Teknik Digital

1

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmatdan hidayah-nya, penulis dapat menyelesaikan tugas praktikum ini dengan baik. Tak lupakepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah mengantarkan agama yang penuhkeselamatan dan kesejahteraan bagi kita semua. Dalam kesempatan ini, penulis inginmenyampaikan ucapan terimakasih kepada pihak yang telah membantu penulisan tugaspraktikum ini sehingga dapat berjalan dengan baik, yaitu kepada:

Bapak Ir.Slamet Riyadi Selaku dosen mata kuliah teknik digital PoliteknikEnjinering Indorama. Terimakasih telah banyak membantu saya dan memberikanmasukan dan bimbingannya.

Hasil praktikum yang telah dilaksanakan dari beberapa bagian yaitu mulai dari proseswiring pencacah, hingga tersusun menjadi sebuah laporan. Dalam pembuatan laporan inidiharapkan agar penulis dapat memahami bagaimana sistem kerja dari rangkaian pencacah.

Semoga pembuatan laporan ini dapat bermanfaat bagi praktikan selanjutnya dalammelakukan praktikum ini. Penulis menyadari bahwa ini masih jauh dari sempurna, olehkarena itu dengan segala kerendahan hati, kepada para pembaca penulis mohon agar parapembaca dapat menyampaikan kritik dan saran untuk perbaikan pembuatan laporanselanjutnya.

Purwakarta, Desember 2014

penulis

Teknik Digital

2

DAFTAR ISI

Kata Pengantar.....................................................................................................1

Daftar Isi..............................................................................................................2

Tujuan ..................................................................................................................3

Pendahuluan.........................................................................................................3

Peralatan...............................................................................................................5

Langkah Kerja .....................................................................................................5

Teknik Digital

3

Praktikum 3

Rangkaian Pencacah

1. Tujuan

Setelah melaksanakan percobaan ini, mahasiswa diharapkan mampu untuk dapat :

Memahami cara kerja pencacah.baik pencacah naik maupun pencacah turun. Membuat rangkaian pencacah dengan menggunakan flip – flop.

2. Pendahuluan

Counter juga disebut pencacah atau penghitung yaitu rangkaian logika sekuensialyang digunakan untuk menghitung jumlah pulsa yang diberikan pada bagianmasukan. Counter digunakan untuk berbagai operasi aritmatika, pembagi frekuensi,penghitung jarak (odometer), penghitung kecepatan (spedometer), yangpengembangannya digunakan luas dalam aplikasi perhitungan pada instrumen ilmiah,kontrol industri, komputer, perlengkapan komunikasi, dan sebagainya .

Tiga faktor yang harus diperhatikan untuk membangun pencacah naik atau turunyaitu (1) pada transisi mana Flip-flop tersebut aktif. Transisi pulsa dari positif kenegatif atau sebaliknya, (2) output Flip-flop yang diumpankan ke Flip-flop berikutnyadiambilkan dari mana. Dari output Q atau Q, (3) indikator hasil cacahan dinyatakansebagai output yang mana. Output Q atau Q. ketiga faktor tersebut di atas dapatdinyatakan dalam persamaan EX-OR.

Secara global counter terbagi atas 2 jenis, yaitu: Syncronus Counter danAsyncronous counter. Perbedaan kedua jenis counter ini adalah pada pemicuannya.Pada Syncronous counter pemicuan flip-flop dilakukan serentak (dipicu oleh satusumber clock) susunan flip-flopnya paralel. Sedangkan pada Asyncronous counter,minimal ada salah satu flip-flop yang clock-nya dipicu oleh keluaran flip-flop lainatau dari sumber clock lain, dan susunan flip-flopnya seri. Dengan memanipulasikoneksi flip-flop berdasarkan peta karnough atau timing diagram dapat dihasilkancounter acak, shift counter (counter sebagai fungsi register) atau juga up-downcounter.

1. Synchronous Counter

Syncronous counter memiliki pemicuan dari sumber clock yang sama dansusunan flip-flopnya adalah paralel. Dalam Syncronous counter ini sendiri terdapatperbedaan penempatan atau manipulasi gerbang dasarnya yang menyebabkanperbadaan waktu tunda yang di sebut carry propagation delay.

Penerapan counter dalam aplikasinya adalah berupa chip IC baik IC TTL,maupun CMOS, antara lain adalah: (TTL) 7490, 7493, 74190, 74191, 74192, 74193,(CMOS) 4017,4029,4042,dan lain-lain.

Teknik Digital

4

Pada Counter Sinkron, sumber clock diberikan pada masing-masing input Clockdari Flip-flop penyusunnya, sehingga apabila ada perubahan pulsa dari sumber, makaperubahan tersebut akan men-trigger seluruh Flip-flop secara bersama-sama.

2. Asyncronous counter

Seperti tersebut pada bagian sebelumnya Asyncronous counter tersusun atas flip-flop yang dihubungkan seri dan pemicuannya tergantung dari flip-flop sebelumnya,kemudian menjalar sampai flip-flop MSB-nya. Karena itulah Asyncronous countersering disebut juga sebagai ripple-through counter.

Sebuah Counter Asinkron (Ripple) terdiri atas sederetan Flip-flop yangdikonfigurasikan dengan menyambung outputnya dari yan satu ke yang lain. Yangberikutnya sebuah sinyal yang terpasang pada input Clock FF pertama akanmengubah kedudukan outpunyanya apabila tebing (Edge) yang benar yang diperlukanterdeteksi.

Output ini kemudian mentrigger inputclock berikutnya ketika terjadi tebing yangseharusnya sampai. Dengan cara ini sebuah sinyal pada inputnya akan meriplle(mentrigger input berikutnya) dari satu FF ke yang berikutnya sehingga sinyal itumencapau ujung akhir deretan itu. Ingatlah bahwa FF T dapat membagi sinyal inputdengan faktor 2 (dua). Jadi Counter dapat menghitung dari 0 sampai 2” = 1 (dengan nsama dengan banyaknya Flip-flop dalam deretan itu).

Counter Asinkron Mod-N

Counter Mod-N adalah Counter yang tidak 2n. Misalkan Counter Mod-6,menghitung : 0, 1, 2, 3, 4, 5. Sehingga Up Counter Mod-N akan menghitung 0 s/d N-1, sedangkan Down Counter MOD-N akan menghitung dari bilangan tertinggisebanyak N kali ke bawah. Misalkan Down Counter MOD-9, akan menghitung : 15,14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 15, 14, 13,.

Sebuah Up Counter Asinkron Mod-6, akan menghitung : 0,1,2,3,4,5,0,1,2,…Maka nilai yang tidak pernah dikeluarkan adalah 6. Jika hitungan menginjak ke-6,maka counter akan reset kembali ke 0. Untuk itu masing-masing Flip-flop perlu di-

reset ke nilai ”0” dengan memanfaatkan input-input Asinkron-nya ( dan

). Nilai ”0” yang akan dimasukkan di PC didapatkan dengan me-NAND kaninput A dan B (ABC =110 untuk desimal 6). Jika input A dan B keduanya bernilai 1,maka seluruh flip-flop akan di-reset.

Teknik Digital

5

Buku BacaanUntuk membantu dan menambah pengetahuan tentang materi pada percobaan ini, anda

disarankan membaca buku-buku berikut ini.

Pengantar teknik digital, teori dan praktek, Ir. Purba Tambunan, terbetitan majalahelektro HME ITB, Th 1978.

Teknik digita,l Wasito S, Karya Utama, 1981.

3. Peralatan Utama Modul OR PTE-006-03

Modul D FLIP - FLOP – PTE-006-12 Modul JK MASTER SLAVE – FLIP - FLOP PTE-006-13 Modul ASYNC. BINARY COUNTER PTE-006-17

Modul ASYNC BCD COUNTER PTE-006-18 Modul PULSE GENERATOR PTE-006-25

Modul POWER SUPPLY PTE-006-27 Modul SWITCH PTE-006-28 Kabel penghubung

Kontak penghubung

4. Langkah Kerja

1. Pencacah Naik

a. Buat rangkaian sesuai dengan gambar 11. 1

Gambar 11.1. pencacah naik menggunakan flip-flop JK dan flip-flop D

Teknik Digital

6

b. Uji rangkaian tersebut dengan memberikan masukan, clock C1, reset R dan set Ssesuai dengan tabel 11.1

MasukanKeluaran

Dalam BinerDalam DesimalC1 R S Q1 Q2 Q3 Q4

_|¯|_ 1 0 0 0 0 1 1_|¯|_ 0 1 0 0 0 0 0_|¯|_ 1 1 0 0 0 1 1_|¯|_ 1 1 0 1 1 0 14_|¯|_ 1 1 1 1 1 1 15_|¯|_ 1 1 1 1 0 0 12_|¯|_ 1 1 1 1 0 1 13_|¯|_ 1 1 1 0 1 0 10_|¯|_ 1 1 1 0 1 1 11_|¯|_ 1 1 1 1 0 0 12_|¯|_ 1 1 1 1 0 1 13_|¯|_ 1 1 1 0 1 0 10_|¯|_ 1 1 1 0 1 1 11_|¯|_ 1 1 1 1 0 0 12_|¯|_ 1 1 1 1 0 1 13_|¯|_ 1 1 1 0 1 0 10_|¯|_ 1 1 1 0 1 1 11_|¯|_ 1 1 1 1 0 0 12

Tabel 11.1 pencacah naik

Keterangan :

X : masukan bebas

_|¯|_ : pulsa satuan positif

c. Tentukan hubungan antara jumlah clock dengan C1 dengan kombinasi Q3 Q2 Q1 Q0Clock input memberikan keluaran acak tetapi looping seperti pada tabel yaitu 12, 13, 10 dan11. Hal ini mungkin disebabkan input awal clock, R dan S tidak berada pada timing yangsama.

Teknik Digital

7

2. Pencacah Biner Tak Sinkron (Asyncronous binary counter)

a. Buat rangkaian pencacah biner tak sinkron sesuai dengan gambar 11.2

Gambar 11.2 pencacah biner tak sinkron

Keterangan :A1, A2 : terminal Reset, akan aktif hanya jika keduannya 1 (hign)C1 : clock untuk pembagi 2 (DIV2)C2 : clock untuk pembagi 5 (DIV5)

b. Uji rangkaian tersebut dengan memberikan masukkan A1, A2 ,C1 , C2 sesuai dengan tabel 11.2

MasukanKeluaran desimal

A1 A2 C1 C2 Q1 Q2 Q3 Q41 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 0 0 01 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 1 1 30 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 0 0 40 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 1 1 70 1 _|¯|_ _|¯|_ 1 0 0 0 80 0 _|¯|_ _|¯|_ 1 0 1 1 110 1 _|¯|_ _|¯|_ 1 1 0 0 120 0 _|¯|_ _|¯|_ 1 1 1 1 150 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 0 0 00 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 1 1 30 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 0 0 4

Tabel 11.2. pencacah Biner tak sinkron

c. kesimpulan dari tabel 11.2pencacah biner tak sinkron mencacah naik, tetapi melewati tiap dua bilangankemudian mencacah naik kembali begitu seterusnya. Sampai mencapai nilai maksimalyaitu 15 dan kemudian akan mereset dan kembali ke awal.

Teknik Digital

8

3. Pencacah dengan mod tertentu3.1 pencacah biner mod 16 ( pencacah heksadesimal )

a. dengan menghubungkan keluaran Q0 dengan clock C2 , maka pencacah biner taksinkron gambar 2.2 dapat dibuat menjadi pencacah heksadesimal.

b. Buat rangkaian seperti gambar 11.3

Gambar 11.3 Pencacah biner mod 16

c. Uji rangkaian tersebut dengan memberikan masukan sesuai dengan tabel 11.3.

MasukanKeluaran

Dalam BinerDalam DesimalA1 A2 C1 C2 Q1 Q2 Q3 Q4

1 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 0 0 00 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 0 1 10 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 1 0 20 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 1 1 30 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 0 0 40 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 0 1 50 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 1 0 60 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 1 1 70 1 _|¯|_ _|¯|_ 1 0 0 0 80 1 _|¯|_ _|¯|_ 1 0 0 1 90 1 _|¯|_ _|¯|_ 1 0 1 0 100 1 _|¯|_ _|¯|_ 1 0 1 1 110 1 _|¯|_ _|¯|_ 1 1 0 0 120 1 _|¯|_ _|¯|_ 1 1 0 1 130 1 _|¯|_ _|¯|_ 1 1 1 0 140 1 _|¯|_ _|¯|_ 1 1 1 1 150 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 0 0 00 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 0 1 1

Tabel 11.3. pencacah Biner mod 16

Teknik Digital

9

d. Buat kesimpulan dari hasil pengujian tabel 11.3Mod 16 melakukan pencacah naik dari angka 0 sampai 15 (16 bilangan ) bilasudah melewati 15 maka akan kembali ke 0 (mereset pada saat angka 15 ).

3.2 Pencacah biner mod 10Pencacah biner mod 16 dapat dibuat pencacah biner mod 10 dengan

menambahkan suatu rangkaian pereset yang mereset rangkaian saat mencacapibilangan ke10.

a. Buatlah rangkaian sesuai dengan gambar 11.4

Gambar 11.4 Pencacah biner mod 10b. Uji rangkaian tersebut dengan memberikan masukan sesuai dengan tabel 11.3.

MasukanKeluaran

Dalam BinerDalam DesimalS1 S2 C1 C2 Q0 Q1 Q2 Q3

1 1 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 0 0 00 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 0 1 10 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 1 0 20 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 1 1 30 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 0 0 40 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 0 1 50 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 1 0 60 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 1 1 70 0 _|¯|_ _|¯|_ 1 0 0 0 80 0 _|¯|_ _|¯|_ 1 0 0 1 90 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 0 0 00 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 0 1 10 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 1 0 20 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 0 1 1 30 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 0 0 40 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 0 1 50 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 1 0 60 0 _|¯|_ _|¯|_ 0 1 1 1 7

Tabel 11.4. pencacah Biner mod 10

Teknik Digital

10

c. Buat kesimpulan dari hasil pengujian tabel 11.3Mod 10 melakukan pencacah naik dari angka 0 sampai 9 (10 bilangan ) bila sudahmelewati 15 maka akan kembali ke 0 (mereset pada saat angka 9 )

4. Pencacah BCD tak sinkron (Asiyncronous BCD Counter)

Rangkaian berikut adalah suatu rangkaian pencacah naik / Turun biner tang dikodedesimal; pada rangkaian pencacag ini data dapat dimasukan secara paralel.

a. Buatlah rangkaian pencacah BCD tak sinkron sesui dengan Gambar 11.5

Gambar 11.5 Pencacah BCD tak sinkronKeterangan :̅PL : Paralel load, memasukan data secara paralel (aktif tendah (0)).U̅/ D : up / down , up (0) piranti berfungsi sebagai pencacah naik.

Down (0) piranti berfungsi sebagai pencacah turun.̅CE : count enable, pencacah baru diproses jika terminal ini aktif (0).̅CP̅ : Pulsa Clock ( Aktif Rendah )

b. Uji rangkaian tersebut dengan memberikan masukan sesuai dengan tabel 11.3.

MasukanKeluaran

Dalam BinerDalam DesimalPL U / D CE CP D0 D1 D2 D3 Q1 Q2 Q3 Q4

0 1 1 ¯|_|¯ 0 0 0 0 0 0 0 0 01 0 0 ¯|_|¯ 0 1 0 1 0 0 0 1 11 0 0 ¯|_|¯ 0 1 0 1 0 0 1 0 21 0 0 ¯|_|¯ 0 1 0 1 0 0 1 1 31 0 0 ¯|_|¯ 0 1 0 1 0 1 0 0 41 0 0 ¯|_|¯ 0 1 0 1 0 1 0 1 51 1 0 ¯|_|¯ 0 1 1 0 0 1 0 0 41 1 0 ¯|_|¯ 0 1 1 0 0 0 1 1 31 1 0 ¯|_|¯ 0 1 1 0 0 0 1 0 21 1 0 ¯|_|¯ 0 1 1 0 0 0 0 1 11 1 0 ¯|_|¯ 0 1 1 0 0 0 0 0 0

Tabel 11.5. pencacah BCD tak sinkron

Teknik Digital

11

c. Buatlah kesimpulan dari hasil pengujian Tabel 111.5Bila U/ D diberi 1 maka akan menjadi pencacah naik, sedangkan bila diberi 1 makaakan menjadi pencacah turun.

d. Tambahkan panel BCD to 7 segmen pada rangkaian ( lihat kembali gambar di atas )Output yang ditampilkan langsung dalam bentuk desimal

e. Bandingkan hasilnya dengan tabel 11. 5.Q outputnya Berbentuk biner sedangkan seven segmen outputnya desimal karenamelewati BCD (Biner Conventer Digital )