register 1
TRANSCRIPT
KEGIATAN BELAJAR 4: FLIP-FLOP
a. 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
b. 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 56
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.
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:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 57
S
R
Q
Q
Gambar 2. RS-FF yang disusun dari gerbang NAND
Tabel Kebenaran:
S B Q Q Keterangan0 0 1 1 Terlarang0 1 1 0 Set (memasang)1 1 1 0 Stabil I1 0 0 1 Reset (melepas)1 1 0 1 Stabil II0 0 1 1 Terlarang
1 1Qn
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:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 58
S R Qn +10 0 Qn
0 1 01 0 11 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 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.
D
Ck
Q
Q
S
R
RS FF
Gambar 4. D flip-flop
Modul ELKA.MR.UM.004.A 59
Tabel Kebenaran:
D Qn+101
01
ad 4.T Flip-Flop
Gambar 5. T flip-flop
Tabel Kebenaran:
T Q0 01 00 11 10 01 00 11 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.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 60
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 (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.
Q
Q
JK FF
Clear
J
Ck
K
Gambar 6. JK FF
Tabel Kebenaran:
J K Qn+1 Keterangan0 0 Qn Mengingat0 1 0 Reset1 0 1 Set1 1 Qn (strep) Togle
c. 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 61
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
komplementer tidak terdapat secara komersial karena JK FF
dapat juga digunakan sebagai T FF dengan menghubungkan
langsung masukan J dan K seperti gambar dibawah.
d. TUGAS
1. Berikan definisi dari suatu flip-flop!
2. Tuliskan 2 fungsi dari flip-flop !
3. Sebutkan jenis-jenis flip-flop yang pengaturnya
menggunakan jam (clock)!
4. Gambarkan sebuah flip-flop RS yang tidak menggunakan
dan disusun dari pintu/gerbang NAND!
5. Apa arti dari Men-Set flip-flop?
e. 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 62
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
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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 63
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!
f. Kunci Jawaban
I. 1. d 6. c
2. d 7. a
3. a 8. b
4. b 9. b
5. c 10. c
II. Uraian
1. Gambar CRS FF dan tabel kebenaran
Tabel kebenaran:
S R Qn +10 0 Qn
Modul ELKA.MR.UM.004.A 64
0 1 01 0 11 1 terlarang
2. Gambar JK FF dan tabel kebenaran
Q
Q
JK FF
Clear
J
Ck
K
Tabel kebenaran:
J K Qn+1 Keterangan0 0 Qn Mengingat0 1 0 Reset1 0 1 Set1 1 Qn (strep) Togle
g. 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 65
R-S Flip-flop
C-RS Flip-Flop
D Flip Flop
Modul ELKA.MR.UM.004.A 66
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 OUTPUTR S Q Qnot001110
011010
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 OUTPUTR S C Q Qnot
Modul ELKA.MR.UM.004.A 67
00110011
00001111
01010101
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.
TABEL III
INPUT OUTPUTD Clock Q Qnot0 00 11 01 1
4. Ulangi percobaan ini beberapa kali sampai dapat
memahami sifat dan cara kerja rangkaian D flip-flop
dengan gerbang NAND.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 68
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
T FF Induk hamba
LANGKAH KERJA
JK flip-flop Induk Hamba
1. Buatlah rangkaian JK FF seperti pada gambar diatas.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 69
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 OUTPUTJA KA ClockA QA QAnot0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1
INPUT OUTPUTJB KB ClockB QB QBnot0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 70
INPUT OUTPUTT (Togle) Q Qnot
01010101
KESIMPULAN
Kesimpulan apakah yang diperoleh dari percobaan JK FF
dan T FF ini?
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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 71
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.
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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 72
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 01 1 1 0 0 02 0 0 1 0 03 1 1 0 1 04 1 1 1 0 1
Register geser SISO ada dua macam yaitu:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 73
a) Shift Right Register (SRR)/Register geser kanan
b) Shift Left Register (SLR)/Register geser kiri
c) 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 Q
Serial 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:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 74
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 berikutnya
sehingga dengan proses ini terjadi pergeseran ke
kanan.
TABEL KEBENARAN (jika input 1101)
Clock ke Input Q1 Q2 Q3 Q40 0 0 0 0 01 1 1 0 0 02 1 1 1 0 03 0 0 1 1 04 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 Q40 0 0 0 0 01 1 0 0 0 12 1 0 0 1 13 0 0 1 1 04 1 1 1 0 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 75
Register geser kiri berfungsi sebagai operasi
aritmatika yaitu sebagai pengali dua untuk tiap-tiap
flip-flop.
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 Q
Data 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 Clock Input Q1 Q2 Q3 A B C
Modul ELKA.MR.UM.004.A 76
Out Q4 D
0 0 00 0 0 0 0 0 0
0
0 1 11 0 0 0 0 0 0
0
0 2 11 1 0 0 0 0 0
0
0 3 00 1 1 0 0 0 0
0
0 4 11 0 1 1 0 0 0
0
11 0 1 1 1 0 1
1
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 QD QC QB
Modul ELKA.MR.UM.004.A 77
D4 QA0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 12 1 0 0 1 1 0 0 13 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:
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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 78
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.
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 Reset0 1 1 01 1 0 10 0 1 11 0 1 1
Rangkaian kontrol diatas dapat disimbolkan sbb:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 79
Input Control
52
Preset
3
Reset
4
Data Paralel 1
Rangkaian selengkapnya adalah sbb:
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.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 80
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 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 81
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 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 82
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?
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 Q80 0 0 0 0 0 0 0 0 01 12 13 14 15 16 17 18 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 83
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.
3. Tabel Kebenaran
Clock Data input Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q80 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 0 0 0 0 0 0 02 1 1 1 0 0 0 0 0 03 1 1 1 1 0 0 0 0 04 1 1 1 1 1 0 0 0 05 1 1 1 1 1 1 0 0 06 1 1 1 1 1 1 1 0 07 1 1 1 1 1 1 1 1 08 1 1 1 1 1 1 1 1 1
4. Blok diagram SIPO untuk tabel diatas
Modul ELKA.MR.UM.004.A 84
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
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.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 85
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. Membersihk
an ruangan tempat percobaan.
LANGKAH KERJA
1. Percobaan I (SRR menggunakan JK FF).
Rangkaian gambar 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 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A 86
01101
2. 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:
Input ClockOutput
QA QB QC QD01101
3. Percobaan III (Register PIPO menggunakan D FF)
Buat rangkaian berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 87
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:
ClockPARALEL IN PARALEL OUT
D0 D1 D2 D3QA
QB
QC
QD
0 0 0 10 1 0 11 1 0 11 0 0 1
4. Percobaan IV (SRR menggunakan IC SN 7495)
Buatlah rangkaian berikut:
Serial InClock
Mode Control
7495
619
13121110
MODESERCLK1
QAQBQCQD
Terminal mode control diberikan kondisi “0”. Bit-bit
dimasukkan ke terminal serial input. Masukkan data dan
catat outputnya dalam tabel berikut:
Serial In
Clock 1Output
QA QB QC QD1101
5. Percobaan V (SLR menggunakan IC SN 7495)
Modul ELKA.MR.UM.004.A 88
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 QD1101
6. Percobaan VI (SRR menggunakan IC SN 74164)
Buatlah rangkaian berikut:
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:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 89
Input
Clock QA QB QC QD QE QF QG QH
0 0 0 0 0 0 0 0 0 010000000
Simpulkan dari masing-masing percobaan!
Modul ELKA.MR.UM.004.A 90