1. Flip-flop Tipe D atau J-K
Flip-flop adalah rangkaian logika sekuensial yang dapat menyimpan satu bit data.
- Flip-flop tipe D: Memiliki satu input data (D) dan satu input clock (C). Data pada input D dipindahkan ke output Q saat sinyal clock berubah.
- Flip-flop tipe J-K: Memiliki dua input (J dan K) serta satu input clock. J dan K dapat mengontrol state dari flip-flop berdasarkan kondisi mereka saat sinyal clock diterapkan.
2. Sumber Daya Listrik (Power Supply)
Power supply adalah alat yang menyediakan energi listrik untuk rangkaian elektronik. Power supply dapat menyediakan tegangan tetap (misalnya, 5V, 12V) atau tegangan yang dapat diatur sesuai kebutuhan rangkaian.
3. LED untuk Memantau Output
- Dapat digunakan sebagai indikator visual untuk menunjukkan status atau output dari suatu rangkaian. Misalnya, LED dapat menyala atau mati berdasarkan logika output dari flip-flop.
4. IC Shift Register (misalnya 7491, 74164 dan 7474)
Shift register adalah rangkaian yang dapat menyimpan data dan memindahkannya ke kiri atau ke kanan berdasarkan sinyal clock.
- IC 7491: Shift register yang dapat digunakan untuk aplikasi penghitungan dan penyimpanan data sementara.
- IC 74164: Shift register yang dapat digunakan untuk aplikasi seperti konversi data serial ke paralel.
- IC 7474: Dual D-type positive-edge-triggered flip-flop. Terdiri dari dua flip-flop tipe D yang dipicu oleh tepi naik dari sinyal clock, digunakan untuk penyimpanan bit data tunggal, pembagi frekuensi, dan sebagai bagian dari registri atau pencacah.
11.13.1 Ring Counter
Ring counter adalah jenis shift register yang menghubungkan keluaran flip-flop terakhir kembali ke masukan flip-flop pertama, menciptakan sebuah lingkaran. Setiap clock pulse akan menggeser bit data dari satu flip-flop ke flip-flop berikutnya, membentuk siklus berulang. Gambar berikut menunjukkan diagram logika dari ring counter empat-bit:
Timing diagram untuk ring counter ini menunjukkan bagaimana bit ‘1’ bergerak melalui flip-flop dengan setiap pulsa clock.
11.13.2 Johnson Counter
Johnson counter, atau shift counter, menghubungkan keluaran terbalik dari flip-flop terakhir kembali ke masukan flip-flop pertama. Ini menghasilkan urutan keluaran yang lebih kompleks, dengan setiap bit bergerak ke posisi berikutnya dalam pola yang berbeda. Johnson counter sering digunakan untuk menghasilkan sinyal dengan periode tertentu.
Timing diagram untuk Johnson counter menunjukkan pola keluaran yang terjadi setiap delapan pulsa clock, menjadikannya sirkuit pembagi dengan faktor 8.
Contoh-contoh
Contoh 11.10
Referensi ke Gambar 11.49, yang menunjukkan rangkaian aplikasi dari IC shift register serial-in serial-out delapan-bit tipe 7491 bersama dengan gelombang yang diterapkan pada input A dan B yang dihubungkan:
(a) Apa bit data yang akan ada di output pada akhir transisi LOW-ke-HIGH kesebelas dari gelombang clock?
(b) Jika ada logika ‘1’ pada akhir transisi clock LOW-ke-HIGH ke-n pada output Q3, apa output Q5 pada akhir transisi (n+2)?
Penyelesaian:
(a) Pada akhir transisi clock LOW-ke-HIGH kedelapan, bit data yang dimuat ke register akan menjadi 10110010, dengan ‘0’ di ujung kanan muncul pada output Q7 (lihat diagram logika IC 7491 pada Gambar 11.37). Transisi clock kesembilan akan menggeser ‘0’ ini keluar dari register, dan bit berikutnya (‘1’) akan mengambil tempatnya di output Q7. Setiap pulsa clock berikutnya akan menggeser bit satu langkah ke kanan, sehingga pada akhir transisi clock kesebelas, output Q7 akan menjadi logika ‘0’.
(b) Output akan tetap logika ‘1’. Output Q3 akan bergeser dua posisi bit ke kanan oleh dua transisi clock.
Contoh 11.11
Tentukan jumlah flip-flop yang diperlukan untuk membangun
(a) ring counter MOD-10 dan
(b) Johnson counter MOD-10. Juga, tulis urutan hitungan dalam kedua kasus tersebut.
Penyelesaian:
(a) Modulus dari ring counter adalah jumlah keadaan unik yang bisa dihasilkan oleh rangkaian. MOD-10 ring counter memerlukan 10 keadaan, yang berarti 10 flip-flop diperlukan untuk menghasilkan 10 bit berputar.
(b) Johnson counter MOD-10 memerlukan setengah jumlah flip-flop dibandingkan dengan ring counter
untuk menghasilkan jumlah keadaan yang sama. Jadi, Johnson counter MOD-10 memerlukan 5 flip-flop.
Contoh 11.12
Desain sebuah 4-bit Johnson counter menggunakan flip-flop D. Gambar urutan keluaran untuk counter tersebut.
Johnson counter adalah jenis shift register counter di mana keluaran dari flip-flop terakhir dibalik dan diumpankan kembali ke masukan flip-flop pertama. Untuk merancang Johnson counter 4-bit, kita membutuhkan 4 flip-flop D yang dihubungkan secara serial. Urutan keluaran untuk Johnson counter 4-bit adalah sebagai berikut:
- 0000
- 1000
- 1100
- 1110
- 1111
- 0111
- 0011
- 0001
Urutan ini berulang setiap 8 clock pulse, sehingga Johnson counter 4-bit dapat menghasilkan 8 pola keluaran yang berbeda.
Contoh 11.13
Desain sebuah MOD-6 ring counter menggunakan flip-flop J-K. Gambar urutan keluaran untuk counter tersebut.
Penyelesaian:
Untuk merancang ring counter MOD-6 menggunakan flip-flop J-K, kita memerlukan 6 flip-flop yang dihubungkan secara serial, dengan keluaran dari flip-flop terakhir dihubungkan kembali ke masukan flip-flop pertama. Urutan keluaran untuk ring counter MOD-6 adalah sebagai berikut:
- 100000
- 010000
- 001000
- 000100
- 000010
- 000001
Setiap clock pulse akan menggeser bit ‘1’ dari satu flip-flop ke flip-flop berikutnya, menciptakan urutan keluaran yang berulang setiap 6 clock pulse.
Langkah-langkah Percobaan:
Persiapan Sirkuit Ring Counter:
- Rangkai flip-flop sesuai dengan diagram ring counter.
- Hubungkan keluaran flip-flop terakhir ke masukan flip-flop pertama.
- Sambungkan sumber daya dan clock pulse generator ke sirkuit.
Pengamatan Ring Counter:
- Nyalakan sirkuit dan berikan pulsa clock.
- Amati keluaran dari setiap flip-flop menggunakan osiloskop atau LED.
- Catat urutan keluaran yang dihasilkan dan bandingkan dengan teori.
Persiapan Sirkuit Johnson Counter:
- Rangkai flip-flop sesuai dengan diagram Johnson counter.
- Hubungkan keluaran terbalik dari flip-flop terakhir ke masukan flip-flop pertama.
- Sambungkan sumber daya dan clock pulse generator ke sirkuit.
Pengamatan Johnson Counter:
- Nyalakan sirkuit dan berikan pulsa clock.
- Amati keluaran dari setiap flip-flop menggunakan osiloskop atau LED.
- Catat urutan keluaran yang dihasilkan dan bandingkan dengan teori.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar