elemen penyimpan satu bit data biner. Flip-flop ini memiliki dua input utama, yaitu J dan K, serta dua output, yaitu Q dan Q̅ (komplemen Q). Selain itu, JK Flip-Flop juga dikendalikan oleh sinyal clock (CLK), yang menentukan kapan perubahan keadaan output akan terjadi. Fungsi dasar dari JK Flip-Flop adalah memperbaiki kelemahan pada SR Flip-Flop yang tidak mengizinkan kondisi J = K = 1, di mana pada SR Flip-Flop kondisi ini menyebabkan keadaan tak terdefinisi. Pada JK Flip-Flop, kondisi J = K = 1 justru menghasilkan aksi toggle, yaitu perubahan keadaan Q menjadi kebalikannya (jika Q = 1 maka akan menjadi 0, dan sebaliknya) setiap kali ada pulsa clock.

Tabel kebenaran JK Flip-Flop menunjukkan perilaku sebagai berikut:

JK Flip-Flop sering digunakan dalam aplikasi pencacah (counter), pembagi frekuensi, dan memori sementara. Dalam rangkaian pencacah, beberapa JK Flip-Flop dapat dikombinasikan secara berurutan untuk membentuk counter biner. Penggunaan gerbang logika tambahan seperti AND sangat umum dalam rangkaian tersebut untuk mendeteksi kondisi tertentu dari output flip-flop dan memberikan aksi seperti reset atau preset. Karena kemampuannya dalam melakukan toggle dan kestabilannya terhadap pulsa clock, JK Flip-Flop menjadi pilihan populer dalam desain rangkaian logika sekuensial.

5. Prinsip Kerja [kembali]

Penghitung biner sinkron 4- bit yang ditunjukkan pada gambar adalah sistem penghitung yang menggunakan empat flip - flop JK yang disusun secara seri . Namun, semuanya menerima sinyal clock yang sama pada waktu yang bersamaan . Karena merupakan tipe sinkron , perubahan pada setiap flip - flop tidak bergantung pada sinyal yang berasal dari flip - flop sebelumnya . Sebaliknya, perubahan tersebut bergantung pada kondisi input logika yang sesuai dengan output flip-flop sebelumnya . Flip - flop ini diberi label dari A hingga D , dengan flip - flop A sebagai bit terkecil ( LSB ) dan flip - flop D sebagai bit terbesar ( MSB ) . Flip - flop diatur untuk selalu mengubah keadaan pada setiap tepi naik sinyal clock , karena input J dan K-nya terhubung langsung ke level logika tinggi . Jadi , setiap kali clock berdetak , flip - flop A akan mengubah outputnya dari 0 ke 1 atau dari 1 ke 0 bolak - balik . Flip - flop B hanya akan berubah ketika output dari flip - flop A berada dalam keadaan logika tinggi , karena input J dan K-nya terhubung ke output flip - flop B. Dengan demikian, flip - flop B hanya berubah pada setengah frekuensi flip - flop A. Mekanisme ini berlanjut ke flip - flop C, yang hanya akan beralih jika A dan B keduanya berada pada level logika 1. Ini berarti bahwa C berubah pada seperempat kecepatan A. Demikian pula , flip - flop D akan berubah ketika A , B , dan C semuanya memiliki nilai 1 , sehingga frekuensinya menjadi seperdelapan dari frekuensi flip - flop A. Ketika keempat flip-flop ini bekerja bersama , mereka akan menciptakan hitungan biner dari 0000 hingga 1111, yang sama dengan menghitung dari 0 hingga 15 dalam bilangan desimal . Setiap kali jam berdetak , keadaan biner meningkat satu , menciptakan urutan penghitungan sistematis . Setelah mencapai 1111 , sistem akan kembali ke 0000 dan memulai proses penghitungan lagi . Rangkaian ini juga mencakup dua gerbang AND , yang masing-masing digunakan untuk mengidentifikasi kondisi spesifik ketika penghitung menunjukkan 1000 dan 1110. Kedua kombinasi ini berasal langsung dari output flip - flop D, C, B, dan A. Ketika salah satu kondisi ini terpenuhi , output dari gerbang AND menjadi tinggi (1) dan digunakan untuk mengontrol Flip - flop tambahan yang menghasilkan sinyal keluaran berdasarkan keadaan tertentu dari counter . Ini dapat digunakan sebagai sinyal bahwa nilai tertentu telah tercapai , atau sebagai pemicu untuk memulai proses lain dalam sistem digital yang lebih besar.

6. Problem [kembali]

Jika rangkaian pendeteksi untuk kondisi 1000 aktif, maka berapa nilai desimal dari counter saat itu?

Jawaban:
1000 dalam biner = 8 desimal. Jadi counter berada pada state 8.

Jika counter berada dalam keadaan 0111 (desimal 7), tentukan keadaan counter setelah pulsa CLK berikutnya.

Jawaban: Keadaan counter akan berubah menjadi 1000 (desimal 8).

7. Soal Latihan [kembali]

Jika counter berada dalam keadaan D=0, C=0, B=1, A=1 (0011 desimal 3), jelaskan bagaimana keadaan counter akan berubah setelah satu pulsa CLK.
Jawaban: Counter akan berubah dari 0011 (desimal 3) menjadi 0100 (desimal 4).
Rangkaian dekoder di bagian bawah memiliki dua gerbang NAND. Gerbang NAND atas mendeteksi keadaan "1000". Jelaskan mengapa output gerbang NAND tersebut akan menjadi LOW (0) ketika counter mencapai keadaan 1000.
Jawaban: Ketika counter berada pada keadaan 1000, input ke gerbang NAND atas adalah D=1, Cˉ=1, Bˉ=1, dan Aˉ=1. Karena semua inputnya tinggi (1), output gerbang NAND akan menjadi rendah (0), yang sesuai dengan fungsinya sebagai dekoder aktif-rendah untuk keadaan 1000.

8. Percobaan [kembali]

Isi dari bagian Percobaan...

9. Download File [kembali]

Link unduh: Download

[Menuju Awal]