bab ii pemelajaran - · pdf fileshift register 18 kegiatan belajar 6 ... uraian materi...
TRANSCRIPT
Modul ELKA.MR.UM.004.A 9
BAB II PEMELAJARAN
A. RENCANA BELAJAR SISWA
Kompetensi : Menguasai Elektronika Digital dan Komputer
Sub Kompetensi : Konsep Elektronika Digital
Jenis Kegiatan Tanggal Waktu Tempat Pencapaian
Alasan Perubahan Paraf
Kegiatan Belajar 1 SISTEM KODE ASCII
8
Kegiatan Belajar 2 GERBANG LOGIKA DASAR
40
Kegiatan Belajar 3 RANGKAIAN CLOCK
10
Kegiatan Belajar 4 FLIP-FLOP
18
Kegiatan Belajar 5 SHIFT REGISTER
18
Kegiatan Belajar 6 COUNTER
26
Kegiatan Belajar 7 DECODER&ENCODER
32
B. KEGIATAN BELAJAR
KEGIATAN BELAJAR 1: SISTEM KODE ASCII
a. Tujuan Pemelajaran
1. Dapat mengkonversikan sistem-sistem bilangan decimal ke hexadecimal
2. Dapat mengkonversikan sistem bilangan hexadecimal ke biner
3. Mengkonversikan karakter ASCII menjadi bilangan biner yang
selanjutnya membentuk graphic symbol berdasarkan karakter control
pada keyboard
Modul ELKA.MR.UM.004.A 10
b. Uraian Materi
ASCII (American Standar Code For Information Interchange) adalah juga
sering disebut dengan sandi ASCII yang sering digunakan untuk
memproses sistem informasi, komunikasi, dan peralatan yang saling
berhubungan biasanya berupa keypad (papan ketik) atau lebih lengkap
disebut keyboard. Peraturan FCC memberikan para pengguna ASCII
amatir agar dapat menyesuaikan pada ASCII yang diartikan oleh American
National Standar Institute (ANSI) Standar X3.4-1968.ANSI telah membuat
perbaikan menjadi X3.4-1977.ANSI yang menggunakan istilah yang
berbeda misalnya dari dua pilihan output untuk graphic tertentu. ANSI
adalah rekan usaha Internasional dengan Organisasi Internasional dalam
memberlakukan standart ISO 646-1973 dan Internasional Alphabet no.5
(IA5) yang secara spesifik direkomendasikan dalam CCITT (International
Telegraph and Telephone Consultative Commitee). ASCII menyajikan
sebuah karakter dengan 7 bit bilangan biner yang memungkinkan
kombinasi 128 karakter yang berbeda. Dari 128 karakter ini 96 karakter
diantaranya merupakan printable character (termasuk huruf besar dan
kecil). Sisa karakter yang lain sebanyak 32 buah digunakan untuk karakter
khusus seperti carriage Return, Line Feed, Back Space, Delete.
Tidak seperti (Bandot), ASCII telah lebih tinggi dan memiliki noise kasusu
yang rendah dalam penulisannya. Sekumpulan Code ASCII dapat dilihat
pada tabeh 1 berikut ini:
Tabel 1
Penempatan Character Code ASCII 6 0 0 0 0 1 1 1 1 5 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 0 1 0 1 0 1
Bit Number Hex 1st 0 1 2 3 4 5 6 7 3 2 1 0 2nd 0 0 0 0 0 NUL DLE SP 0 @ P ‘ p
Modul ELKA.MR.UM.004.A 11
0 0 0 1 1 SOH DC1 ! 1 A Q a q 0 0 1 0 2 STX DC2 “ 2 B R b r 0 0 1 1 3 ETX DC3 # 3 C S c s 0 1 0 0 4 EOT DC4 $ 4 D T d t 0 1 0 1 5 ENQ NAK & 5 E U e u 0 1 1 0 6 ACK SYN % 6 F V f v 0 1 1 1 7 BEL ETB ‘ 7 G W g w 1 0 0 0 8 BS CAN ( 8 H X h x 1 0 0 1 9 HT EM ) 9 I Y i y 1 0 1 0 A LF SUB * : J Z j z 1 0 1 1 B VT ESC + ; K [ k 1 1 0 0 C FF FS ‘ < L \ l | 1 1 0 1 D CR GS - = M ] m 1 1 1 0 E SO RS . > N ^ n ~ 1 1 1 1 F SI US / ? O _ o DEL
ACK = acknowledge BEL = bell BS = backspace CAN = cancel CR = carriage return DC1 = device control 1 DC2 = device control 2 DC3 = device control 3 DC4 = device control 4 DEL = delete DLE =data link escape ENQ = enquiry EM = end of medium EOT = end of transmission ESC = escape ETB = end of block ETX = end of text
FF = form feed FS = file separator GS =group separator HT = horizontal tab LF = line feed NAK = negative acknoweledge NUL = null RS = record separator SI = shift in SO = shift out SOH = start of heading SP = space STX = start of text SUB = substitute SYN = synchronous idle US = unit separator VT = vertical tab
Note : “1”= mark, “0”= space Bit 6 is the most significant bit (MSB) Bit 0 is tme least significant bit (LSB)
Nomor bit didalam table disusun sesuai pasangan gambar dari b6-b0.
Dalam code internasional £, selalu menempati # dan $ mungkin untuk
menandai kata uang internasional ¤
Sementara pada awalnya misalnya pada terminal video display dan
teleprinter seperti teletype corp model 33, selalu diimplementasikan pada
kenaiakan kasus huruf atau lambing. Mereka selalu menggambarkan
kenaikan kasus huruf saat menerima kasus/huruf yanf lebih rendah. Dalam
terminal CAPS LOCK, dalam keyboard mungkin dapat digunakan untuk
mengubah semua huruf ke kenaikan kasus.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 12
Karakter Control:
ASCII telah memiliki 32 karakter khusus yang berfungsi sebagi karakter
control ditambah dengan karakter istimewa. Mereka tidak konsisten dalam
menggunakan spesifikasi pada standart ANSI X3.4. Bagaimanapun ini kakan
banyak membantu untuk mengetahui penggunaan sesuai standart.
Terdapat 5 kelompok dalam rangkaian control yaitu:
a. Logical Communication
b. Device Control
c. Information Separator
d. Code Extention
e. Physical Communication
Dibawah ini adalah contoh penjelasan dari karakter control yang berbeda.
Penjelasan ini dapat dibaca dari table yang sudah dilengkapi dengan
karakter ASCII, Code Hexadecimal, Code biner dan symbol graphic sebagai
berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 13
ASCII Char
Keyboard Char
Decimal Hexadecimal Binary Graphic Symbol
LOGICAL COMMUNICATION CONTROL SOH Control A 1 01 0000001 ⎡ STX Control B 2 02 0000010 ⊥ ETX Control C 3 03 0000011 ⎦ ACK Control F 6 06 0000110 ∨
ASCII Char
Keyboard Char
Decimal Hexadecimal Binary Graphic Symbol
PHYSICAL COMMUNICATION NUL Control @ 0 00 0000000 CAN Control x 24 18 0011000 Χ EM Control y 25 19 0011001 Φ SUB Control z 26 1A 0011010 ς
DEVICE CONTROL BEL Control G 7 07 0000111 BS Control H 8 08 0001000 HT Control I 9 09 0001001 → VT Control K 11 0B 0001011 ↓
INFORMATION SEPARATOR FS Control \ 28 1C 0011100 GS Control | 29 1D 0011101 RS Control ^ 30 1E 0011110 US Control - 31 1F 0011111
CODE EXTENTION SO Control N 14 0E 0001110 SI Control O 15 0F 0001111
ESC ESC 7 0B 0011011
Keseimbangan (Parity)
Saat adanya ke tidak tepatan penempatan ASCII disimpan 8 bit dengan
menambahkan angka 0 sebagai bit bersignifikasi paling tinggi
(diletakkan pada pada bit paling kiri). Sebagai contoh karakter R akan
tersimpan sebagai 0101000, dan seterusnya. Bit tambahan ini sering
digunakan untuk uji paritas. Penambahan ini mungkin untuk
pemeriksaan keseimbangan/sama rata. Untuk membedakan data
Modul ELKA.MR.UM.004.A 14
komunikasi dan pengertian parity dapat juga mengamankan data
komunikasi.
Code Tambahan (Code Extention)
Dengan tambahan parity menjadi 8 bit, dapat digunakan sebagai balas
tingkat code character. Pekerjaan yang sekarang dijalani untuk
menghasilkan standar internasional dalam batas tingkat kumpulan code
character. Untuk komunikasi teks yang akan memberikan sekumpulan
tambahan karakter grafik.
ASCII SERIAL TRANSMISSION Serial transmission dari karakter ASCII dapat menjadi penurunan bit
pertama ke kenaikan bit yang paling penting (MSB) atau b0 menjadi b6
ditambah dengan keseimbangan bit parity jika diperlukan.
Tabel berikut ini merupakan tampilan kelengkapan perangkat karakter
ASCII untuk melengkapai tabel diatas.
ASCII Karakter ASCII Karakter ASCII Karakter ASCII Karakter 000 NUL 032 Blank 064 @ 096 001 SOH 033 ! 065 A 097 a 002 STX 034 “ 066 B 098 b 003 ETX 035 # 067 C 099 c 004 EOT 036 $ 068 D 100 d 005 ENQ 037 % 069 E 101 e 006 ACK 038 & 070 F 102 f 007 BEL 039 ‘ 071 G 103 g 008 BS 040 ( 072 H 104 h 009 HT 041 ) 073 I 105 i 010 LF 042 * 074 J 106 j 011 VT 043 + 075 K 107 k 012 FF 044 ‘ 076 L 108 l 013 CR 045 - 077 M 109 m 014 SO 046 ‘ 078 N 110 n 015 SI 047 / 079 O 111 o 016 DLE 048 0 080 P 112 p 017 DC1 049 1 081 Q 113 q
Modul ELKA.MR.UM.004.A 15
ASCII Karakter ASCII Karakter ASCII Karakter ASCII Karakter 018 DC2 050 2 082 R 114 r 019 DC3 051 3 083 S 115 s 020 DC4 052 4 084 T 116 t 021 NAK 053 5 085 U 117 u 022 SYN 054 6 086 V 118 v 023 ETB 055 7 087 W 119 w 024 CAN 056 8 088 X 120 x 025 EM 057 9 089 Y 121 y 026 SUB 058 : 090 Z 122 z 027 ESC 059 ; 091 [ 123 028 FS 060 < 092 \ 124 | 029 GS 061 = 093 ] 125 030 RS 062 > 094 ↑ 126 ~ 031 US 063 ? 095 _ 127 DEL
Catatan:
Karakter pertama dan terakhir adalah karakter control. Mereka tidak
boleh dicetak.
c. Rangkuman
Code ASCII merupakan sandi yang paling penting. ASCII menyajikan 7
bit bilangan biner, yang memungkinkan kombinasi 128 karakter yang
berbeda. Dari 128 karakter yang berbeda ini 96 karakter diantaranya
berupa printable character, dan 32 karakter pertama dan terakhir
adalah control character. Pada tabel 1 diatas menunjukkan sandi ASCII
lengkap yang disusun dalam sejumlah kolom dan baris. Sebagai contoh,
karakter R terdapat pada kolom 101 dan baris 0010 sehingga sandi
ASCII dari karakter R adalah 1010010. Dengan cara yang sama
karakter carriage return (CR) mempunyai sandi 0001101. ASCII
disimpan sebagai sandi 8 bit dengan menambakan satu angka 0
sebagai bit significant paling tinggi. Bit tambahan ini sering dgunakan
untuk uji prioritas. Karakter control pada ASCII dibedakan menjadi 5
kelompok sesuai dengan penggunaan yaitu berturut-turut meliputi
logical communication, Device control, Information separator, Code
extention, dan physical communication. Code ASCII ini banyak dijumpai
Modul ELKA.MR.UM.004.A 16
pada papan ketik (keyboard) computer atau instrument-instrument
digital. Di pasaran terdapat sejumlah papan ketik yang keypad
hexadecimal terdiri atas 16 kunci untuk 16 karakter hexadecimal yang
sering digunakan pada sistem-sistem sederhana.
d. Tugas
Dari pembacaan pada tabel, buatlah daftar table yang terdiri atas:
Kolom 1: Bilangan decimal 0 sampai dengan 64
Kolom 2: Character ASCII
Kolom 3: Bilangan Decimal
Kolom 4: Bilangan binernya
e. Test Formatif
1. Sebutkan kegunaan dari kode ASCII!
2. Kharakter control dalam kode ASCII dibedakan menjadi 5 kelompok.
Sebutkan!
3. Konversikan kode ASCII berikut menjadi bilangan biner!
a. (127)10 = (7F)16 = 2
b. (0E)16 = 2 = 10
c. (1A)16 = 2 = 10
f. Kunci Jawaban
1. Kegunaan kode ASCII untuk memproses system informasi,
komunikasi dan peralatan yang saling berhubungan yang biasanya
berupa keyboard dan keypad.
2. Karakter Control pada ASCII dibedakan menjadi:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 17
a. Logical communication
b. Device control
c. Information separator
d. Code extention
e. Physical communication
3. a. (127)10 = (7F)16 = (1111111)2
b. (0E)16 = (0001110)2 = 1410
c. (1A)16 = (0011010)2 = 2610
g. Lembar Kerja
Jika ditentukan:
Perangkat character code ASCII seperti pada tabel dibawah ini.
Lengkapilah tabel dibawah ini:
Biner ASCII character Decimal Hexa Decimal
6 5 4 3 2 1 0 Keterangan
4 9 G P R X M
Nul ACK BEL FF CR
CAN ESC
Modul ELKA.MR.UM.004.A 18
KEGIATAN BELAJAR 2: GERBANG LOGIKA DASAR
a. Tujuan Pemelajaran
1. Menjelaskan konsep dasar dan fungsi berbagai gerbang logika dasar
dengan benar.
2. Menjelaskan hukum-hukum penjalinan (Aljabar Boo lean) dengan
bemar.
3. Mengkombinasikan beberapa gerbang logika dasar dengan benar.
4. Menjelaskan jenis-jenis IC untuk implementasi gerbang logika
dengan benar.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 19
b. Uraian Materi
Gerbang logika merupakan dasar pembentuk system digital. Gerbang
logika beroperasi pada bilangan biner 1 dan 0. Gerbang logika
digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik dengan system digital.
Berkaitan dengan tegangan yang digunakan maka tegangan tinggi
berarti 1 dan tegangan rendah adalah 0.
Semua sistem digital disusun hanya menggunakan tiga gerbang yaitu:
NOT, AND dan OR.
1. Fungsi AND gate
Fungsi AND dapat digambarkan dengan rangkaian listrik
menggunakan saklar seperti dibawah ini:
Keterangan:
A & B adalah saklar
Y adalah lampu
Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebut
berlogika 1. Fungsi logika yang dijalankan rangkaian AND adalah
sebagai berikut:
1. Jika kedua saklar A & B dibuka maka lampu padam
2. Jika salah satu dalam keadaan tertutup maka lampu padam
3. Jika kedua saklar tertutup maka lampu nyala
Simbol Gerbang AND Tabel Kebenaran
INPUT OUTPUT A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
A
B Y=A.B =AB
A B
Y
Modul ELKA.MR.UM.004.A 20
Karakteristik: Jika A da B adalah input, sedangkan Y adalah Output,
maka output gerbangnya AND berlogika 1 jika semua inputnya
berlogika 1. Dan output berlogika 0 jika kedua atau salah satu
inputnya berlogika 0.
2. Fungsi OR gate
Funsi OR dapat digambarkan dengan rangkaian seperti dibawah ini.
Keterangan:
A dan B =Saklar
Y= lampu
Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebur
berlogika 1.
Simbol Gerbang OR Tabel kebenaran
INPUT OUTPUT A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
Karakteristik: Jika A dan B adalah input sedangkan Y output maka
output gerbang OR akan berlogika 1 jika salah satu atau kedua input
adalah berlogika 1.
3. Fungsi NOT gate
Fungsi NOT dapat digambarkan dengan rangkaian seperti gambar
dibawah ini:
A
BY
A B
Y=A+B
Modul ELKA.MR.UM.004.A 21
Jika saklar dibuka maka berlogika 0,
jika saklar ditutup disebut berlogika 1.
Simbol Fungsi NOT Tabel Kebenaran
INPUT OUTPUT
A Y 0 1 1 0
Karakteristik: Jika adalah input, output adalah kebalikan dari input.
Artinya Jika input berlogika 1 maka output akan berlogika 0 dan
sebaliknya.
4. Fungsi NAND gate
NAND adalah rangkaian dari NOT AND. Gerbang NAND merupakan
gabungan dari NOR dan AND digambarkan sebagai berikut:
Y = AB A
B AND NOT
Menjadi:
Y = AB
A B
NAND
NAND sebagai sakelar
A Y
A Y
A
Y
B
Modul ELKA.MR.UM.004.A 22
Dari Gambar diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut:
C Output A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0
Karakteristiknya: Jika A dan B input sedangkan Y adalah output
maka output gerbang NAND akan berlogika 1 jika salah satu
inputnya berlogika 0. Dan output akan berlogika 0 jika kedua
inputnya berlogika 1. Atau output gerbang NAND adalah komplemen
output gerbang AND.
5. Fungsi NOR gate
NOR adalah singkatan dari NOT OR. Gerbang NOR merupakan
gabungan dari gerbang NOT dan OR. Digambarkan sebagai berikut:
Y = A+B A
B
menjadi:
Y = A+B A
B
NOR dengan saklar
A YB
Modul ELKA.MR.UM.004.A 23
Dari rangkaian diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut:
Input Output A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
Karakteristik: jika A dan B adalah input dan Y adalah output maka
output gerbang NOR berlogika 1 jika semua input berlogika 1 dan
output akan berlogika 0 jika salah satu atau semua inputnya
berlogika 0. Atau output gerbang NOR merupakan output gerbang
OR
6. Fungsi EX-OR (Exlusive OR)
Gerbang X-OR akan memberikan output berlogika 1 jika jumlah
logika jumlah logika 1 pada inputnya ganjil. Rangkaian EX-OR
disusun dengan menggunkan gerbang AND, OR, NOT seperti
dibawah ini.
Simbol Gerbang EX-OR
A
B Y = A + B
Dari gambar diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut:
Input Output
Y= A.B + A.B
= A + B
Modul ELKA.MR.UM.004.A 24
A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
7. Fungsi EX-NOR
Gerbang X-NOR akan memberikan output berlogika 0 jika jumlah
logika 1 pada inputnya ganjil. Dan akan berlogika 1 jika kedua
inputnya sama. Rangkaian EX-NOR disusun dengan menggunka
gerbang AND, OR, NOT seperti dibawah ini.
Simbol Gerbang EX-NOR
A
BY = A + B
Dari gambar diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut:
Input Output A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1
8. Sifat-Sifat Aljabar Boolean
Aljabar Boolean memuat variable dan simbul operasi untuk gerbang
logika. Simbol yang digunakan pada aljabar Boolean adalah: (.)
untuk AND, (+) untuk OR, dan ( ) untuk NOT. Rangkaian logika
merupakan gabungan beberapa gerbang, untuk mempermudah
penyeleseian perhitungan secara aljabar dan pengisian tabel
kebenaran digunakan sifat-sifat aljabar Boolean:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 25
a. Teori IDENTITAS
A.1 = A A+1 = 1
A.0 = 0 A+0 = A
A.A = A A+A = A
A.A = A A+A = 1
b. Teori KOMUTATIF
A.B.C = C.B.A
A+B+C = C+B+A
c. Teori ASOSIATIF
A.(B.C) = (A.B).C = A.B.C
A + ( B + C ) = ( A + B ) + C = A + B + C
d. Teori DISTRIBUTIF
A.B + A.C = A (B+C)
e. Teori DE MORGAN
A . B = A + B
A + B = A . B
9. Kombinasi Gerbang Logika
Untuk memenuhi kebutuhan akan input yang lebih dari 2 di dalam
suatu rangkaian logika, maka digabungkan beberapa gerbang logika
. Hal ini biasa dilakukan jika faktor delay tidak diperhitungkan.
Contoh:
a) Gerbang logika AND 3 input
Kemungkkinan tabel
kebenaran untuk
inputnya yaitu 2
dimana n adalah
banyaknya input.
C
Y
A
B
Modul ELKA.MR.UM.004.A 26
Jadi 2 = 8
Tabel kebenaran AND 3 input
INPUT OUTPUT A B C Y 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 1
b) Gerbang NAND sebagai gerbang universal
Gerbang NAND disebut gerbang logika universal karena dapat
digunakan untuk membuat gerbang logika yang lain, sehingga
dapat meminimalkan penggunaan gerbang dasar untuk
membentuk suatu gerbang logika tertentu.
Rangkaian Ekivalen gerbang NAND
JENIS GERBANG EKIVALEN
NOT A A
AND
Modul ELKA.MR.UM.004.A 27
JENIS GERBANG EKIVALEN OR
NOR
EX-OR EX-NOR
10. TEORI DE MORGAN
Digunakan untuk mengubah bolak–balik dari bentuk minterm
(bentuk penjumlahan dari pada hasil kali/SOP) ke maksterm
(bentuk perkallian dari pada penjumlahan/POS) dari pernyataan
Boolean.
Teori De Morgan dapat ditulis:
a. A + B = A . B
Mengubah keadaan OR dasar menjadi AND dasar
Modul ELKA.MR.UM.004.A 28
b. A . B = A + B
Mengubah keadaan OR dasar menjadi AND dasar
Penyederhanaan fungsi logika dengan aljabar Boolean contoh:
1. Y = A.B …………………………..Y = A + B = A + B
2. Y = A + B ……………………….Y = A.B
3. Y = AB + A.B + A.B
Y = A + B + A.B + A.B
Y = A + A.B + B + A.B
Y = A(1+B) + B(1 + A)
Y = A + B = A.B
Penyederhanaan fungsi logika dengan sistem Sum Of Product (SOP)
dan Product Of Sum (POS)
1. Penyederhanaan dengan sistem SOP/penjumlahan dari pada hasil
kali.
Sifat: Untuk sistem SOP digunakan output 1
Contoh:
INPUT OUTPUTA B C Y 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
1 0 0 1 0 0 1 1
=
=
Persamaan SOP
Y = A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C
Modul ELKA.MR.UM.004.A 29
Gambar rangkaian:
Penyederhanaan dengan aljabar Boolean
Y = A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C
Y = A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C
Y = A.B (C+C) + A.B.C + A.B.C
Y = A.B + A.B.C + A.B.C
Penyederhanaan dengan POS/perkalian dari pada penjumlahan
Sifat: Untuk sistem POS digunakan output 0
Contoh:
Input OutputA B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0
Persamaan POS: Y = ( A + B ) . ( A + B )
A
B
C
Y
Modul ELKA.MR.UM.004.A 30
11. Penyederhanaan fungsi logika dengan Karnaugh Map.
Metoda Karnaugh Map adalah suatu teknik penyederhanaan fungsi
logika denngan cara pemetaan K-Map terdiri dari kotak-kotak
(bujur sangkar) yang jumlahnya tergantung dari jumlah variabel
dari fungsi logika atau jumlah input dari rangkaian logika.
Rumus menentukan jumlah kotak dalam K–Map
N = 2 dimana N = jumlah kotak dalam K-Map
N = banyaknya variabel/input
Langkah-langkah pemetaan Karnaugh Map secara umum.
1. Menyusun aljabar Boolean minterm (dari suatu taaabel
kebenaran)
2. Menggambarkan satuan dalam peta Karnaugh Map.
3. Membuat kelompok dua-an, empat-an, delapan-an satuan dan
seterusnya dimana satuan tersebut berdekatan satu sama lain.
4. Menghilangkan variabel-variabel dengan rumus bila suatu
variabel dan inversinya terdapat didalam suatu kelompok
lingkaran maka variabel tersebut dihilangkan.
5. Meng-OR-kan variabel yang tersisa.
a) Macam Karnaugh Map
a. Karnaugh Map dengan 2 variabel
Contoh:
Input Output A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1
Langkah Pertama
Modul ELKA.MR.UM.004.A 31
Y = A.B + A.B + A.B
Langkah ke Dua B A
B
B
A
1
A
1 1
Langkah ke Tiga B A
B
B
A
1
A
1
1
Langkah ke Empat
Y = A. B + A.B + A.B
Y = B ( A +A ) + AB
Y = B + A.B
b. Karnaugh Map dengan 3 variabel
Contoh:
INPUT OUTPUT
A B C Y 0 0 0 0 1 1
0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 1
0 1 1 1 0 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 32
1 1
1 1
0 1
0 1
Penyederhanaan dengan K-Map
Langkah pertama:
Y=A.B.C+A.B.C+A.B.C+A.B.C+A.B.C
Langkah kedua:
C AB
C
C
A B
1
A B
1
1
A B
1
A B
1
Langkah ketiga:
Penyederhanaan dengan Aljabar Boolean
Y = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C
Y = B.C (A+A)+A.B (C+C)+ A.B.C
Y = B.C+A.B+ A.B.C
Y = B.C+B(A+AC)
Y = B.C+B(A+C)
Y = B.C+A.B+B.C
Y = A.B+C(B+B)
Y = A.B+C
c. Karnaugh Map dengan 4 variabel
Modul ELKA.MR.UM.004.A 33
Contoh:
INPUT OUTPUT A B C D Y 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Penyelesaian:
Penyederhanaan dengan Karnaugh Map
Langkah pertama:
Y = A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D +
A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D
Langkah kedua:
CD AB
CD
CD
CD
CD
A B
1
1
A B
1
1
1
A B
1
1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 34
A B
1
1
Langkah ketiga:
Penyederhanaan dengan Aljabar Boolean:
Y = A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+
A.B.C.D
+ A.B.C.D+ A.B.C.D
Y = A.B.D(C+C)+ A.B.C.D+A.B.C(D+D)+ A.B.D(C+C)+ A.B.D(C+C)
Y = A.B.D+ A.B.C.D+ A.B.C+ A.B.D+ A.B.D
Y = B.D(A+A)+A.B(C+CD)+ A.B.D
Y = B.D+A.B(C+D)+ A.B.D
Y = B.D+A.B.C+ A.B.D+ A.B.D
Y = B.D+ A.B.C+B.D(A+A)
Y = B.D+ A.B.C+B.D
Y = D(B+B)+ A.B.C
Y = D+ A.B.C
Variasi pelingkaran yang tidak biasa
a. Tidak dapat disederhanakan b. Satu variabel dapat dihilangkan
c. Dua variabel dapat dihilangkan
12. Aplikasi Gerbang Logika Dasar
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 35
Contoh: Sebagai rangkaian ARITMATIKA BINER yang dapat
melakukan Operasi aritmatik penjumlahan (+) dan pengurangan (-
)
a) Half Adder
Adalah suatu rangkaian penjumlah sistem bilangan biner yang
paling sederhana. Rangkaian ini memiliki 2 terminal input dan 2
terminal output yang disebut Summary Out (Sum) dan Carry
Out (Carry).
Gambar rangkaian logika untuk Half Adder Simbol
Tabel Kebenarannya:
INPUT OUTPUT A B SUM CARRY 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1
b) Full Adder
Adalah penjumlah lengkap (penuh) yang memiliki 3 input A, B,
Carry Input (Cin) dengan 2 output Sum dan Carry Output
(Cout=Co).
Gambar rangkaian logika untuk Full Adder
A B Sum
Carry
Persamaan logika:
Sum = A.B+A.B
Carry = A.B
Sum H A
A
B C
Modul ELKA.MR.UM.004.A 36
Carry in
BCarry out
A
Sum
Simbol
Tabel Kebenarannya:
INPUT OUTPUT A B Cin Sum Co 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1
Persamaan logika:
Sum = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C
Co = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C
c) Half Subtractor
Adalah suatu rangkaian pengurang sistem bilangan biner yang
paling sederhana, ini memiliki 2 input dan 2 output yang
disebut differensi (Di) dan Borrow (Bo).
Gambar rangkaian logika untuk Half Subtractor
F A
Cin A B
Sum
Co
Modul ELKA.MR.UM.004.A 37
Bo
BDi
A
Simbol
Tabel Kebenarannya:
INPUT OUTPUT A B Di Bo 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0
Persamaan logika:
Di = A.B+A.B
= A + B
Bo = A.B
d) Full Subtractor
Adalah rangkaian pengurang biner yang lengkap (penuh).
Rangkaian ini memliki 3 terminal input dan 2 terminal output,
yaitu Borrow dan Differensi.
Gambar rangkaian logika untuk Full Subtractor:
H S A
B
Di
Bo
Modul ELKA.MR.UM.004.A 38
B
Bo
BinDi
A
Simbol
Tabel kebenarannya:
INPUT OUTPUT A B Bin Di Bo 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1
Persamaan logikanya:
Di = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C
Bo = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C
13. Keluarga IC Digital
F S
A B
Bin
Di
Bo
Modul ELKA.MR.UM.004.A 39
Perkembangan teknologi elektronik diawali dengan penggunaan
Tabung hampa sebagai bagian pokok suatu alat elektronik.
Kemudian temukanlah Transistor sebagai pengganti Tabung
hampa. Perkembangan selanjutnya adalah munculnya rangkaian
terpadu (Integrated Circuit) yang mengkombinasikan berbagai
komponen bipolar (resistor, transistor) dalam satu chip.
Berdasarkan kepadatan komponen keluarga IC dibagi menjadi 4
kelompok yaitu:
1. SSI ( Small Scale Integration)
2. MSI ( Medium Scale Integration)
3. LSI ( Large Scale Integration )
4. VLSI ( Very Large Scale Integration )
Berdasarkan penggunaan, IC dibagi menjadi 2 keluarga besar yaitu
keluarga IC analog dan keluarga IC digital. Keluarga IC digital
lebih umum digunakan mengingat berbagai macam peralatan telah
beroperasi secara digital.
Keluarga IC digital sendiri dibuat dengan menggunakan teknologi
semikonduktor (MOS = Metal Oxide Semiconductor) dan teknologi
bipolar.
Macam keluarga bipolar adalah
1. RTL (Resistor Transistor Logic)
2. DTL (Diode Transistor Logic)
3. TTL (Transistor Transistor Logic)
4. ECL (Emitter Coupled Logic)
5. HTL (High Treshold Logic)
6. IIL (Integrated Injection Logic)
Macam keluarga Unipolar ( MOS ) adalah
1. P MOS (P- Channel Metal Oxide Semikonductor)
2. N MOS (N- Channel Metal Oxide Semikonductor)
Modul ELKA.MR.UM.004.A 40
3. C MOS (Complementary Channel Metal Oxide Semikonductor)
14. Keluarga IC TTL
IC Bipolar yang banyak dijumpai di pasaran adalah IC TTL
(Transistor Transistor Logic) yang terkenal dengan seri 74XX atau
74XXX. Keluarga IC TTL digunakan paling luas pada rangkaian
logika. IC TTL dibuat dalam variasi yang luas dari rangkaian
terpadu MSI dan SSI. Peningkatan dalam rangkaian logika terus
berkembang. Terlebih pada keluarga TTL. Enam IC TTL berikut
adalah tersedia saat ini dari National Semiconductor Corporation.
1. Logika TTL Standar
2. Logika TTL daya rendah
3. Logika TTL Schottky daya rendah
4. Logika TTL Schottky
5. Logika TTL Schottky daya rendah maju
6. Logika TTL Schottky maju
15. Rangkaian Terpadu CMOS
Complementary Metal Oxide Semikonductor (CMOS) menjadi
terkenal sejak tahun 1968 dan berkembang dengan cepat dengan
seri 40XX atau 40XXX. Keuntungan IC CMOS dibanding TTL adalah
tingkat derau yang rendah dan fungsi yang digunakan banyak
jenisnya. IC Logika jenis C MOS juga mempunyai keluarga yang
tidak sedikit. Namun jumlahnya tidak sebanyak IC TTL. Berbeda
dengan IC TTL yang bekerja dengan tegangan supply 5 volt. IC
CMOS dapat beroperasi pada berbagai tegangan supply DC.
Tegangan supplynya bisa mencapai 15 volt. Tetapi CMOS
mempunyai kecepatan kerja yang lebih rendah daripada TTL.
Setelah IC TTL dan IC CMOS, muncul IC-IC logic PLD (Programmable
Logic Device). Kelebihan PLD adalah sifatnya yang programable
Modul ELKA.MR.UM.004.A 41
karena mengandung jenis dan jumlah gerbang lebih banyak pada
tiap-tiap chip nya. Pemakaian PLD dapat mengurangi jumlah chip
yang digunakan. Yang termasuk jenis IC PLD antara lain sebagai
berikut:
a. PLA (Programmable Logic Array)
Berisi sejumlah gerbang AND, OR, NOT, yang masukan dan
keluarannya dapat kita hubungkan sehingga membentuk
rangkaian yang diinginkan.
b. PAL (Programmable AND-Array Logic)
c. GAL (Generic Array Logic)
d. PALCE (PAL Configurable and Erasable)
Yang koneksinya dapat diprogram dan dihapus berulang kali. GAL
dan PALCE dilengkapi dengan flip-flop yang memudahkan kita
untuk menyusun rangkaian logika sekuensial seperti Counter dan
Shift Register.
e. FPGA (Field Programmable Gate Array)
Merupakan jenis PLD terbaru yang mulai populer saat ini. FPGA
mempunyai beberapa kelebihan, diantaranya adalah jenis dan
jumlah gerbangnya yang sangat banyak (ribuan hingga ratusan
ribu). Kecepatannya sangat tinggi, mudah diprogram dan dapat
diprogram berkali-kali.
c. Rangkuman
Gerbang (gate) dalam rangkaian logika merupakan fungsi yang
menggambarkan hubungan antara masukan dan keluaran. Untuk
menyatakan gerbang-gerbang tersebut digunakan simbol-simbol
tertentu. Untuk menunjukan prinsip kerja tiap gerbang (rangkaian
logika yang lebih kompleks) dapat digunakan beberapa cara. Cara yang
umum dipakai antara lain adalah tabel kebearan (truth table) dan
Modul ELKA.MR.UM.004.A 42
diagram waktu (timing chart). Karena merupakan rangkaian digital,
tentu saja level kondisi yang ada dalam tabel atau diagram waktu hanya
2 macam yaitu logika 0 (low atau false) dan logika 1 (high atau true).
Jenis gerbang yang dipakai dalam rangkaian logika cukup banyak .
Namun semuanya disusun atas kombinasi dari tiga gerbang dasar.
Ketiga gerbang dasar itu adalah gerbang AND, OR dan NOT. Seperti
contoh sebelumnya, gerbang AND identik dengan rangkaian seri dari
beberapa saklar (yang berfungsi sebagai masukan) dan sebuah lampu
(yang berfungsi sebagai keluaran). Pada rangkaian seri, lampu hanya
dapat menyala (berlogika 1) jika semua saklar dalam keadaan tertutup
(berlogika 1). Jika ada satu saklar (berlogika 0), lampu akan padam
(berlogika 0).
Dengan penggambaran diatas gerbang AND memiliki minimal 2
masukan dan hanya satu keluaran. Gerbang OR identik dengan
rangkaian paralel dari beberapa saklar. Pada rangkaian paralel, lampu
sudah dapat menyala (berlogika 1), jika salah satu saklar ditutup
(berlogika 1). Lampu hanya padam (berlogika 0), jika semua saklar
dalam kondisi terbuka (berlogika 0). Jadi gerbang OR juga memiliki
minimal 2 masukan dan hanya satu keluaran.
Gerbang NOT sedikit berbeda dengan 2 gerbang sebelumnya. Ia hanya
memiliki satu masukan dan satu keluaran. Jika masukan berlogika,
keluaranya akan berlogika 0. Sebaliknya jika masukan berlogika 0,
keluaranya akan berlogika 1. Kaarena itulah gerbang NOT sering
disebut sebagai gerbang pembalik (inverter) logika.
Dalam bentuk nyata rangkaian dapat disusun dari sebuah relay dengan
kontak NC (Normally Closed/dalam keadaan normal tertutup) yang
kontaknya tertutup saat arus listrik tidak melalui kumparan relay. Saat
saklar dibuka (berlogika 0), kontak relay NC akan tertutup, sehingga
arus listrik mengalir ke lampu dan membuatnya menyala (berlogika 1).
Modul ELKA.MR.UM.004.A 43
Sebaliknya saat di tutup (berlogika 1), kumparan relay yang dialiri arus
akan menarik kontak NC dan membuatnya terbuk. Akibatnya tidak ada
arus yag mengalir ke lampu dan lampu menjadi padam (berlogika 0).
Ketiga gerbang tersebut diatas dapat digabung-gabungkan menjadi
gerbang lain, misalnya gerbang NAND, NOR, EX-OR, EX-NOR dan lain
sebagaiya. Untuk rangkaian yang lebih kompleks, gerbang-gerbang
dasar dapat disusun menjadi rangkaian Adder (penjumlah),
Demultiplekser (pengubah data dari serial input menjadi paralel output,
Multiplekser (pengubah data dari paralel input menjadi serial output).
Selain itu rangkaian logika juga dapat di implementasikan dalam bentuk
IC (Integrated Circuit) dalam jenis TTL (Transistor-transistor Logik)
maupun CMOS (Complementary Metal Oxide Semikonduktor). Tiap-tiap
anggota keluarga mempunyai konfigurasi sendiri-sendiri. Misalnya IC
TTL 7404 mengandung 6 gerbang NOT, IC TTL 7432 mengandung 4
gerbang OR. Selain gerbang-gerbang tunggal semacam itu ada juga yag
konfigurasinya lebih komplek dan berisi rangkaian-rangkaian seperti
Flip-flop, Counter, Encoder, Decoder, yang masing-masing mempunyai
banyak varian dengan masing-masing spesifikasinya.
d. Tugas
1. Buatlah tabel kebenaran untuk gerbang AND 3 input?
2. Buktikan persamaan Boolean dengan tabel kebenaranya untuk
persamaan A . B = A + B?
3. Bedakan antara gerbang NAND dengan gerbang NOR?
4. Sederhanakan persamaan dibawah ini dengan menggunakan peta
Karnaugh Map dan Aljabar Boolean:
Y =A B C D + A B C D + A B C D + A B C D + A B C D + A B C D+A
B C D
5. Perhatikan dan analisalah rangkaian berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 44
BY1
Y2
A
6. Rencanakan sebuah Half Adder dengan menggunakan gabungan
gerbang logika dasar?
7. Jumlahkan data biner 1 1 0 1 dengan 0 1 1 0?
8. Sebutkan 3 jenis IC TTL lengkap dengan kharakteristiknya masing-
masing?
9. Seb utkan 5 buah tipe dari IC TTL yang merupakan implementasi
gerbang logika dasar!
10. Sebutkan perbedaan antara IC TTL dengan CMOS?
e. Test Formatif
1. Perhatikan gambar dibawah ini:
S1
S2
S3
Jelaskan prinsip kerjanya dan fungsi logika apa yang dijalankan?
2. Dengan menggunakan sifat-sifat Aljabar Boolean buktikan bahwa
output dari rangkaian ini adalah Y = A + B
A
B
Y
Modul ELKA.MR.UM.004.A 45
3. Bagaimanakah deretan pulsa yang terlihat pada keluaran gerbang
EX-OR gambar dibawah ini:
A 01100111 B 11000100 C 00101101
Y
f. Kunci Jawaban
1. Prinsip kerjanya:jika S1 =terbuka ;S2=S3=tertutup maka lampu
akan menyala jika salah satu saklar atau semua saklar dalam
keadaan tertutup. Sebaliknya lampu akan padam jika semua saklar
dalam keadaan terbuka. Maka rangkaian tersebut melakukan fungsi
gerbang OR.
2. Pembuktian:
Y = A.A.B.B.AB
Y = A.AB + B.AB
Y = A.AB +B.AB
Y = A(A+B) +B(A+B)
Y = AA + A.B +B.A + BB
Y = A.B + A.B
Y = A + B (terbukti)
3. Deretan angka biner yang terlihat pada keluaran gerbang EX-OR
adalah
Y = 101011000
g. Lembar Kerja
Judul: GERBANG LOGIKA DASAR
Alat dan bahan
1. Power supply 5 volt DC 1buah
2. Trainer Digital 1buah
Modul ELKA.MR.UM.004.A 46
3. IC TTL tipe7400 (NAND gate) 1buah
4. IC TTL tipe7402 (NOR gate) 1buah
5. IC TTL tipe7404 (NOT gate) 1buah
6. IC TTL tipe7408 (AND gate) 1buah
7. IC TTL tipe7432 (OR gate) 1buah
8. IC TTL tipe7486 (Ex-OR gate) 1buah
9. Jumper secukupnya
Langkah kerja
1. Siapkan power supply 5 volt DC
2. Hubungkan terminal Vcc dari semua modul pada tegangan 5 volt
DC
3. Hubungkan terminal ground dari semua modul
4. Buatlah rangkaian gerbang seperti gambar 1
5. Berikan kondisi logik sesuai pada tabel 1
6. Catat hasilnya pada kolom output
Tabel 1 Gambar 1
INPUT OUTPUTA B Y 0 0 1 1
0 1 0 1
7. Ulangi langkah kerja 4 dan 5 untuk rangkaian gerbang logika yang
lain.
i. OR gate
Tabel 2 Gambar 2 INPUT OUTPUTA B Y 0 0
0 1
A
B
A
B
Y
Modul ELKA.MR.UM.004.A 47
1 1
0 1
ii. NOT gate
Tabel 3. Gambar 3
INPUT OUTPUTA Y 0 1
iii. NAND gate
Tabel 4 Gambar 4
INPUT OUTPUTA B Y 0 0 1 1
0 1 0 1
iv. NOR gate
Tabel 5 Gambar 5
INPUT OUTPUTA B Y 0 0 1 1
0 1 0 1
v. Ex-OR gate
Tabel 6 Gambar 6
INPUT OUTPUTA B Y 0 0 1 1
0 1 0 1
A
Y
A
B
Y
A
B
Y
A
B
Y
Modul ELKA.MR.UM.004.A 48
vi. Ex-NOR gate
Tabel 7 Gambar 7
INPUT OUTPUTA B Y 0 0 1 1
0 1 0 1
8. Buatlah kesimpulan dan laporan dari hasil praktek yang telah
dilakukan!
KEGIATAN BELAJAR 3: RANGKAIAN CLOCK
a. Tujuan Pemelajaran
1. Merangkai rangkaian clock dengan benar.
2. Menjelaskan prinsip kerja dan fungsi rangkaian clock dengan benar.
b. Uraian Materi
Rangakaian clock berfungsi untuk pembentuk/membangkitkan
pulsa/gelombang kotak secara terus-menerus dan rangkaian ini tidak
mempunyai kondisi stabil/setimbang. Rangkaian clock termasuk
golongan Astabil Multivibrator dengan IC 555. Output rangkaian clock
AB
Y
Modul ELKA.MR.UM.004.A 49
digunakan untuk input rangkaian-rangkaian logika yang sekuensial
(berhubungan dengan waktu). Yang termasuk rangkaian logika
sekuensial contohnya: Flip-Flop, Shift Register, dan Counter. Adapun
fungsi rangkaian clock yaitu, untuk mengatur jalannya data dalam
penggeseran ke kanan atau ke kiri, maupun dalam
perhitungan/pencacahan bilangan biner. Yang dimaksud rangkaian
Astabil Multivribator Adalah multivribator yang tidak stabil tegangan
output-nya (tegangan pengeluarannya berubah-ubah) tanpa adanya
sinyal masukan yang diberikan. Rangakaian clock dengan IC 555 besrta
pulsa-pulsa pada pin 3 dan pin 6 ditunjukkan pada gambar ini
RA
+VCC
C
U7
555
1
2
3
4
5
6
7
8
GND
TRIG
O
R
CTL
TH
DVCC
Gambar 1
Vout0.01uF
RB
Cara kerja rangkaian diatas
• Pada saat C diisi tegangan ambang naik melebihi + (2/3) Vcc.
• Kini Kapasitor C dikosongkan melalui Rb oleh karena itu tetapan
waktu pengosongan dapat ditentukan dengan rumus T = Rb x C.
• Bila egangan C sudah turun sedikit sebesar + (Vcc/3) maka keluaran
menjadi tinggi.
Pewaktu IC 555 mempunyai tegangan yang naik dan turun secara
exponensial. Keluarannya berbentuk gelombang segi empat. Karena
tetapan waktu pengisian lebih lama daripada tetapan waktu
pengosonngan, maka keluarannya tidak simetri. Keadaan keluaran yang
tinggi lebih lama dari keadaan keluaran yang rendah. Untuk dapat
Modul ELKA.MR.UM.004.A 50
menentukan ketidak simetrian ssuatu pulsa keluaran yang dihasilkan
oleh rangkaian multivibrator jenis astabil ini dipergunakan suatu siklus
kerja yang dirumuskan sebagai berikut:
W = 0.693 (RA + Rb ).C
t = 0.693 . Rb. C
T = W + t
Dimana : W = lebar pulsa ; T = waktu periode
Besarnya frekuensi ditentukan oleh
F = T1
( dimana T = detik ; F = Hertz )
c. Rangkuman
Astabil Multivibrator atau pembentuk pulsa atau generator pulsa
merupakan rangkaian yang membangkitkan sinyal secara terus-menerus
pada keluarannya tanpa adanya sinyal masukan dari rangkaian.
Rangkaian ini juga sering dinamakan dengan rangkaian cloc. Frekuensi
pulsa yang dihasilhan tergantung oleh besarnya C, Resistor RA, Rb.
Untuk menentukan periode T ditentukan oleh lebart pulsa W dan t.
d. Tugas
1. Definisikan rangkaian clock?
2. Sebutkan fungsi rangkaian clock?
3. Jika periode waktu T = 0.1 milidetik, Hitung besanya frekuensi?
4. Periode T ditentukan oleh komponen apa saja? sebutkan!
e. Test Formatif
1. Gambar dan terangkan prinsip kerja rangkaian clock dengan
rangkaian IC 555?
f. Kunci Jawaban
Modul ELKA.MR.UM.004.A 51
10k
VCC=6V
220
4.7uF
0.1uF
10k
U7
555
1
2
3
4
5
6
7
8
GND
TRIG
O
R
CTL
TH
DVCC
Prinsip kerja:
Pada waktu pin 2 dan pin 6 berada dibawah VLT = 1/3 Vcc,sehingga kaki
3 (keluaran) menjadi tinggi. Kapasitor C mengisi, melalui Ra dan Rb.
Sampai Vc mencapai harga VUT, yaitu sebesar 2/3 Vcc, maka keluaran
kaki 3 menjadi rendah. Kapasitor C mengosongkan muatannya melalui
Rb ke kaki 6. Sampai harga Vc menjadi tinggi. Sehingga kejadian seperti
di atas akan terulang kembali. Kejadian akan berulang terus, dengan
frekuensi ditentukan sebagai berikut:
f = T1
CRbRa
f).2(
4,1+
=
g. Lembar Kerja
Judul: Rangkaian Clock (Astabil Multivibrator)
Alat dan bahan
1. IC pewaktu 555
2. CRO
3. Batteray 5 volt (catu daya )
4. Resistor Ra = Rb = 10 KΩ , R = 220 Ω
5. Condensator 0,1 Fμ , 1 Fμ , 4,7 Fμ , 10 Fμ , 47 Fμ , 100 Fμ .
6. LED warna merah
7. Breadboard
8. Kabel penghubung
Langkah kerja
Modul ELKA.MR.UM.004.A 52
1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2. Susunlah rangkaian seperti gambar berikut:
10k
VCC=6V
220
4.7uF
0.1uF
10k
U7
555
1
2
3
4
5
6
7
8
GND
TRIG
O
R
CTL
TH
DVCC
3. Hubungkan catu daya 5 volt DC, kemudian amatilah apa yang terjadi
pada LED (pin 3 sebagai output).
4. Amatilah dengan CRO untuk bentuk gelombang pada pin 3 dan pin 6
5. Gambarlah bentuk gelombang tersebut dan catat harga W dan T
dalam satuan detik, serta harga amplitudo dalam satuan Vpp.
6. Ulangilah percobaan ini dengan menggantikan kondensator C yang
lain, kemudian melaksanakan langkah 4 dan 5.
7. Kembalikanlah peralatan dan bahan ke tempat semula.
8. Buatkan laporan lengkap dengan kesimpulannya, berdasaarkan hasil
praktek.
5V
Modul ELKA.MR.UM.004.A 53
KEGIATAN BELAJAR 4: FLIP-FLOP
h. Tujuan Pemelajaran
1. Mampu mengaplikasikan konsep-konsep sistem digital menjadi
rangkaian flip-flop
2. Menjelaskan prinsip kerja macam-macam rangkaian flip-flop dengan
benar
3. Menjelaskan fungsi rangkaian flip-flop
i. Uraian Materi
Flip-flop adalah keluarga Multivibrator yang mempunyai dua keadaaan
stabil atau disebut Bistobil Multivibrator. Rangkaian flip-flop mempunyai
sifat sekuensial karena sistem kerjanya diatur dengan jam atau pulsa,
yaitu sistem-sistem tersebut bekerja secara sinkron dengan deretan
pulsa berperiode T yang disebut jam sistem (System Clock atau
disingkat menjadi CK). Seperti yang ditunjukkan dalam gambar 1:
Gambar1: Keluaran dari pembangkit pulsa yang digunakan sebagai
deretan pulsa untuk sinkronisasi suatu sistem digital
sekuensial Lebor pulsa tp diandaikan kecil terhadap T
Berbeda dengan uraian materi sebelumnya yang bekerja atas dasar
gerbang logika dan logika kombinasi, keluarannya pada saat tertentu
hanya tergantung pada harga-harga masukan pada saat yang sama.
Sistem seperti ini dinamakan tidak memiliki memori. Disamping itu
bahwa sistem tersebut menghafal hubungan fungsional antara variabel
keluaran dan variabel masukan.
Sedangkan fungsi rangkaian flip-flop yang utama adalah sebagai
memori (menyimpan informasi) 1 bit atau suatu sel penyimpan 1 bit.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 54
Selain itu flip-flop juga dapat digunakan pada Rangkaian Shift Register,
rangkaian Counter dan lain sebagainya.
Macam - macam Flip-Flop:
1. RS Flip-Flop
2. CRS Flip-Flop
3. D Flip-Flop
4. T Flip-Flop
5. J-K Flip-Flop
ad 1. RS Flip-Flop
RS Flip-Flop yaitu rangkaian Flip-Flop yang mempunyai 2 jalan
keluar Q dan Q (atasnya digaris). Simbol-simbol yang ada pada
jalan keluar selalu berlawanan satu dengan yang lain. RS-FF
adalah flip-flop dasar yang memiliki dua masukan yaitu R (Reset)
dan S (Set). Bila S diberi logika 1 dan R diberi logika 0, maka
output Q akan berada pada logika 0 dan Q not pada logika 1. Bila
R diberi logika 1 dan S diberi logika 0 maka keadaan output akan
berubah menjadi Q berada pada logik 1 dan Q not pada logika 0.
Sifat paling penting dari Flip-Flop adalah bahwa sistem ini dapat
menempati salah satu dari dua keadaan stabil yaitu stabil I
diperoleh saat Q =1 dan Q not = 0, stabil ke II diperoleh saat
Q=0 dan Q not = 1 yang diperlihatkan pada gambar berikut:
Gambar 2. RS-FF yang disusun dari gerbang NAND
Modul ELKA.MR.UM.004.A 55
Tabel Kebenaran: S B Q Q Keterangan 0 0 1 1 Terlarang 0 1 1 0 Set (memasang) 1 1 1 0 Stabil I 1 0 0 1 Reset (melepas) 1 1 0 1 Stabil II 0 0 1 1 Terlarang 1 1 Qn Qn Kondisi memori (mengingat)
Yang dimaksud kondisi terlarang yaitu keadaaan yang tidak
diperbolehkan kondisi output Q sama dengan Q not yaitu pada
saat S=0 dan R=0.
Yang dimaksud dengan kondisi memori yaitu saat S=1 dan R=1,
output Q dan Qnot akan menghasilkan perbedaan yaitu jika Q=0
maka Qnot=1 atau sebaliknya jika Q=1 maka Q not =0.
ad 2. CRS Flip-Flop
Tabel kebenarannya:
S R Qn +1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 terlarang
Keterangan:
Qn = Sebelum CK
Qn +1 = Sesudah CK
CRS Flip-flop adalah clocked RS-FF yang dilengkapi dengan
sebuah terminal pulsa clock. Pulsa clock ini berfungsi
Modul ELKA.MR.UM.004.A 56
mengatur keadaan Set dan Reset. Bila pulsa clock berlogik 0,
maka perubahan logik pada input R dan S tidak akan
mengakibatkan perubahan pada output Q dan Qnot. Akan
tetapi apabila pulsa clock berlogik 1, maka perubahan pada
input R dan S dapat mengakibatkan perubahan pada output Q
dan Q not.
ad 3. D Flip-Flop
D flip-flop adalah RS flip-flop yang ditambah dengan suatu inventer
pada reset inputnya. Sifat dari D flip-flop adalah bila input D (Data) dan
pulsa clock berlogik 1, maka output Q akan berlogik 1 dan bilamana
input D berlogik 0, maka D flip-flop akan berada pada keadaan reset
atau output Q berlogik 0.
Gambar 4. D flip-flop Tabel Kebenaran:
D Qn+1 0 1
0 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 57
ad 4. T Flip-Flop
Gambar 5. T flip-flop Tabel Kebenaran:
T Q 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1
Rangkaian T flip-flop atau Togle flip-flop dapat dibentuk dari
modifikasi clocked RSFF, DFF maupun JKFF. TFF mempunyai
sebuah terminal input T dan dua buah terminal output Q dan
Qnot. TFF banyak digunakan pada rangkaian Counter, frekuensi
deviden dan sebagainya.
ad 5. J-K Flip-Flop
JK flip-flop sering disebut dengan JK FF induk hamba atau Master
Slave JK FF karena terdiri dari dua buah flip-flop, yaitu Master FF
dan Slave FF. Master Slave JK FF ini memiliki 3 buah terminal
input yaitu J, K dan Clock. Sedangkan IC yang dipakai untuk
menyusun JK FF adalah tipe 7473 yang mempunyai 2 buah JK
flip-flop dimana lay outnya dapat dilihat pada Vodemaccum IC
Modul ELKA.MR.UM.004.A 58
(Data bookc IC). Kelebihan JK FF terhadap FF sebelumnya yaitu
JK FF tidak mempunyai kondisi terlarang artinya berapapun input
yang diberikan asal ada clock maka akan terjadi perubahan pada
output.
Gambar 6. JK FF
Tabel Kebenaran:
J K Qn+1 Keterangan 0 0 Qn Mengingat 0 1 0 Reset 1 0 1 Set 1 1 Qn (strep) Togle
j. Rangkuman
Telah diuraikan konfigurasi flip-flop RS, CRS, D (Data), T (Togle) dan JK
sebagai lima jenis flip-flop yang penting. Hubungan logika yang berlaku
untuk masing-masing flip-flop adalah berbeda. Suatu flip-flop IC
biasanya dijalankan secara sinkron dengan suatu jam dan disamping itu
IC tersebut dapat (atau tidak dapat) memiliki masukan langsung untuk
operasi asinkron/tak sinkron, masukan J dan K Data dan Clear. Masukan
langsung hanya dapat berharga 0 diantara pulsa jam (Clock) ketika
CK=0. Bilamana CK=1 kedua masukan asinkron harus dalam keadaan
tinggi dan harus tetap bertahan pada keadaanya selama jangka waktu
pulsa, CK=1. Untuk flip-flop majikan budak (Master Slave), keluaran Q
tetap sama selama jangka waktu pulsa dan hanya berubah setelah CK
berubah dari 1 ke 0, pada tepi pulsa kearah negatif flip-flop togle atau
Modul ELKA.MR.UM.004.A 59
komplementer tidak terdapat secara komersial karena JK FF dapat juga
digunakan sebagai T FF dengan menghubungkan langsung masukan J
dan K seperti gambar dibawah.
k. TUGAS
a. Berikan definisi dari suatu flip-flop!
b. Tuliskan 2 fungsi dari flip-flop !
c. Sebutkan jenis-jenis flip-flop yang pengaturnya menggunakan jam
(clock)!
d. Gambarkan sebuah flip-flop RS yang tidak menggunakan dan
disusun dari pintu/gerbang NAND!
e. Apa arti dari Men-Set flip-flop?
l. Test Formatif
I Berilah tanda silang pada jawaban yang paling benar!
1. Flip-flop termasuk golongan/keluarga:
a. Univibrator
b. Astabil Multivibrator
c. Monostabil Multivibrator
d. Bistabil Multivibrator
2. Yang bukan merupakan jenis flip-flop yang diatur dengan clock
adalah:
a. JK FF
b. D FF
c. CRS FF
d. RS FF
3. Daerah terlarang untuk RS FF yang disusun dari pintu NAND
yaitu:
a. S=0 , R=0 c. S=0 , R=0
Modul ELKA.MR.UM.004.A 60
b. S=1 , R=0 d. S=1 , R=1
4. Daerah stabil untuk RS FF yang dibangun dari pintu NAND yaitu:
a. S=0 , R=0 c. S=1 , R=0
b. S=1 , R=1 d. S=0 , R=1
5. Yang disebut dengan Me-Reset sebuah FF yaitu dengan membuat
keluaran:
a. Q=1 , Qnot=0 c. Q=0 , Qnot=1
b. Q=1 , Qnot=1 d. Q=0 , Qnot=0
6. Jenis flip-flop yang tidak mempunyai kondisi terlarang adalah:
a. RS FF dari NAND c. JK FF
b. CRS FF d. RS FF dari NOR
7. Daerah terlarang untuk CRS flip-flop adalah:
a. R=1 , S=1 c. R=0 , S=1
b. R=0 , S=0 d. R=1 , S=0
8. Pernyataan berikut merupakan fungsi dari flip-flop, kecuali:
a. Memory
b. Pembangkit pulsa clock
c. Rangkaian penggeser data
d. Rangkaian hitung
9. Jenis IC yang melaksanakan fungsi NAND adalah:
a. 7402 c. 7473
b. 7400 d. 7474
10. Jenis IC yang melaksanakan fungsi JK FF adalah:
a. 7402 c. 7473
b. 7400 d. 7474
II Jawablah pertanyaan berikut dengan tepat, jelas dan benar!
1. Gambarkan dan buatlah tabel kebenaran dari CRS Flip-flop!
2. Gambarkan dan buatlah tabel kebenaran dari JK Flip-flop!
Modul ELKA.MR.UM.004.A 61
m. Kunci Jawaban
1. 1. d 6. c
2. d 7. a
3. a 8. b
4. b 9. b
5. c 10. c
2. Uraian
1. Gambar CRS FF dan tabel kebenaran
Tabel kebenaran:
S R Qn +1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 terlarang
2. Gambar JK FF dan tabel kebenaran
Tabel kebenaran:
J K Qn+1 Keterangan 0 0 Qn Mengingat 0 1 0 Reset 1 0 1 Set 1 1 Qn (strep) Togle
Modul ELKA.MR.UM.004.A 62
n. Lembar Kerja
Judul 1 : RS FF , CRS FF dan D FF dengan gerbang-gerbang NAND ALAT DAN BAHAN
1. IC SN 7400 : 2 buah
2. LED : 2 buah
3. R : 220 Ω : 2 buah
4. Multimeter
5. Catu daya 5 Volt
6. Breadboard
7. Kabel penghubung secukupnya
GAMBAR RANGKAIAN
R-S Flip-flop
C-RS Flip-Flop
Modul ELKA.MR.UM.004.A 63
D Flip Flop
IC SN 7400
LANGKAH KERJA
MERAKIT RS FF
1. Buatlah rangkaian RS FF seperti pada gambar rangkaian diatas.
2. Masukkanlah tegangan +5V pada kaki 14 dan ground pada kaki
7.
3. Masukkan input logik pada input-input R dan S seperti pada tabel
dibawah ini. Dan masukan hasil pengamatan ini ke dalam tabel I.
TABEL I
INPUT OUTPUT R S Q Qnot 0 0 1 1 1 0
0 1 1 0 1 0
Modul ELKA.MR.UM.004.A 64
4. Ulangi percobaan ini beberapa kali sampai dapat memahami sifat
dan cara kerja rangkaian RS FF.
MERAKIT CLOCK
1. Buatlah C-RS FF seperti pada gambar rangkaian diatas.
2. Masukkanlah tegangan +5V pada kaki 14 dan ground pada kaki
7.
3. Masukanlah input logik pada input R, S dan Clock seperti pada
tabel II, dan kemudian catat keadaan outputnya dan masukanlah
hasilnya ke dalam tabel II berikut:
TABEL II
INPUT OUTPUT R S C Q Qnot 0 0 1 1 0 0 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
4. Ulangilah percobaan ini beberapa kali sampai dapat memahami
sifat dan cara kerja C-RS FF dengan gerbang NAND.
MERAKIT D FF
1. Buatlah rangkaian D FF seperti pada gambar rangkaian diatas.
2. Masukkanlah tegangan +5V pada kaki 14 dan ground pada kaki
7.
3. Masukkan input logik pada input D dan Clock, lalu amatilah
keadaan outputnya dan catatlah hasilnya ke dalam tabel III.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 65
TABEL III
INPUT OUTPUT D Clock Q Qnot 0 0 0 1 1 0 1 1
4. Ulangi percobaan ini beberapa kali sampai dapat memahami sifat
dan cara kerja rangkaian D flip-flop dengan gerbang NAND.
KESIMPULAN
Apakah kesimpulan dari percobaan ini?
Judul 2 : JK Flip-Flop dan T Flip-Flop ALAT DAN BAHAN
1. IC SN 7473
2. R : 220 Ω : 2 buah
3. LED : 2 buah
4. Catu Daya 5 Volt
5. Bread Board
6. Kabel Penghubung secukupnya
GAMBAR RANGKAIAN
J-K FF induk Hamba
Modul ELKA.MR.UM.004.A 66
T FF Induk hamba
LANGKAH KERJA
JK flip-flop Induk Hamba
1. Buatlah rangkaian JK FF seperti pada gambar diatas.
2. Masukan tegangan +5 V pada kaki 4 dan ground pada kaki 11.
3. Berikan keadaan logik pada input J, K dan Clock. Lalu amatilah
keadaan outputnya dan catat hasilnya pada tabel I.
4. Ulangi percobaan ini beberapa kali sampai dapat memahami sifat
dan cara kerja rangkaian JK FF induk hamba.
INPUT OUTPUT
JA KA ClockA QA QAnot 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
INPUT OUTPUT
JB KB ClockB QB QBnot 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0
Modul ELKA.MR.UM.004.A 67
1 1 1 T FF Induk Hamba
1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar diatas.
2. Masukan tegangan +5 V pada kaki 4 dan ground pada kaki 11.
3. Berikan input logik pada input T, lalu amati dan catat keadaan
outputnya pada tabel II berikut ini:
TABEL
INPUT OUTPUT T (Togle) Q Qnot
0 1 0 1 0 1 0 1
KESIMPULAN
Kesimpulan apakah yang diperoleh dari percobaan JK FF dan T FF
ini?
Modul ELKA.MR.UM.004.A 68
KEGIATAN BELAJAR 5: REGISTER
a. Tujuan Pemelajaran
1. Dapat menganalisa dan menggunakan flip-flop dalam rangkaian
Register
2. Menyebutkan macam-macam register dengan benar
3. Menyebutkan fungsi dan kegiatan Register
4. Menggambarkan macam-macam Register
5. Menjelaskan prinsip kerja macam-macam register
b. Uraian Materi
Register adalah sekelompok flip-flop yang dapat dipakai untuk
menyimpan dan untuk mengolah informasi dalam bentuk linier.
Ada 2 jenis utama Register yaitu:
1. Storage Register (register penyimpan)
2. Shift Register (register geser)
Register penyimpan (Storage Register) digunakan apabila kita hendak
menyimpan informasi untuk sementara, sebelum informasi itu dibawa
ke tempat lain. Banyaknya kata/bit yang dapat disimpan, tergantung
dari banyaknya flip-flop dalam register.
Satu flip-flop dapat menyimpan satu bit. Bila kita hendak menyimpan
informasi 4 bit maka kita butuhkan 4 flip-flop.
Contoh: Register yang mengingat bilangan duaan (biner): 1101 terbaca
pada keluaran Q.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 69
Shift Register adalah suatu register dimana informasi dapat bergeser
(digeserkan). Dalam register geser flip-flop saling dikoneksi, sehingga
isinya dapat digeserkan dari satu flip-flop ke flip-flop yang lain, kekiri
atau kekanan atas perintah denyut lonceng (Clock).
Dalam alat ukur digit, register dipakai untuk mengingat data yang
sedang ditampilkan.
Ada 4 Shift Register yaitu:
1. SISO (Serial Input Serial Output)
Gambar Register SISO yang menggunakan JK FF
Q3
FF3
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Q4
FF4
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Q1
FF1
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Q2
FF2
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Word in (SI)
Clock
Prinsip kerja:
Informasi/data dimasukan melalui word in dan akan dikeluarkan jika
ada denyut lonceng berlalu dari 1 ke 0. Karena jalan keluarnya flip-
flop satu dihubungkan kepada jalan masuk flip-flop berikutnya, maka
informasi didalam register akan digrser ke kanan selama tebing dari
denyut lonceng (Clock).
Tabel Kebenaran (Misal masuknya 1101)
Clock ke Word in Q1 Q2 Q3 Q4 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 2 0 0 1 0 0 3 1 1 0 1 0 4 1 1 1 0 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 70
Register geser SISO ada dua macam yaitu:
1. Shift Right Register (SRR)/Register geser kanan
2. Shift Left Register (SLR)/Register geser kiri
3. Shift Control Register dapat berfungsi sebagai SSR maupun SLR
Rangkaian Shift control adalah sebagi berikut:
Geser Kiri
Out
Geser Kanan
Rangkaian ini untuk mengaktifkan geser kanan/kiri yang ditentukan
oleh SC. Jika SC=1, maka akan mengaktifkan SLR. Jika SC=0, maka
akan mengaktifkan SRR. Gambar rangkaian selengkapnya adalah
sebagai berikut:
SLR
DFF2
2
1 3
CLK
D QSerial out
DFF3
2
1 3
CLK
D Q
SC
DFF4
2
1 3
CLK
D Q
Serial in
SRR
Clock DFF1
2
1 3
CLK
D Q
Serial in
Serial out
Keterangan:
Jika SC=0,maka input geser kanan akan aktif. Keluaran NAND
diumpamakan ke input DFF1 dan setelah denyut lonceng
berlaku (saat tebing depan), maka informasi diteruskan ke
output Q1. Dan output Q1 terhubung langsung keoutput DFF2
Modul ELKA.MR.UM.004.A 71
berikutnya sehingga dengan proses ini terjadi pergeseran ke
kanan.
TABEL KEBENARAN (jika input 1101)
Clock ke Input Q1 Q2 Q3 Q4 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 2 1 1 1 0 0 3 0 0 1 1 0 4 1 1 0 1 1
Informasi digit digeser kekanan setiap ada perubahan pulsa
clock tebing atas. Geser kanan berfungsi sebagai operasi
aritmatika yaitu pembagi dua untuk tiap-tiap flip-flop.
Jika SC = 1 , maka akan mengaktifkan input geser kiri. Output
NAND masuk ke input D-FF4 dan setelah diberi pulsa clock
informasi dikeluarkan melalui Q4 dan keluaran Q4
dihubungkan ke input D-FF3, keluaran D-FF3 dimasukan ke D-
FF berikutnya, sehingga dengan demikian terjadi pergeseran
informasi bit ke arah kiri.
TABEL KEBENARAN (jika input 1101)
Clock ke Input Q1 Q2 Q3 Q4 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 2 1 0 0 1 1 3 0 0 1 1 0 4 1 1 1 0 1
Register geser kiri berfungsi sebagai operasi aritmatika yaitu
sebagai pengali dua untuk tiap-tiap flip-flop.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 72
2. Register Geser SIPO
Adalah register geser dengan masukan data secara serial dan
keluaran data secara parelel.
Gambar rangkaiannya adalah sebagai berikut: (SIPO menggunakan
D-FF)
C
Clock
A D
DFF4
2
1 3
CLK
D Q
DFF2
2
1 3
CLK
D QData load
B
DFF1
2
1 3
CLK
D Q
DFF3
2
1 3
CLK
D Q
Read Out
Cara kerja:
Masukan-masukan data secara deret akan dikeluarkan oleh D-FF
setelah masukan denyut lonceng dari 0 ke 1. Keluaran
data/informasi serial akan dapat dibaca secara paralel setelah
diberikan satu komando (Read Out). Bila dijalan masuk Read Out
diberi logik 0, maka semua keluaran AND adalah 0 dan bila Read Out
diberi logik 1, maka pintu-pintu AND menghubung langsungkan
sinyal-sinyal yang ada di Q masing-masing flip-flop.
Contoh: Bila masukan data 1101
TABEL KEBENARANNYA:
Read Out Clock Input Q1 Q2 Q3 Q4 A B C D 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 4 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 73
3. Register Geser PIPO
Adalah register geser dengan masukan data secara jajar/paralel dan
keluaran jajar/paralel.
Gambara rangkaiannya adalah sebagai berikut: (PIPO menggunakan
D-FF)
Clock
RReset
QD
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
R
D2 D0D1
R
QC QB
D3
QA
R
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
Cara kerja:
Sebelum dimasuki data rangkaian direset dulu agar keluaran Q
semuanya 0. Setelah itu data dimasukkan secara paralel pada input
D-FF dan data akan diloloskan keluar secara paralel setelah flip-flop
mendapat pulsa clock dari 0 ke 1.
Contoh:
TABEL KEBENARAN:
Clock D1 D2 D3 D4 QD QC QB QA 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 2 1 0 0 1 1 0 0 1 3 0 0 0 1 0 0 0 1
4. Register geser PISO
Adalah register geser dengan masukan data secara paralel dan
dikeluarkan secara deret/serial.
Gambar rangkaian register PISO menggunakan D-FF adalah sebagai
berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 74
SerialOut
B
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
Clock
C
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
RR
A D
R
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
Dataload
R
Rangkaian diatas merupakan register geser dengan panjang kata 4
bit. Semua jalan masuk clock dihubungkan jajar. Data-data yang ada
di A, B, C, D dimasukkan ke flip-flop secara serempak, apabila
dijalan masuk Data Load diberi logik 1.
Cara Kerja:
Mula-mula jalan masuk Data Load = 0, maka semua pintu NAND
mengeluarkan 1, sehingga jalan masuk set dan rerset semuanya
1 berarti bahwa jalan masuk set dan reset tidak berpengaruh.
Jika Data Load = 1, maka semua input paralel akan dilewatkan
oleh NAND. Misal jalan masuk A=1, maka pintu NAND 1
mengeluarkan 0 adapun pintu NAND 2 mengeluarkan 1. Dengan
demikian flip-flop diset sehingga menjadi Q=1. Karena flip-flop
yang lainpun dihubungkan dengan cara yang sama, maka mereka
juga mengoper informasi pada saat Data Load diberi logik 1.
Setelah informasi berada didalam register, Data Load diberi logik
0. Informasi akan dapat dikeluarkan dari register dengan cara
memasukkan denyut lonceng, denyut-demi denyut keluar
deret/seri. Untuk keperluan ini jalan masuk D dihubungkan
kepada keluaran Q.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 75
Ada juga register yang dapat digunakan sebagai Shift register SISO
maupun PIPO dengan bantuan suatu control sbb:
Reset
Input Control(IC)
Preset
Datajajar
Input Control = 0, berfungsi sebagai register geser SISO
Input Control = 1, berfungsi sebagai register geser PIPO
Data IC Preset Reset
0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1
Rangkaian kontrol diatas dapat disimbolkan sbb:
Input Control
52
Preset
3
Reset
4
Data Paralel 1
Rangkaian selengkapnya adalah sbb:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 76
D1
C
DataSeri
R
D
C
Q
C
R
DP
IC
D
C
D0
Q
QD
R
Q
D3
D
R
C
Q
D D
D2
QB
Clock
Q
QA
C
P
Q
R
DP
R
R
P
Q
Q
P
R
P
P
QC
D
C
P
C
Catatan:
Jika IC=0, maka input yang dimasukan ke D0, D1, D2, D3 tidak
mempengaruhi keadaan output QA, QB, QC, QD tetapi
yang mempengaruhinya adalah data yang dimasukkan ke
input D-FF secara serial, maka pada kondisi ini rangkaian
akan bekerja senagai register geser SISO.
Jika IC=1, maka input yang dimasukkan ke gate D seri tidak akan
mempengaruhi output, tetapi output dipengaruhi oleh
data paralel (D0, D1, D2, D3).
Input dimasukkan secara serempak dan keluaran
ditunjukkan secara serempak begitu pulsa clock berguling
dari 1 ke 0, maka pada kondisi ini rangkaian akan bekerja
sebagai registeer geser PIPO.
c. Rangkuman
Karena suatu unit biner adalah memori 1 bit maka susunan n buah flip-
flop dapat menyimpan kata n bit. Susunan ini dinamakan Register.
Untuk memungkinkan pembacaan data yang berurutan, maka keluaran
dari flip-flop yang satu dihubungkan dengan masukan dari flip-flop
Modul ELKA.MR.UM.004.A 77
berikutnya. Konfigurasi seperti ini yang disebut dengan register geser.
Masing-masing flip-flop banyak menggunakan JK-FF dan D-FF.
Perhatikan pada uraian materi diatas bahwa tahapan yang harus
menyimpan bit paling berarti adalah MSB (Most Significant Bit). Bit
paling tidak berarti adalah LSB (List Significant Bit) yang berada pada bit
disebelah paling kanan.
Macam-macam register yang digunakan adalah berdasarkan fungsinya
yaitu meliputi:
1. Register SISO yaitu merupakan register yang masukan datanya seri
dan keluar secara seri. Penerapan Register ini yaitu untuk Register
geser kanan, geser kiri. Beberapa jenis register yang banyak
dipasaran dilengkapi dengan gerbang-gerbang yang memungkinkan
pemindahan data dari kanan ke kiri atau sebaliknya. Suatu
penerapan untuk operasi-operasi ini adalah dalam perkalian dan
pembagian oleh angka kelipatan 2
2. Register SIPO yaitu merupakan register yang masukan datanya
secara seri dan keluar secara paralel. Flip-flop yang telah dijelaskan
diatas dapat dikosongkan isinya dengan memberi bit 0 pada Clear
sehingga semua keluaran Q1, Q2, Q3 dan Q4 = 0, setelah clear
diberi logik 1, clock diberikan, data dimasukan misalnya 1101 maka
data yang tak berarti akan tersimpan pada FF4 = 1, berturut-turut
menuju ke kiri (data yang paling berarti) FF3 akan tersimpan logik 0,
FF2 = logik 1 dan FF1=logik 1
3. Register PISO yaitu merupakan register yang masukan datanya
secara paralel dan keluarannya secara seri.
Dalam kasus yang dijelaskan diatas flip-flop yang dipasang adalah
FF1, FF2, FF3, FF4 dan data yang dimasukkan adalah 1101 maka
data yang tersimpan itu selanjutnya dapat dibaca secara serial pada
Modul ELKA.MR.UM.004.A 78
FF yang paling kanan dengan menggunakan 4 pulsa clock. Sistem ini
merupakan suatu konverter paralel ke serial.
4. Register PIPO yaitu data dimasukkan seperti dijelaskan diatas secara
paralel dan kemudian akan digeserkan secara paralel pada
keluarannya. Dan masing-masing flip-flop hanya digunakan sebagai
suatu memori.
Salah satu penerapan yang penting dari register adalah penggunaanya
sebagai pembangkit barisan biner. Sistem ini juga disebut pembangkit
kata, kode atau huruf.
Suatu register geser juga dapat dipakai untuk menimbulkan penundaan
waktu ∆ dalam suatu sistem. Jadi suatu deretan pulsa masuk akan
muncul pada keluaran suatu register n tahapan dengan penundaan
waktu selama ∆=(n-1)T
Disamping itu register geser juga dapat digunakan sebagai Ring Counter
(pencacah sim vol). Jadi suatu pencacah sim vol mempunyai fungsi
serupa dengan sebuah saklar Steping (Stepping Switch), karena setiap
pulsa penggeser memajukan saklar itu sejauh satu langkah.
d. Tugas
1. Apa yang dimaksud dengan register?
2. Ada berapa jenis register, sebutkan!
3. Gambarkan rangkaian register SISO 4 bit menggunakan JK FF dan D
FF serta jelaskan cara kerja masing-masing!
4. Gambarkan rangkaian register geser SRR dan SLR menggunakan
Shift Control!
5. Kenapa dalam register SIPO dalam membaca keluaran paralel, input
Read Out diberi logik 1?
Modul ELKA.MR.UM.004.A 79
e. Tes Formatif
1. Sebutkan 5 fungsi dari Register?
2. Apakah fungsi Clear pada Register?
3. Lengkapilah tabel kebenaran berikut ini jika Shift Register tersebut
mempunyai output 8 bit secara SIPO, dimana Q8 merupakan LSB!
Clock Data input Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1
4. Gambarkan SIPO Shift Register tersebut diatas secara blok
diagram?
f. Kunci Jawaban
1. Lima fungsi dari Register yaitu untuk:
a. Memmory (menyimpan data)
b. Penggeser data dari input seri ke output paralel
c. Penggeser data kekanan (SRR) dan kekiri (SLR)
d. Pembangkit barisan biner (sequence generator)
e. Saluran penunda digital
2. Fungsi clear pada register untuk membersihkan data yang ada pada
flip-flop (membersihkan memory) supaya sebelum data dimasukan
output flip-flop semua dalam kondisi 0.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 80
3. Tabel Kebenaran
Clock Data input Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 2 1 1 1 0 0 0 0 0 0 3 1 1 1 1 0 0 0 0 0 4 1 1 1 1 1 0 0 0 0 5 1 1 1 1 1 1 0 0 0 6 1 1 1 1 1 1 1 0 0 7 1 1 1 1 1 1 1 1 0 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1
4. Blok diagram SIPO untuk tabel diatas
Q5
Q3
Q1
LSB
Clear
Q6
Serial Input
MSB
Q4
Q7
Q2
Q8
Clk
11111111
g. Lembar Kerja Judul : Register BAHAN KERJA
1. IC SN 7473 (dual JK FF with clear) 2 buah
2. IC SN 7400 (quadraple Z inputs NAND gate) 1 buah
3. IC SN 7474 (dual DFF with Preset dan Clear) 2 buah
4. IC SN 7495 (4 bit SRR or SLR) 1 buah
5. IC SN 74164 (8 bit SIPO Shift Register) 1 buah
6. Indikator (LED) 8 buah
7. Rangkaian Clock
Modul ELKA.MR.UM.004.A 81
ALAT KERJA
1. Papan percobaan
2. Kabel penghubung
3. Catu daya + 5 volt DC
4. Multimeter
KESELAMATAN KERJA
1. Selalu berhati-hati dalam membuat rangkaian.
2. Meneliti terlebih dahulu sebelum melakukan percobaan.
3. Menggunakan catu daya yang sesuai untuk setiap percobaan.
4. Menanyakan kepada instruktur bila mengalami kesulitan.
PETUNJUK UMUM
1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2. Membuat rangkaian seperti pada gambar percobaan.
3. Bila dalam merangkai telah baik dan benar, laporkan kepada
instruktur.
4. Menyalakan catu daya.
5. Memberikan keadaan logik seperti pada tabel.
6. Memperhatikan dan mencatat hasilnya (outputnya).
7. Melakukan percobaan sampai 2 atau 3 kali.
8. Bila telah selesai melakukan percobaan mematikan catu daya.
9. Mengembalikan alat dan bahan ke tempat semula.
10. Membersihkan ruangan tempat percobaan.
LANGKAH KERJA
A. Percobaan I (SRR menggunakan JK FF).
Rangkaian gambar berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 82
Clear
Q3
FF3
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Q4
FF4
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Q1
FF1
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Q2
FF2
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Word in (SI)
Clock
Bit-bit dimasukkan ke Word in (masukkan kata). Sebelum pulsa clock
diberikan, FF direset terlebih dahulu dengan cara memberikan logik
0 ke pin Clear. Masukkan data dengan memberikan pulsa clock
sesuai tabel berikut:
Word in Clock QA QB QC QD
0 1 1 0 1
B. Percobaan II (SRR menggunakan D FF)
Buatlah rangkaian berikut:
Clear
Q3
FF3
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Q4
FF4
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Q1
FF1
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Q2
FF2
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Word in (SI)
Clock
Bit-bit dimasukkan ke input D FF-I. Sebelum pulsa clock diberikan,
FF direset terlebih dahulu. Berikan data input dan catat outputnya
dalam tabel berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 83
Output Input Clock QA QB QC QD
0 1 1 0 1
C. Percobaan III (Register PIPO menggunakan D FF)
Buat rangkaian berikut:
R
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
Clock
QA
D3 D2 D1
R
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
D0
Reset
QB
R
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
DFF2
2
1 3
CLK
D Q
QD
R
QC
Bit-bit dimasukkan pada input D0, D1, D2, D3. Sebelum pulsa clock
dimasukkan, resetlah terlebih dahulu. Masukkan data dan catat
outputnya dalam tabel berikut:
PARALEL IN PARALEL OUT Clock
D0 D1 D2 D3 QA
QB
QC QD
0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1
D. Percobaan IV (SRR menggunakan IC SN 7495)
Buatlah rangkaian berikut:
Serial InClock
Mode Control
7495
619
13121110
MODESERCLK1
QAQBQCQD
Modul ELKA.MR.UM.004.A 84
Terminal mode control diberikan kondisi “0”. Bit-bit dimasukkan ke
terminal serial input. Masukkan data dan catat outputnya dalam
tabel berikut:
Output Serial In Clock 1
QA QB QC QD 1 1 0 1
E. Percobaan V (SLR menggunakan IC SN 7495)
Buatlah rangkaian berikut:
Serial In
Clock 2
7495
6
82345
13121110
MODE
CLK2ABCD
QAQBQCQD
Mode Control
Terminal mode control diberikan kondisi “1”, pulsa clock diberikan
pada terminal clock 2. Bit-bit dimasukkan melalui input D. Masukkan
data dan catat outputnya dalam tabel berikut:
Input D Clock 2 QA QB QC QD
1 1 0 1
F. Percobaan VI (SRR menggunakan IC SN 74164)
Buatlah rangkaian berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 85
Clock
Reset
U15
74164
1
2
8
345610111213
9
A
B
CLK
QAQBQCQDQEQFQGQH
CLR
Serial In
Bit-bit dimasukkan melalui terminal input 1 atau 2, Clock dimasukkan
melalui pin 8 dan reset melalui pin 9. Sebelum data dimasukkan
resetlah terlebih dahulu. Masukkan data dan catat outputnya dalam
tabel berikut:
Input Clock QA QB QC QD QE QF QG QH 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
Simpulkan dari masing-masing percobaan!
Modul ELKA.MR.UM.004.A 86
KEGIATAN BELAJAR 6: COUNTER
a. Tujuan Pemelajaran
1. Menyebutkan jenis-jenis Counter dengan benar.
2. Menyebutkan karakteristik penting dari pencacah.
3. Menentukan langkah-langkah dalam merancang suatu pencacah.
4. Menjelaskan prinsip kerja pencacah sinkron dan tak sinkron sebagai
pencacah maju (Up Counter).
5. Menjelaskan prinsip kerja pencacah sinkron dan tak sinkron sebagai
pencacah mundur (Down Counter).
6. Menentukan pencacah sinkron dan tak sinkron sebagai pencacah
yang dapat berhenti sendiri (Self Stopping) dan pencacah yang
dapat berjalan terus (Free Running).
7. Menentukan batas hitungan (Modulo) pencacah sinkron dan tak
sinkron untuk batas hitungan tertentu.
8. Menentukan pencacah sinkron dan tak sinkron sebagai pencacah
maju dan mundur (Up-Down Counter).
b. Uraian Materi
Counters (pencacah) adalah alat/rangkaian digital yang berfungsi
menghitung/mencacah banyaknya pulsa cIock atau juga berfungsi
sebagai pembagi frekuensi, pembangkit kode biner, Gray.
Ada 2 jenis pencacah yaitu:
1. Pencacah sinkron (syncronuous counters) atau pencacah jajar.
2. Pencacah tak sinkron (asyncronuous counters) yang kadang-kadang
disebut juga pencacah deret (series counters) atau pencacah kerut
(rippIe counters).
Karakteristik penting daripada pencacah adalah:
1. Kerjanya sinkron atau tak sinkron.
2. mencacah maju atau mundur.
3. sampai beberapa banyak ia dapat mencacah (modulo pencacah).
Modul ELKA.MR.UM.004.A 87
4. Dapat berjalan terus (free running) ataukah dapat berhenti sendiri
(seIf stopping)
Langkah-Langkah dalam merancang pencacah adalah menentukan:
1. Karakteristik pencacah (tersebut diatas).
2. Jenis flip-flop yang diperlukan/digunakan (D-FF, JK FF atau RS-FF).
3. Prasyarat perubahan logikanya (dari flip-flop yang digunakan).
a) Pencacah Tak Sinkron
Dianamai pencacah tak sinkron (asynkronuous counters) atau ripple
through counters, sebab flip-flop nya bergulingan secara tak
serempak tetapi secara berurutan. Hal ini disebabkan karena hanya
flip-flop yang paling ujung saja yang dikendalikan oleh sinyal clock
untuk flip-flop lainnya diambilkan dari masing-masing flip-flop
sebelumnya. Banyaknya denyut yang dimasukkan diterjemahkan
oleh flip-flop kedalam bentuk biner. Itulah sebabnya pencacah tak
sinkron disebut juga pencacah biner. Pada pencacah tak sinkron
penundaan adalah sama dengan penundaan-penundaan flip-flop
dijumlahkan.
Ada dua macam pencacah yaitu pencacah sinkron dan asinkron.
Pencacah sinkron terdiri dari 4 macam yaitu:
1) Pencacah maju sinkron yang berjalan terus (Free Running).
2) Pencacah maju sinkron yang dapat berhenti sendiri (Self
Stopping).
3) Pencacah mundur sinkron.
4) Pencacah maju dan mundur sinkron (Up-down Counter).
Pencacah tak sinkron terdiri dari 4 macam yaitu:
1) Pencacah maju taksinkron yang berjalan terus (Free Running).
2) Pencacah maju taksinkron yang dapat berhenti sendiri (Self
Stopping).
3) Pencacah mundur tak sinkron.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 88
4) Pencacah maju dan mundur tak sinkron (Up-down Counter).
Macam-macam penggunaan pencacah:
1) Penggunaan pencacah dalam teknologi industri. Dalam hal ini
pencacah dioperasikan untuk menghitung obyek (barang
produksi) dengan tujuan untuk mencapai kecepatan dan
kecermatan penghitungan.
2) Digunakan sebagai pembagi frekuensi.
3) Untuk mengukur besarnya frekuensi.
4) Untuk mengukur waktu interval anta dua pulsa.
5) Untuk mengukur jarak.
6) Untuk mengukur kecepatan.
7) Penggunaan dalam digital komputer.
8) Untuk mengubah sinyal analog menjadi digital (Analog to Digital
Converterrs/ADC) maupun untuk mengubah sinyal digital ke
analog (Digital to Analog Converter/DAC).
1) Pencacah maju tak sinkron
Dasar dari pencacah ini adalah JK-FF yang dioperasikan sebagai
T-FF (JK-FF dalam kondisi toggle) yaitu dimana kedua input J dan
K diberi nilai logika “1”. Dan dalam keadaan demikian JK-FF akan
berfungsi sebagai pembagi dua. Atau dengan kata lain, frekuensi
output JK-FF tersebut sama dengan setengah frekuensi clock
yang diberikan.
Rumus frekuensi output flip-flop dalam kondisi ini adalah:
F output = 1/2n x F in
= n
clockpulsainputFrekuensi2
(n = banyaknya toggle flip-flop yang dipakai)
Rangkaian berikut merupakan pencacah maju tak sinkron yang
menggunakan 4 buah JK-FF:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 89
QD(MSB)
D
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
QB
B
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
QA(LSB)
A
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
QC
C
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Cara kerja rangkaian diatas adalah sebagai berikut:
(a) Output flip-flop yang pertama (QA) akan berguling (menjadi 0
atau 1) setiap pulsa clock pada sisi negatif/trailing edge atau
dari kondisi 1 ke 0.
(b) Output flip-flop yang lainnya akan berguling bila dan hanya
bila output flip-flop sebelumnya berganti kondisi dari 1 ke 0
(sisi negatif/trailing edge) juga.
Diagram waktu/timing diagram rangkaian tersebut adalah
sebagai berikut:
Dari diagram waktu diatas dapat dilihat dengan jelas bahwa QA
berguling setiap kali pulsa clock pada sisi negatifnya. QB
berguling setiap kali sisi negatif dari QA. QC berguling setiap kali
sisi negatif dari QB dan QD bergulingan setiap kali sisi negatif dari
QC.
Dan karena masing-masing flip-flop berfungsi sebagai pembagi
dua, maka frekuensi masing-masing outpunya adalah:
QA = ½ frekuensi sinyal clock.
QB = ½ frekuensi QA = ¼ frekuensi sinyal clock.
Clock
QA
QB
QC
QD
Modul ELKA.MR.UM.004.A 90
QC = ½ frekuensi QB = 1/8 frekuensi sinyal clock.
QD = ½ frekuensi QC = 1/16 frekuensi sinyal clock.
Dengan demikian didapat suatu pembagi 2n = 16 (n = banyaknya
flip-flop), yaitu dengan melihat frekuensi output flip-flop terakhir.
Dari diagram waktu diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai
berikut:
Clock QD QC QB QA MSB LSB Desimal
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Pecacah diatas dapat mencacah dari bilangan buner 0000 sampai
dengan 1111 (dari 0 sampai 15 desimal). Pencacah tersebut
merupkan pencacah 16 modulus (modulo 16 counters).
2) Pencacah mundur tak sinkron
Dari pencacah maju dapat kita buat menjadi pencacah mundur
dengan cara yang dibaca bukan keluaran Q melainkan keluaran
Qnot atau dengan cara output Qnot sebagai masukan clock
pada flip-flop berikutnya. Gambar rangkaiannya adalah sebagai
berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 91
QB
B
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
QD(MSB)
D
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Clock
QC
C
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
QD(MSB)
D
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Clock
QA(LSB)
A
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
QA(LSB)
A
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
AtauQC
C
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
QB
B
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Diagram waktu/timing diagram dari rangkaian tersebut adalah
sebagai berikut:
Selanjutnya dari diagram waktu tersebut dapat dibuat tabel
kebenaran seperti berikut:
Clock QD QC QB QA Desimal
0 1 1 1 1 15 1 1 1 1 0 14 2 1 1 0 1 13 3 1 1 0 0 12 4 1 0 1 1 11 5 1 0 1 0 10 6 1 0 0 1 9 7 1 0 0 0 8 8 0 1 1 1 7 9 0 1 1 0 6 10 0 1 0 1 5
Clock
QA
QB
QC
QD
Modul ELKA.MR.UM.004.A 92
Clock QD QC QB QA Desimal 11 0 1 0 0 4 12 0 0 1 1 3 13 0 0 1 0 2 14 0 0 0 1 1 15 0 0 0 0 0 16 1 1 1 1 15
Pecacah diatas dapat mencacah mundur dari bilangan biner 1111
sampai dengan 0000 (atau 15 s/d 0 dasan).
Selain dengan cara trsebut diatas untuk merancang pencacah
dapat dilakukan pula dengan bantuan Peta Karnaugh
(KARNAUGH MAP) dan prasyarat perubahan logic dari flip-flop
yang digunakan.
(a) RS FLIP-FLOP
RS-FF
Preset
S CLK R
Clear
Q
Q
TRUTH TABLE R S Q 0 0 Qn 0 1 1 1 0 0 1 1 .
. = indeterminate x = don’t care
Clear = 0 , Q = 0
Preset = 0 , Q = 1
EXCITATION TABLE
R S Qn Qn+1 X 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 93
(b) J-K FLIP-FLOP
JK-FF
Preset
J CLK K
Clear
Q
Q
TRUTH TABLE tn tn+1
J K Q 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn
3) Pencacah Maju Tak Sinkron
(a) Pecacah Tak Sinkron Modulo 8
Misal kita merencanakan pencacah maju tak sinkron modulo 8
dan yang digunakan adalah JK Flip-flop. Jadi memerlukan 3
buah FF.
Output FFC FFB FFA Pulsa
ke C B A JC KC JB KB JA KA 0 0 0 0 X X X X 1 X 1 0 0 1 X X 1 X X 1 2 0 1 0 X X X X 1 X 3 0 1 1 1 X X 1 X 1 4 1 0 0 X X X X 1 X 5 1 0 1 X X 1 X X 1 6 1 1 0 X X X X 1 X 7 1 1 1 X 1 X 1 X 1 8 0 0 0 X X X X X X 9 0 0 1 X X X X X X
EXCITATIAN TABLE Qn Qn+1 J K 0 0 0 x 0 1 1 x 1 0 x 1 1 1 x 0
X=don’tcare
Modul ELKA.MR.UM.004.A 94
C\BA 00 01 10 110 1 x x 1 1 1 x x 1
JA = 1 C\BA 00 01 10 11
0 x 1 X X 1 x 1 x X
JB = 1 C\BA 00 01 10 11
0 x X 1 X 1 x x 1 X
JC = 1
Realisasi rangkaiannya adalah sebagai berikut:
Jadi: JA=JB=JC=KA=KB=KC = 1
JKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
A
Clock
C
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
B
(b) Pencacah 8421 BCD (Dekade Counters) tak sinkron
Output FFD FFC FFB FFA Pulsa ke D C B A JD KD JC KC JB KB JA KA
Clear
0 0 0 0 0 X X X X X X 1 X 1 1 0 0 0 1 X X X X 1 X X 1 1 2 0 0 1 0 X X X X X X 1 X 1 3 0 0 1 1 X X 1 X X 1 X 1 1 4 0 1 0 0 X X X X X X 1 X 1 5 0 1 0 1 X X X X 1 X X 1 1 6 0 1 1 0 X X X X X X 1 X 1 7 0 1 1 1 1 X X 1 X 1 X 1 1 8 1 0 0 0 X X X X X X 1 X 1 9 1 0 0 1 X X X X 1 X X 1 1 10 1 0 1 0 X X X X X X X X 0 11 0 0 0 0 X X X X X X X X X 12 0 0 0 1 X X X X X X X X X 13 0 0 1 0 X X X X X X X X X 14 0 0 1 1 X X X X X X X X X
JA=KA=JB=KB=JC=KC=JD=KD = 1
C\BA 00 01 10 11 0 x 1 x 1 x x 1 X
KB = 1 C\BA 00 01 10 11
0 1 1 x 1 x 1 1 X
KA = 1 C\BA 00 01 10 11
0 1 X x 1 x 1 1 X
KC = 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 95
Clear = B + D
BADC 00 01 10 11
00 1 1 1 1 01 1 1 1 1 10 x x X X 11 1 1 X 0
Realisasi rangkaian
JKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
A
JKFFC
1 2 3
4
5
J CLK K
Q
Q Clock
C
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
B
Pencacah diatas merupakan pencacah tak sinkron dengan
modulo tertentu dan merupakan pencacah yang berjalan
terus (Free Running) karena setelah hitungan yang
dikehendaki terlampaui, pencacah tersebut mulai mencacah
lagi dari awal.
(c) Pencacah maju tak sinkron dapat berhenti sendiri (Self
Stopping)
(1) Berhenti pada 11 (3)
Output FFB FFA Pulsa ke B A JB KB JA KA 0 0 0 X X 1 X 1 0 1 1 X X 1 2 1 0 X X 1 X 3 1 1 X 0 X 0 4 1 1 . . . .
5 1 1 . . . .
Modul ELKA.MR.UM.004.A 96
KA = B
A B 0 1
0 x 1 1 x 0
KB = 0
A B 0 1
0 x 1 1 x 0
Realisasi rangkaiannya adalah sebagai berikut:
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Clock
BA
(2) Berhenti pada 110 (6)
Output FFC FFB FFA Pulsa ke C B A JC KC JB KB JA KA 0 0 0 0 X X X X 1 X 1 0 0 1 X X 1 X X 1 2 0 1 0 X X X X 1 X 3 0 1 1 1 X X 1 X 1 4 1 0 0 X X X X 1 X 5 1 0 1 X X 1 X X 1 6 1 1 0 X X X X 0 X 7 1 1 0 X X X X X X
KA=JB=JC=KB=KC = 1
BAC 00 01 10 11
0 1 x X 1 1 1 X X 0
Jadi:
JB=JC=KA=KB=KC =1
Jadi: JA = JB = 1 KA = Bnot KB = 0
Modul ELKA.MR.UM.004.A 97
Realisasi Rangkaian:
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Clock
B
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
A C
4) Pencacah Mundur Tak Sinkron
Dari pencacah maju tak sinkron kita dapat berubah/beralih ke
pencacah mundur dengan jalan tidak membaca keluaran Q,
melainkan membaca keluaran Qnot. Atau dengan memindahkan
input pulsa clock yang mula-mula dari Q dipindahkan ke Qnot,
dimana pembacaan keluaran tetap pada Q.
Gambar rangkaian:
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Clock
B
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
A C
I
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Clock
B
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
A C
II
Output 1 Output 2 Pulsa ke
C B A C B A 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 2 1 0 1 1 1 0 3 1 0 0 1 0 1 4 0 1 1 1 0 0 5 0 1 0 0 1 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 98
Output 1 Output 2 Pulsa ke C B A C B A
6 0 0 1 0 1 0 7 0 0 0 0 0 1 8 1 1 1 0 0 0 9 1 1 0 1 1 1
5) Pencacah maju dan mundur tak sinkron (Up-Down Counter)
1. a. Sebagai pencacah maju , membaca keluaran Q
b. Sebagai pencacah mundur , membaca keluaran Qnot
2. a. Sebagai pencacah maju, pulsa clock berasal dari output Q
flip-flop sebelumnya.
b. Sebagai pencacah mundur, pulsa clock berasal dari output
Qnot flip-flop sebelumnya.
Sekarang kita memerlukan suatu rangkaian multipekser 2 ke 1,
misal Input Kontrol adalah A (data select):
A Q Q not Output 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1
QQ A 00 01 11 10
0 0 1 1 0 1 0 0 1 0
Misal output = Y, sehingga Y= A.Q + A.Q
Saat A = 1 Y = 0.Q + 1.Q
Saat A = 0 Y = 1.Q + 0.Q
Realisasi rangkaiannya:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 99
A
Q
Q
Y
b) Pencacah Sinkron
Pencacah sinkron dinamai juga pencacah jajar. Masukan untuk
denyut sulut (trigger pulse) yang disebut juga denyut-denyut
lonceng/clock dikendalikan secara serempak. Dengan demikian
penundaan counters adalah sama dengan penundaannya flip-flop.
Pencacah sinkron memerlukan sirkuit lonceng/clock yang berdaya
tinggi, sebab lonceng harus menggerakkan semua flip-flop.
1) Pencacah Maju Sinkron
(a) Pencacah maju sinkron modulo 5 biner
Jadi kembali ke 000 pada pulsa kelima.
Output FFC FFB FFA Pulsa
Ke C B A JC KC JB KB JA KA 0 0 0 0 0 X 0 X 1 X 1 0 0 1 0 X 1 X X 1 2 0 1 0 0 X X 0 1 X 3 0 1 1 1 X X 1 X 1 4 1 0 0 X 1 0 X 0 X 5 0 0 0 X X X X X X 6 0 0 1 X X X X X X 7 0 1 0 X X X X X X
Realisasi rangkaian:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 100
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QClock
B
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
A C
(b) Pencacah Maju sinkron modulo 5 kode gray
Output FFC FFB FFA Pulsa
Ke C B A JC KC JB KB JA KA 0 0 0 0 0 X 0 X 1 X 1 0 0 1 0 X 1 X X 0 2 0 1 1 0 X X 0 x 1 3 0 1 0 1 X X 0 0 x 4 1 1 0 X 1 x 1 0 X 5 0 0 0 X X X X X X 6 0 0 1 X X X X X X 7 0 1 1 X X X X X X
Realisasi rangkaian:
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
C AB
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QClock JKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
(c) Pencacah 8421 BCD (Decade Counter) Sinkron
Output FFD FFC FFB FFA Pulsa ke D C B A JD KD JC KC JB KB JA KA 0 0 0 0 0 0 X 0 X 0 X 1 X 1 0 0 0 1 0 X 0 X 1 X X 1 2 0 0 1 0 0 X 0 X X 0 1 X 3 0 0 1 1 0 X 1 X X 1 X 1 4 0 1 0 0 0 X X 0 0 X 1 X 5 0 1 0 1 0 X X 0 1 X X 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 101
Output FFD FFC FFB FFA Pulsa ke D C B A JD KD JC KC JB KB JA KA 6 0 1 1 0 0 X X 0 X 0 1 X 7 0 1 1 1 1 X X 1 X 1 X 1 8 1 0 0 0 X 0 0 X 0 X 1 X 9 1 0 0 1 X 1 0 X 0 X X 1 10 0 0 0 0 X X X X X X X X 11 0 0 0 1 X X X X X X X X 12 0 0 1 0 X X X X X X X X 13 0 0 1 1 X X X X X X X X 14 0 1 0 0 X X X X X X X X 15 0 1 0 1 X X X X X X X X
Realisasi rangkaian:
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
A
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
JKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
D
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Clock
C B
(d) Pencacah Maju Sinkron dapat berhenti sendiri
(1) Berhenti pada 11
Out FFB FFA Pulsa ke B A JB KB JA KA0 0 0 0 X 1 X 1 0 1 1 X X 1 2 1 0 X 0 1 X 3 1 1 X 0 X 0 4 1 1 . . . . 5 1 1 . . . .
Realisasi rangkaian
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q0
1
Clock
A
JKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
B
Modul ELKA.MR.UM.004.A 102
(2) Berhenti pada 110 (6)
Out FFC FFB FFA Pulsa ke C B A JC KC JB KB JA KA0 0 0 0 0 x 0 x 1 X 1 0 0 1 0 x 1 x X 1 2 0 1 0 0 x x 0 1 X 3 0 1 1 1 x x 1 X 1 4 1 0 0 x 0 0 x 1 x 5 1 0 1 x 0 1 x x 1 6 1 1 0 x 0 x 0 0 x 7 1 1 1 x x x x x x
Realisasi rangkaian:
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QClock JKFFA
1 2 3
4
5 J CLK K
Q
Q
B
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q1 0
C A
(e) Pencacah Mundur Sinkron
Dari pencacah maju kita dapat beralih ke pencacah mundur
dengan jalan tidak membaca keluaran Q, melainkan membaca
keluaran Qnot.Cara lain adalah merencanakan rangkaian
sesuai dengan perubahan keadaan logik yang dikehendaki.
Misalnya kita merencanakan suatu rangkaian pencacah
mundur sinkron modulo 6.
Out FFC FFB FFA Pulsa ke C B A JC KC JB KB JA KA0 0 0 0 1 x 0 x 1 x 1 1 0 1 x 0 0 x X 1 2 1 0 0 x 1 1 x 1 x 3 0 1 1 0 x x 0 X 1 4 0 1 0 0 x x 1 1 x 5 0 0 1 0 x 0 x x 1 6 0 0 0 1 x 0 x 1 x
Modul ELKA.MR.UM.004.A 103
Out FFC FFB FFA Pulsa ke C B A JC KC JB KB JA KA7 1 0 1 x 0 0 x x 1
Realisasi rangkaian
JKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QClock JKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
B
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q 10
C A
(f) Pencacah Maju dan Mundur Sinkron
Kita cari dahulu persamaan masing-masing pencacah (up-
down counters sinkron). Selanjutnya kita rencanakan
rangkaian logika yang dapat mengubah persamaan, dari
persamaan up-counter ke down counter sinkron dan
sebaliknya, dengan 1 bit titik kontrol.
(1) Ring Counter
Ring Counter atau pencacah lingkar adalah pencacah
runtun yang merupakan pencatat (register) geser kanan
(SRR) dan data yang diperoleh dari output fllip-flop yang
terakhir yang merupakan rangkaian umpan baliknya (feed
back). Rangkaian pencacah lingkar adalah sebagai berikut:
Clock
D
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
BA
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
C
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Modul ELKA.MR.UM.004.A 104
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa data input
dihubungkan dengan output flip-flop terakhir. Input J
dihubungkan ke output Q dan input K dihubungkan ke
output Qnot.
Pencacah jenis ini mempunyai kelemahan yaitu tidak dapat
start sendiri, sehingga perlu di-set sebelumnya. Selain itu
untuk pencacah ini dengan empat buah flip-flop hanya
dapat menghasilkan 4 variasi keluaran, berbeda dengan
pencacah biner dengan 4 flip-flop akan dapat
menghasilkan 16 variasi keluaran. Misal pencacah lingkar
kita-Set pada flip-flop I, maka setelah diberi pulsa clock
keluarannya sepeti tabel beikut:
Clock D C B A
0 1 2 3 4 5
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1
Dari tabel disamping terlihat bahwa pada clock ke-1 data
diloloskan di FF-A pada clock berikutnya data digeser ke
FF berikutnya. Dan pada pulsa clock yang ke 5 data
tersebut kembali ke awal.
Contoh kegunaan ring counter, misal cacah lingkar
betingkat sepuluh akan dapat dipakai sebagai pencacah
dekade dengan keluaran dasan (desimal), tanpa
memerlukan dekoder lain.
(2) Pencacah Johnson
Pencacah Johnson atau disebut juga pencacah lingkar
bersilang adalah merupakan jenis pencacah sinkron
Modul ELKA.MR.UM.004.A 105
(pencacah lingkar) dimana output Q dan Qnot di tingkat
terakhir diumpanbalikkan ke input dengan dijungkirkan,
yaitu: output Q dihubungkan dengan input K dan output
Qnot dihubungkan ke input J.
Gambar rangkaian Pencacah Johnson adalah sebagai berikut:
Clock
D
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
BA
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
C
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Tabel kebenaran pencacah Jonhson adalah sbb: Clock D C B A
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0 0 0 0 1 1 1 1 0
0 0 0 1 1 1 1 0 0
0 0 1 1 1 1 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 0 0
Dari tabel disamping dapat dilihat bahwa pencacah
Johnson memiliki lebih banyak variasi keluaran dari
pncacah lingkar diatas. Dengan empat buah tingkat dapat
menghasilkan keluaran sebanyak delapan variasi. Selain
itu pencacah ini dapat menganjak (start) sendiri sehingga
tidak perlu diset. Pencacah jenis ini juga tidak mencacah
bilangan dalam urutan biner.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 106
c. Rangkuman
Counter adalah suatu alat atau rangkaian digital yang befungsi untuk menghitung banyaknya pulsa clock, pembagi frekuensi, pembangkit kode biner, gray. Ada 2 macam pencacah yaitu pencacah sinkron/pencacah jajar dan pencacah tak sinkkron/asinkron yang juga sering disebut pencacah deret (series counters) atau pencacah kerut (ripple counters) atau pencacah biner. Langkah-langkah penting dalam merancang suatu pencacah meliputi: 1. Kharakteristik pencacah.
a. Sinkron atau tak sinkron.
b. Pencacah maju atau pencacah mundur.
c. Sampai berapa banyak ia dapat mencacah (modulo counter).
d. Dapat bejalan terus (free running), atau dapat berhenti sendiri
self stopping.
2. Jenis-jenis flip-flop yang digunakan yaitu DFF, JKFF dan RSFF
3. Prasyarat perubahan logicnya dan flip-flop yang digunakan.
Penerapan Counter yang lain yaitu dpat digunakan sebagai: f. Ring Counter, tetapi pada counter ni mempunyai kelemahan bila
dibandingkan denganpencacah Asinkron (biner) yaitu ring counter
seperti penjelasan diatas terdiri dari 4 FF yang hanya mengahasilkan
4 variasi keluaran, sedangkan pada pencacah biner dengan 4 buah
flip-flop akan dapat menghasilkan 2n kombinasi keluaran, n =
banyaknya flip-flop jadi ada 24 = 16 variasi keluaran.
g. Johnson Counter/pencacah lingkar bersilang merupakan jenis
pencacah sinkron dimana output Q ditingkat terakhir dihubungkan
dengan input K dan output Qnot pada tingkat terakhir di umpan
balikkan (dihubungkan) ke input J. Penerapan Rangkaian Counter
banya kita jumpai pada peralatan-peralatan pada komputer,
rangkaian pengendali, audio video dan lain sebagainya yang
menerapkan sistem kerja rangkaian Elektronika Digital.
d. Tugas
Modul ELKA.MR.UM.004.A 107
7. Sebutkan 4 macam pencacah sinkron dan asinkron!
8. Sebutkan 4 karakteristik penting dari pencacah!
9. Sebutkan 4 karakteristik penting dari pencacah tak sinkron 3 bit (3
buah JK FF kondisi toggle), jika frekuensi clock sebesar 8 MHz!
10. Buatlah rangkaian pembagi frekuensi modulo 4 pencacah asinkron
dan sinkron! Gunakan metode Karnaugh Map!
11. Rencanakan rangkaian pencacah yang dapat berhenti sendir pada
hitungan 11(biner) sinkron dan asinkron.
e. Test Formatif
1. Jelaskan perbedaan antar pencacah sinkron dengan pencacah tak
sinkron!
2. Jika diketahui tabel kebenaran bari pencacah bilangan biner 0000
sampai dengan 1111 (dari 0 sampai 15 desimal). Pencacah tersebut
merupakan pencacah modulo 16 (modulo 16 counters)
Clock QD QC QB QA Desimal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Buatlah diagram waktu/timing diagram tabel kebenaran tersebut.
f. Kunci Jawaban
1. Perbedaan pencacah sinkron dengan asinkron.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 108
*) Pencacah sinkron (Serempak)
a. Masukan untuk denyut lonceng/clock dikembalikan secara
serempak.
b. Waktu penundaan counter adalah sama dengan penundaan satu
flip-flop.
c. Memerlukan sirkit clock yang berdaya tinggi, sebab sirkit
lonceng/clock tersebut harus menggerakkan semua flip-flop
secara serentak.
d. Sering juga dinamakan pancacah jajar/paralel.
*) Pencacah Asinkron (tak serempak)
a. Masukan untuk denut lonceng/clock dikembalikan secara tak
serempak atau tak berurutan.
b. Waktu penundaan counter adalah waktu semua penundaan flip-
flop dijumlahkan.
c. Memerlukan sirkit clock yang berdaya rendah, sebab hanya flip-
flop yang paling awal saja yang dikendalikan oleh flip-flop.
d. Sering juga dinamakan pancacah seri/pencacah biner.
2. Diagram waktu/timing diagaram adalah sebagi berikut :
g. Lembar Kerja
Judul: PENCACAH DENGAN BATAS HITUNGAN
BAHAN KERJA :
Clock
QA
QB
QC
QD
Modul ELKA.MR.UM.004.A 109
1. IC SN 7473 (dual JK FF with clear)
2. IC 7490 (decade counter)
3. CLOCK
4. Indikator (LED)
ALAT KERJA
a. Papan percobaan
b. Power suplly +5V DC
c. Multimeter
d. Kabel penghubung.
KESELAMATAN KERJA
i. Selalu berhati-hati dalam membuat rangkaian, agar tidak terjadi
kesalaha hubungan.
ii. Meneliti terlebih dahulu melakukan percobaan.
iii. Menggunakan catu daya yang sesuai untuk setiap percobaan.
iv. Menanyakan kepada instruktur bila mengalami kesulitan.
PETUNJUK UMUM
f. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.
g. Membuat rangkaian seperti pada gambar percobaan.
h. Bila dalam merangkai telah baik dn benar, melaporkan pada
instruktur.
i. Menyalakan catu daya.
j. Memberikan pulsa-pulsa clock.
k. Memperhatikan dan mencatat hasilnya.
l. Melakukan percobaan sampai 2 atau 3 kali agar paham betul.
m. Bila telah selesai melakukan percobaan matikan catu daya.
n. Mengembalikan alat dan bahan ke tempat semula.
o. Membersihkan ruangan sekitar tempat percobaan.
LANGKAH KERJA
Percobaan I (Pencacah tak sinkron)
Modul ELKA.MR.UM.004.A 110
4. Pancacah Maju Tak Sinkron Modulo 4 (Free running)
i. Perhatikan secara seksama rangkaian dalam IC SN 7473,
sehingga dapat dikuasai benar fungsi masing-msing kakinya.
ii. Rangkailah gambar seperti pada gambar berikut
B
JKFFB
J
CLK
K
Q
Q
Clock
JKFFB
J
CLK
K
Q
Q
A
iii. Hubungkan terminal clear masing-masing FF ke 0 Volt, agar
semua Q = 0 (LED padam), kemudian lepaskan kembali hbungan
tersebut.
iv. Berikan pulsa clock ke terminal Clock di FF A sesuai tabel berikut
dan catat hasil keluaran QA dn QB.
v. Setelah percobaan, matikan catu daya.
Out Pulsa ke B A
Desimal
0 1 2 3 4 5 6 7 8
5. Pencacah Mundur Tak Sinkron.
i. Pindahkan hubungan terminal Clk FF dari QA ke QAnot dari
gambar 1 diatas.
ii. Hidupkan rangkaian dan resetlah terlebih dahulu dengan
menghubungkan semua terminal clear ke 0 V.
iii. Masukkan pulsa clock dan catat hasilnya seperti pada tabel 1.
6. Pencacah Maju Tak Sinkron (Self Stopping)
Modul ELKA.MR.UM.004.A 111
Berhenti pada 11 (biner) = 3 (decimal)
i. Buatlah rangkaian seperti gambar berikut.
B
JKFFB
J
CLK
K
Q
Q
Clock
JKFFB
J
CLK
K
Q
Q
A
ii. Hidupkan rangkaian dan resetlah terlebih dahulu, kemudian
berikan pulsa-pulsa clock dan catat outputnya pada tabel
dibawah.
Out Pulsa ke B A
Desimal
0 1 2 3 4 5
Percobaan II (Pencacah sinkron)
6. Pencacah maju sinkron modulo 4 (free running)
i. Buatlah rangkaian seperti gambar berikut ini
B
JKFFB
J
CLK
K
Q
Q
Clock
JKFFB
J
CLK
K
Q
Q
A
ii. Hidupkan rangkaian dan resetlah terlebih dahulu sehingga
semua Q = 0.
iii. Berikan pulsa-pulsa clock dan catat output QA dan QB seperi
pada tabel 1.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 112
7. Pencacah mundur Sinkron
i. Rangkaian seperti pada gambar 3, hanya saja yang kita baca
bukan Q melainkan Qnot. Jadi pindahkan LED dari Q ke Qnot.
ii. Hidupkan rangkaian dan resetlah terlebih dahulu.
iii. Berikan pulsa-pulsa clock dan catat outputnya seperti pada
tabel 1.
8. Pencacah Maju Sinkron (Self Stopping)
Berhenti pada 11 (biner) = 3 (desimal)
i. Buatlah rangkaian seperti gambar berikut ini:
B
JKFFB
J
CLK
K
Q
Q
Clock
JKFFB
J
CLK
K
Q
Q
A
ii. Hidupkan rangkaian dan resetlah terlebih dahulu, kemudian
berikan pulsa-pulsa clock dan catat outputnya seperti pada
tabel 2.
Percobaan III (Dekade up Counter)
Pencacah pembagi 10:
1. Perhatikan gambar layout dalamnya IC SN 7490.
2. Buat rangkaian dekade counter sebagai berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 113
3. Sebelum mulai mencacah resetlah terlebih dahulu dengan cara
menghubungkan terminal Ro (1) DAN Ro (2) satu atau kedua-
duanya ke Vcc (+5 V ), setelah itu kembalikan lagi ke Ground ( 0 V )
4. Berikan pulsa-pulsa clock dan catat output QA, QB, QC, QD kedalam
tabel berikut:
Out Pulsa ke B A
Desimal
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
5. Buatlah Tabel pengamatan dari masing-masing percobaan yang
saudara lakukan.
6. Buatlah kesimpulan dari masing-masing percobaan yang saudara
lakukan.
7. Pada percobaan III, jika kita berikan logic “1” ke terminal RO (1) dan
Ro (2) sementara itu kita berikan pulsa-pulsa clock terus menerus,
bagaimana kondisi outputnya?
8. Pada percobaan ke III, pada pulsa keberapa sehingga output QA =
0, QB = 1, QC = 1, QD = 0?
Modul ELKA.MR.UM.004.A 114
KEGIATAN BELAJAR 7: DECODER DAN ENCODER
a. Tujuan Pemelajaran
1. Menjelaskan rangkaian decoder dan encoder
2. Menyebutkan jenis-jenis rangkaian pengubah dengan benar.
3. Membuat rangkaian decoder BCD ke seven segment LED dengan
benar.
4. Membuat rangkaian encoder desimal ke BCD
b. Uraian Materi
Modul ELKA.MR.UM.004.A 115
1. DECODER Dalam suatu sistem digital instruksi-instruksi maupun bilangan-
bilangan dikirim dengan deretan pulsa atau tingkatan-tingkatan
biner. Misalnya jika kita menyediakan karakter 4 bit untuk
pengiriman instruksi maka jumlah instruksi berbeda yang dapat
dibuat adalah 24=16. Informasi ini diberi kode atau sandi biner.
Dipihak lain seringkali timbul kebutuhan akan suatu saklar multi
posisi yang dapat dioperasikan sesuai dengan kode tersebut. Dengan
kata lain untuk masing-masing dari 16 saluran hanya 1 saluran yang
dieksitasi pada setiap saat. Proses untuk identifikasi suatu kode
tertentu ini disebut pendekodean atau Decoding. Sistem BCD (Binary
Code Decimal) menterjemahkan Bilangan–bilangan decimal dengan
menggantikan setipa digit decimal menjadi 4 bit biner. Mengingat 4
digit biner dapat dibuat 16 kombinasi, maka 10 diantaranya dapat
digunakan untuk menyatakan digit decimal 0 sampai 9. Dengan ini
kita memiliki pilihan kode BCD yang luas. Salah satu pilihan yang
disebut kode 8421. Sebagai contoh, bilangan decimal 264
memerlukan 3 gugus yang masing-masing terdiri dari 4 bit biner
yang berturut-turut dari kiri (MSB) ke kanan (LSB) sebagai berikut:
0010 0110 0100 (BCD).
Pendekode (decoder) BCD ke decimal umpamakan kita ingin
mendekode suatu instruksi BCD yang diungkapkan oleh suatu digit
decimal 5. Opeasi ini dapat dilaksanakan dengan suatu gerbang AND 4
masukan yang dieksitasi oleh 4 bit BCD.
Perhatikan gambar 1, keluaran gerbang AND =
1 jika masukan BCD adalah 0101 dan sama
dengan untuk instruksi masukan yang lain.
Karena kode ini merupakan representasi
bilangan decimal 5 maka keluaran ini dinamakan saluran atau jalur 5.
Y
A B C D
Gb1. AND 4 input
Modul ELKA.MR.UM.004.A 116
Sehingga keluaran decoder ini harus dihubungkan dengan peralatan
yang dapat dibaca dan dimengerti manusia.
Jenis-jenis rangkaian decoder
1. BCD to & 7segment Decoder
c
B
Cb
e
f
cA
d
MSB
7447
fLSB
e
ba
d
a
g
g
Gb.2 BCD to Seven Segment Decoder
Input
D
Kombinasi masukan biner dari jalan masukan akan diterjemahkan
oleh decoder, sehingga akan membentuk kombinasi nyala LED
peraga (7 segment LED), yang sesuai kombinasi masukan biner
tersebut. Sebagai contoh, Jika masukan biner DCBA = 0001, maka
decoder akan memilih jalur keluaran mana yang akan diaktifkan.
Dalam hal ini saluran b dan c diaktifkan sehingga lampu LED b dan C
menyala dan menandakan angka 1.
2. Decoder BCD ke decimal
Keluarannya dihubungkan dengan tabung indikator angka. Sehingga
kombinasi angka biner akan menghidupkan lampu indikator angka
yang sesuai. Sebagai contoh D = C = B = 0 , A= 1, akan
menghidupkan lampu indikator angka 1. Lampu indikator yang
menyala akan sesuai dengan angka biner dalam jalan masuk.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 117
6
C
1
2
4
Gb.3 Decoder BCD ke Desimal
8
A
LSB
Tabunganangka
D
0
7
7442
MSB
9
B
5
3
Gambar 3. Decoder BCD ke Decimal
INPUT OUTPUT D C B A 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2. DEMULTIPLEXER
Demuliplexer adalah suatu system yang menyalurkan sinyal biner (data serial) pada salah satu dari n sluran yang tersedia, dan pemilkah saluran khusus tersebut ditentukan melalui alamatnya. Suatu pendekode dapat diubah menjadi demultiplexer seperti dijelaskan pada gambar 4 sebagai berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 118
Gambar realisasi rangkaianDemultiplekser untuk masukan 1 keluaran 4
Y2
Y3
Input B
Y1
Y0
A
Karnaugh Map untuk perencanaan rangkaian demultiplexer masukan
1 keluaran 4.
A B 0 1
0 Yo Y1 1 Y2 Y3
3. MULTIPLEXER
Fungsi multiplexer adalah memilih 1 dari N sumber data masukan
dan meneruskan data yang dipilih itu kepada suatu saluran informasi
tunggal. Mengingat bahwa dalam demultiplexer hanya terdapat satu
jalan masuk dan mengeluarkan data-data yang masuk kepada salah
satu dari N saluran keluar, maka suatu multiplexer sebenarnya
melaksanakan proses kebalikan dari demultiplexer. Gambar berikut
adalah merupakan suatu multiplexer 4 ke 1 saluran. Perhatikan
bahwa konfigurasi pendekodean yang sama digunakan baik dalam
multiplexer maupun dalam demultiplexer
Yo = A.B Y1 = A.B Y2 = A.B Y3 = A.B
Modul ELKA.MR.UM.004.A 119
Karnaugh Map untuk perencanaan rangkaian multiplexer 4 masukan
ke 1 saluran adalah sebagai berikut:
A B 0 1
0 Do D2 1 D1 D3
4. ENCODER Suatu decoder atau pendekode adalah system yang menerima kata
M bit akan menetapkan keadaan 1 pada salah satu (dan hanya satu)
dari 2m saluran keluaran yang tersedia. Dengan kata lain fungsi suatu
decoder adalah mengidentifikasi atau mengenali suatu kode terntu.
Proses kebalikannya disebu pengkodean (encoding). Suatu pengkode
atau encoder memiliki sejumlah masukan, dan pada saat tertemtu
hanya salah satu dari masukan-masukan itu yang berada pada
keluaran 1 dan sebagai akibatnya suatu kode N bit akan dihasilkan
sesuai dengan masukan khusus yang dieksitasi. Upamanya kita ingin
menyalurkan suatu kode biner untuk setiap penekanan tombol pada
A.B
A.B
B
A.B
A.B
A
D0
D1
D2
D3
Gambar Multiplexer 4 masukan ke 1 saluran keluaran
Modul ELKA.MR.UM.004.A 120
key board alpha numeric (suatu mesin tik atau tele type). Pada key
board tersebut terdapat 26 huruf kecil, 10 angka dan sekitar 22
huruf khusus, sehingga kode yang diperlukan kurang lebih bejumlah
84. syarat ini bisa dipenuhi dengan jumlah bit minimum sebanyak 7
(27=128). Kini misalkan bahwa key board tersebut diubah sehingga
setiap saat suatu tombol ditekan, sakelar yag bersangkutan akan
menutup. Dan dengan demikian menghubungkan suatu catu daya 5
volt (bersesuaian dengan keadaan1) dengan saluran masuk tertentu.
Diagram skema rangkaian encoder ditunjukkan sebagai berikut:
6
0
D9
D3
5
NOT 1
D2
D10D12
D8
INPUT
D15
D C B A. . .,
D7
7
+ 5 Volt
D44
D14
D11
NOT 4
9
2
D6
8
NOT 3 NOT 2
D13
1
D1
3
D5
Encoder ini merupakan rangkaian penyandi dari bilangan dasan
(desimal) menjadi sandi biner (BCD=binary code decimal).
Modul ELKA.MR.UM.004.A 121
Bila tombol 1 ditekan, maka D1 akan on menghubungkan jalur A ke
logika 0 (GND), akibatnya pada NOT gate 1 timbul keluaran 1,
sehingga timbul kombinasi logika biner 0001(2), dan seterusnya.
Rangkaian Encoder juga dapat disusun dengan menggunakan
gerbang NAND sebagai berikut:
2
0
5
D
6
1
3
1
9
A2
4
3
B
48
C7
Tabel kebenaran dari rangkaian Encoder Desimal ke BCD dengan
dioda logika dan gernag NAND sebagai berikut:
Output Saklar yang
ditekan D C B A 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1
Masih banyak jenis Encoder yang lain, yang dapat menyandikan
simbol komunikasi angka dan abjad ke angka biner. Aturan ini
distandarkan oleh ASCII (American Standard Code for Information
Interchange). Penyandi ini dipakai dalam Komputer.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 122
c. Rangkuman
Didalam kegiatan komunikasi secara digital sering dilakukan system
coding (sandi). Untuk itu diperlukan rangkaian yang dapat membuat
sandi dari informasi-informasi masukkannya dan dapat menterjemahkan
sandi-sandi yang dibuat sehingga dapat dimengerti oleh manusia.
Rangkaian pembuat sandi disebut encoder. Pengertian encoder adalah
rangkaian yang terdiri dari gerbang-gerbang logika yang dapat
berfungsi untuk menterjemahkan bahasa manusia (analog) kedalam
bahasa mesin (digital). Sedangakan rangkaian penterjemah sandi
dikenal dengan decoder (pemecah sandi). Pengertian decoder adalah
suatu rangkaian yang dibangun dari gerbang-gerbang logika untuk
memecahkan sandi-sandi digital menjadi bahasa manusia (analog).
d. Tugas
1. Gambarkan rangkaian BCD ke seven segment lengkap dengan tabel
kebenarannya!
2. Buatlah encoder 8 ke 3!
3. Buatlah dekoder 3 ke 8 dengan Karnaugh Map!
4. Buatlah rangkaian digital multiplexer untuk masukan 5 dan keluaran
1 dengan Karnaugh Map!
e. Tes Formatif
1. Definisikan decoder!
2. Apa yang dimaksud dengan encoder?
3. Jelaskan fungsi dari demultiplexer!
4. Jelaskan manfaat pengubah dari sinyal analog ke sinyal digital!
5. Jelaskan pula manfaat pengubahan dari sinyal digital ke sinyal
analog!
f. Kunci Jawaban
Modul ELKA.MR.UM.004.A 123
1. Decoder adalah suatu rangkaian yang berfungsi untuk memecahkan
sandi-sandi digital menjadi bahasa yang mudah dimengerti manusia
(analog).
2. Encoder adalah kebalikan dari Decoder. Yaitu suatu rangkaian yang
berfungsi untuk menterjemahkan bahasa manusia atau analaog
dalam bahasa mesin (digital).
3. Fungsi dari Demultiplexer adalah untuk menggeserkan data serial
input menjadi parallel output. Dalam hal ini data serial pada salah
satu dari N saluran yang bersedia dan pemilihan saluran khusus
tersebut ditentukan melalui alamatnya. Jadi suatu pendekode dapat
diubah menjadi demultiplexer.
4. Manfaat pengubahan sinyal analog ke digutal:
a. Proses kerjanya cepat
b. Tidak ada noise atau cacat.
5. Manfaat pengubahan sinyal digital ke sinyal analog:
hasil proses langsung dapat dinikmati oleh manusia/langsung dapat
dibaca misanya: berupa angka decimal, tulisan, suara maupun
gambar.
g. Lembar Kerja
Judul: BCD to 7 segment LED decoder
ALAT DAN BAHAN
1. IC TTL 7447
2. IC 7segment LED
3. R 220 Ohm
4. Catu daya 5V
5. Papan pecobaan/bread board
6. Kabel penghubung secukupnya
7. Multi meter
LANGKAH KERJA
Modul ELKA.MR.UM.004.A 124
1. Siapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan.
2. Buatlah rangkaian BCD to & segment LED seperti gambar.
+5V
c
g
D
B
7447
+5V
e
bMSB
a
f
bC
c
A
f
e
g d
CommonAnoda
a
d
LSB
3. Hubungkan catu dari batere 5 V dengan rangkaian, kemudian amati
apa yang tejadi pada LED sebagai output jika input DCBA diberikan
dan catat hasilnya dan masukkan pada tabel.
4. Bagaimana kesimpulan dari hasil percobaan ini?
5. Kembalikan alat dan bahan ke tempat semula.
6. Buatlah laporan kerja berdasarkan hasil praktek.
Hasil Pengamatan BCD to 7 Segment Decoder
INPUT OUTPUT D C B A a b c d e f g
DecimalOutput
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Keterangan: x = lampu menyala
-= lampu mati
Modul ELKA.MR.UM.004.A 125
BAB III EVALUASI
A. TEST TERTULIS
Kerjakan soal-soal berikut dengan benar dan jelas.
1. Buatlah tabel kebenaran umtuk gerbang AND 3 input!
CY
AB
2. Buktikan persamaan Boolean berikut ini dengan table kebenaran: A.B=A+B
3. Rencanakan rangkaian Half Adder dengan menggunakan gerbang-gerbang
dasar!
4. Sebutkan 4 macam karakteristik penting dari pencacah counter!
5. Rencanakan sebuah rangkaian pencacah sinkron dan asinkron yang dapat
berhenti pada 112 = 310 lengkapi dengan table kebenaran dan karnaugh
Map
6. Definisikan register!
7. Sebutkan jenis-jenis dari register!
8. Rencanakan gambar rangkaian register SISO yang menggunakan JK FF
dengan D FF
9. Gambarkan rangkaian RS FF dan buatlah table kebenarannya.
10. Bagaimanakah sifat-sifat dari JK FF induk Hamba?
B. TEST PRAKTEK
Judul: RING COUNTER ALAT DAN BAHAN
1. IC SN 7473
2. Rangkaian clock
Modul ELKA.MR.UM.004.A 126
3. Indikator
4. Papan percobaan
5. Multimeter
6. Catu daya 5 V DC
7. Kabel penghubung
LANGKAH PERCOBAAN
Percobaan I (pencacah lingkar)
1. Buatlah rangkaian seperti gambar berikut
Clock
D
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
BA
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
C
JKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
2. Resetlah semua FF terlebih dahulu, kemudian set FF 1 dengan cara
memberikan logika “0” pada terminal preset sekejab.
3. Berikan pulsa-pulsa clock dan catat dalam suatu table sebagai berikut:
CLOCK D C B A
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Modul ELKA.MR.UM.004.A 127
Percobaan II (Pencacah Johnson)
1. Tukarkan hubungan antara J dan K (input J dapat Qnot dan k mendapat Q)
dari gambar rangkaian diatas.
2. Resetlah semua FF terlebih dahulu, kemudia set FF 1 dengan cara
memberikan logika “0” pada terminal preset sekejab dan catat outputnya
dalam tabel.
3. Berikan kesimpulan.
4. Berapa variasi keluaran dari pencacah lingkar dan pencacah Johnson dari
percobaan diatas.
C. KUNCI JAWABAN
TEST TERTULIS
1. table kebenaran untuk gerbang AND 3 input.
Jadi ada 2n kemungkinan untuk inputnya. Dimana n = banyaknya input
sehingga 23 = 8
A B C Y
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
CY
AB
Modul ELKA.MR.UM.004.A 128
2. Pembuktian persamaan Boolean dengan table kebenarannya untuk
persamaan: Anot.Bnot=Anot+Bnot
A B AB Anot.Bnot
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
3. Rancangan Half Adder dengan menggunakan Gerbang Dasar
BSumA.B + A.B
Carry A.B
A.BA
A.B
4. Karakteristik penting dari pencacah adalah:
B. Kerjanya sinkron atau tak sinkron.
C. Pencacah maju atau mundur.
D. Sampai berapa bias mecacah (Modulo).
E. Dapat berjalah terus (free running) atau berhenti sebdiri atau self
stopping.
5. Pencacah sinkron berhenti pada 11 = 3 (dasan)
Out FF-B FF-A Pulsa ke B A JB KB JA KA 0 1 2 3 4
0 0 1 1 1
0 1 0 1 1
0 1 x x x
X X 0 0 x
1 x 1 x x
X 1 x 0 x
A B Anot Bnot Anot+Bnot0 0 1 1
0 1 0 1
1 1 0 0
1 0 1 0
1 1 1 0
B\A 0 1 0 0 1 1 X X
JB = A
B\A 0 1 0 0 1 1 X x
KA = B
Modul ELKA.MR.UM.004.A 129
Gambar rangkaian: A
JKFFB
J
CLK
K
Q
Q
Clock
JKFFB
J
CLK
K
Q
Q
B
Pencacah sinkron berhenti pada 11:
Out FF-B FF-A Pulsa ke B A JB KB JA KA 0 1 2 3 4
0 0 1 1 1
0 1 0 1 1
X 1 X X X
X X X X x
1 x 1 x x
X 1 x 0 x
6. Register adalah sekelompok flip flop yang dapat dipakai untuk menyimpan
dan mengolah informasi dalam bentuk biner.
7. Ada 2 jenis register yaitu:
a. Storage register (register penyimpan)
b. Shift Register (register geser)
1. SISO (Serial Input Serial Output)
2. SIPO (Serial Input Paralel Output)
3. PISO (Paralel Input Serial Output)
4. PIPO (Paralel Input Paralel Output)
8. Rangkaian register SISO menggunakan JK FF:
Serialout
JKFFD
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
Clock
Wordin
JKFFA
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFB
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
QJKFFC
1
2
3
4
5
J
CLK
K
Q
Q
B\A 0 1 0 X 1 1 X 0
JB = JA = 1 KB = X
Modul ELKA.MR.UM.004.A 130
Prinsip kerja: Informasi data dimasukkan melalui word in dan akan
dikeluarkan jika ada denyut lonceng berlalu dari 1 ke 0. Karena jalan
keluarnya flipflop 1 dihibungkan dengan jalan masuknya flipflop berikutnya
maka informasi didalam register akan digeser ke kanan selama tebing dari
denyut lonceng atau clock.
Rangkaian register SISO menggunakan D FF:
Serialout
FFD
D
CLK
Q
Q
Wordin
Clock
FFC
D
CLK
Q
QFFA
D
CLK
Q
QFFB
D
CLK
Q
Q
Prinsip kerja: informasi atau data dimasukkan melalui input data load, dan
data tersebut akan dikeluakan selama ada denyut lonceng atau clock dari 0
ke 1. Karena jalan keluarnya flipflop satu dihubungkan kepada jalan
masuknya flip-flop berikutnya, maka informasi dalam register akan digeser
kekanan selama tebing depan dari denyut lonceng (clock)
9. Rangkaian clock RS FF
Q
Q
R
Clock
S
Tabel kebenarannya:
CLOCK R S Q Qnot 0 1 0 1 0 1
0 0 0 0 1 1
0 0 1 1 0 0
0 0 0 1 1 0
1 1 1 0 0 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 131
0 1
1 1
1 1
0 1
1 terlarang
10. Sifat-sifat JK FF
a. Jika input J dan K berlogika 1 diberi pulsa clock maka keadaan
outputnya akan berubah.
b. Dan jika inputnya J dan K keduanya berlogika 0 maka keadaanya
outputnya tidak akan berubah (sama dengan kondisi sebelumnya)
Meskipun pulsa clock diberikan. Kondisi ini dinamakan kondisi stabil.
c. Flipflop ini tidak memiliki kondisi terlarang. Maksudnya jika pulsa clock
diberikan input J dan K diberikan kedua outputnya Q dan Qnot tetap
berbeda.
D. LEMBAR PENILAIAN TEST PRAKTIK
Nama Peserta :
No. Induk :
Program Keahlian :
Nama Jenis Pekerjaan :
PEDOMAN PENILAIAN
No. Aspek Penilaian Skor
Maks.Skor
Perolehan Keterangan
1 2 3 4 5 Perencanaan 1.1. Persiapan alat dan bahan 1.2. Menganalisa jenis desain
5 5
1
Sub total 10 Membuat tata letak 2.1. Penyiapan tata letak 2.2. Menentukan Ilustrasi dan warna
5 5
2
Sub total 10 Proses (Sistematika & Cara Kerja) 3.1. Cara membuat ilustrasi 3.2. Cara melakukan tata letak 3.3. Cara menetapkan warna
10 10 10
3
Sub total 30
Modul ELKA.MR.UM.004.A 132
Kualitas Produk Kerja 4.1. Hasil desain cover buku fiksi sesuai dengan
isi buku 4.2. Hasil desain cover memenuhi unsur
estetika 4.3. Pekerjaan diselesaikan dengan waktu
yang telah ditentukan
10
10
10
4
Sub total 30 Sikap/Etos Kerja 5.1. Tanggung jawab 5.2. Ketelitian 5.3. Inisiatif 5.4. Kemandirian
2 3 3 2
5
Sub total 10 Laporan 6.1. Sistimatika penyusunan laporan 6.2. Kelengkapan bukti fisik
4 6
Sub total 10
6
Total 100
KRITERIA PENILAIAN No. Aspek Penilaian Kriteria Penilaian Skor 1 Perencanaan
1.1. Persiapan alat dan bahan 1.2. Menganalisa jenis desain
• Alat dan bahan disiapkan sesuai kebutuhan
• Alat dan bahan disiapkan tidak sesuai kebutuhan
• Merencanakan sesuai tahapan/ proses desain
• Tidak merencanakan tahapan/ proses desain
5 1 5 1
2 Membuat tata letak 2.1. Penyiapan tata letak 2.2. Menentukan jenis ilustrasi dan
warna
• Tata letak disiapkan sesuai prosedur
• Tata letak tidak disiapkan sesuai prosedur
• Model susunan dilengkapi dengan intruksi penyusunan
• Model susunan tidak dilengkapi dengan instruksi penyusunan
5 1 5 1
3 Proses (Sistematika & Cara Kerja) 3.1. Cara membuat ilustrasi
• Ilustrasi dibuat sesuai dengan isi buku
• Ilustrasi dibuat tidak sesuai isi buku
10 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 133
3.2. Cara melakukan tata letak 3.3. Cara menetapkan warna
• Tata letak memenuhi dasar-dasar estetika
• Tata letak tidak memenuhi dasar-dasar estetika
• Penggunaan warna memenuhi harmoni warna
• Penggunaan warna tidak harmoni
10 1
10 1
4 Kualitas Produk Kerja 4.1. Hasil desain cover buku fiksi
sesuai dengan isi buku 4.2. Hasil desain cover memenuhi
unsur estetika 4.3. Pekerjaan diselesaikan dengan
waktu yang telah ditentukan
• Hasil desain sesuai dengan isi buku
• Hasil desain tidak sesuai denan isi buku
• Hasil desain menerapkan unsure estetika
• Hasil desain tidak memenuhi estetika
• Menyelesaikan pekerjaan lebih cepat dari waktu yang ditentukan
• Menyelesaikan pekerjaan tepat waktu
• Menyelesaikan pekerjaan melebihi waktu yang ditentukan
10 1
10 1 8
10 2
5 Sikap/Etos Kerja 5.1. Tanggung jawab 5.2. Ketelitian 5.3. Inisiatif 5.4. Kemandirian
• Membereskan kembali alat dan bahan yang dipergunakan
• Tidak membereskan alat dan bahan yang dipergunakan
• Tidak banyak melakukan kesalahan kerja
• Banyak melakukan kesalahan kerja
• Memiliki inisiatif bekerja
• Kurang/tidak memiliki inisiatif kerja
• Bekerja tanpa banyak diperintah
• Bekerja dengan banyak diperintah
2 1 3 1 3 1 2 1
6 Laporan 6.1. Sistimatika penyusunan laporan 6.2. Kelengkapan bukti fisik
• Laporan disusun sesuai sistimatika yang telah ditentukan
• Laporan disusun tanpa sistimatika
4 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 134
• Melampirkan bukti fisik hasil penyusunan
• Tidak melampirkan bukti fisik
6 2
BAB IV PENUTUP
Setelah menyelesaikan modul ini, maka Anda berhak untuk mengikuti tes praktik
untuk menguji kompetensi yang telah dipelajari. Dan apabila Anda dinyatakan
memenuhi syarat kelulusan dari hasil evalusi dalam modul ini, maka Anda berhak
untuk melanjutkan ke topik/modul berikutnya. Mintalah pada pengajar/instruktur
untuk melakukan uji kompetensi dengan sistem penilaiannya dilakukan langsung
dari pihak dunia industri atau asosiasi profesi yang berkompeten apabila Anda
telah menyelesaikan suatu kompetensi tertentu. Atau apabila Anda telah
menyelesaikan seluruh evaluasi dari setiap modul, maka hasil yang berupa nilai
dari instruktur atau berupa porto folio dapat dijadikan sebagai bahan verifikasi
bagi pihak industri atau asosiasi profesi. Kemudian selanjutnya hasil tersebut
dapat dijadikan sebagai penentu standard pemenuhan kompetensi tertentu dan
bila memenuhi syarat Anda berhak mendapatkan sertifikat kompetensi yang
dikeluarkan oleh dunia industri atau asosiasi profesi.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 135
DAFTAR PUSTAKA
Hold Sworth, Digital Logic DesignButter Worth, London, 1985
John D. Ryder, PHD, Engineering Electronics, International Student Edition
Millman Jacob dan Halkias Christos C, Elektronika Terpadu Jilid 2, Erlangga,
Jakarta 1985
Pudak Scientific, Basic Digital Communication, Bandung, Indonesia
Wasito S, Pelajaran ElektronikaTeknik Digit, Karya Utama, Jakarta.