Counters and Registers

ASYNCHRONOUS (RIPPLE) COUNTERS



1. Pendahuluan[Kembali]

dalam sistem digital, rangkaian logika diklasifikasikan menjadi dua kategori utama: rangkaian kombinasional dan rangkaian sekuensial. berbeda dengan rangkaian kombinasional yang outputnya hanya bergantung pada input saay ini, rangkaian sekuensial memiliki kemampuan untu "mengingat" status sebelumnya berkat adanya elemen penyimpan berupa flip-flop. dua aplikasi paling krusial dari rangkaian sekuensial ini adalah register dan counters. register berfungsi sebagai unit penyimpan data biner sementara yang dapat digeser atau ditransfer, sedangkan counter(pencacah) yang dirancang khusus untuk mengikuti urutan status biner tertentu setiap kali menerima pulsa pemicu.

pencacah atau counter merupakan pengembangan dari register yang dikonfigurasikan sedemikian rupa sehingga status binernya berubah sesuai dengan urutan aritmatik. berdasarkan cara kerja sinyal pemicunya (clock), counter dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pencacah sinkron dan pencacah asinkron. pada pencacah sinkron, seluruh flip flop dipicu secara bersamaan oleh satu sumber detak yang sama, namun pada asinkron ripple counter hanyak flip flop pertama yang menerima detak secara langsung dari sumber luar, sementara flip flop berikutnya dipicu oleh output dari tahap sebelumnya.

istilah "ripple" atau riak pada pencacah asinkron muncul karena proses perubahan status pada setiap bit tidak terjadi secara serentak, melainkan merambat seperti riak air dari least significant bit (LSB) menuju most significant bit (MSB). karakteristik utama dari rangkaian ini adalah kesederhanaan desainnya karena tidak memerlukan logika kendali yang rumit. meskipun demikian, rangkaian ini memiliki batasan berupa penundaan perambatan yang terakumulasi di setiap tahap, sehingga lebih ideal digunakan sebagai pembagi frekuensi atau pada aplikasi yang tidak mengutamakan kecepatan pemrosesan sangat tinggi.

2. Tujuan[Kembali]

     1. memahami cara kerja asynchronous counter (ripple counter) 4-bit

     2. mengetahui hubungan antara clock dan output bit pada flip-flop

     3. mengamati pola biner output yang terbentuk dari counter 4-bit.

     4. merancang IC flip-flop atau IC counter untuk merancang counter.                                           

3. Alat dan Bahan[Kembali]

Alat

1. logic probe


2. IC 74148

Spesifikasi:
  • Tipe IC: Decorder to Binary Encorder
  • jumlah jalur masukan: 8 jalur
  • jumlah jalur keluaran: 3 jalur
  • tegangan operasional: IC 74148 biasanya beroperasi pada tegangan 5V DC
  • package: IC 74149 tersedia dalam berbagai paket, seperti DIP (dual Inline Package) dengan 16 pin
  • tegangan tingkat logika: IC ini bekerja dengan logika TTL (Transistor-Transistor Logic)
  • fungsi utama: IC 74148 digunakan untuk mengkonversi data input biner menjadi keluaran kode biner yang sesuai.
2. Gerbang logika NOT (7404)


spesifikasi:
3. gerbang NAND 4011

spesifikasi:

4. gerbang logika AND 7408

spesifikasi:
  • supply voltage 7V
  • input voltage 5.5V
  • operating free air temperature range 0'C to 70'C
  • storage temperature range -65'C to +150'C

4. Dasar Teori[Kembali]

   1. Logicprobe



Logic probe atau logic tester adalah alat yang biasa digunakan untuk menganalisa dan mengecek status logika (High atau Low) yang keluar dari rangkaian digital. Objek yang diukur oleh logic probe ini adalah tegangan oleh karena itu biasanya rangkaian logic probe harus menggunakan tegangan luar (bukan dari rangkaian logika yang ingin diukur) seperti baterai. Alat ini biasa digunakan pada IC TTL ataupun CMOS (Complementary metal-oxide semiconductor).
Logic probe menggunakan dua lampu indikator led yang berbeda warna untuk membedakan keluaran High atau Low. Yang umum dipakai yaitu LED warna merah untuk menandakan output berlogika HIGH (1) dan warna hijau untuk menandakan output berlogika LOW(0).
 
    2. IC 74148



Encoder IC 74148 merupakan priority encoder dengan karakter aktif LOW untuk jalur input maupun data outputnya sehingga untuk mengaktifkan jalur input encoder maka tombol S1 – S7 pada rangkaian keypad diatas terhubung ke ground pada saat tombol S1 – S7 ditekan.

Spesifikasi :

  • Tipe IC: Decoder-to-Binary Encoder
  • Jumlah Jalur Masukan: 8 jalur
  • Jumlah Jalur Keluaran: 3 jalur
  • Tegangan Operasional: IC 74148 biasanya beroperasi pada tegangan 5V DC.
  • Package: IC 74148 tersedia dalam berbagai paket, seperti DIP (Dual Inline Package) dengan 16 pin.
  • Tegangan Tingkat Logika: IC ini bekerja dengan logika TTL (Transistor-Transistor Logic).
  • Fungsi Utama: IC 74148 digunakan untuk mengonversi data input biner menjadi keluaran kode biner yang sesuai.

    3. Gerbang Logika Not (7404)


Spesifikasi: 

    4. Gerbang NAND 4011

spesifikasi:

    5. Gerbang Logika AND 7408


Spesifikasi :

  • Supply Voltage 7V
  • Input Voltage 5.5V
  • Operating Free Air Temperature Range 0°C to +70°C
  • Storage Temperature Range −65°C to +150°C

PRINSIP KERJA RANGKAIAN
  • Rangkaian ini terdiri dari 4 flip-flop yang disusun secara berantai, di mana output dari flip-flop satu menjadi clock input untuk flip-flop berikutnya.
  • Clock hanya masuk ke flip-flop pertama (LSB). Flip-flop berikutnya akan toggle saat terjadi perubahan edge (biasanya falling edge) pada output flip-flop sebelumnya.
  • Karena sinyal clock tidak masuk secara bersamaan ke semua flip-flop, terjadi delay propagasi, itulah sebabnya disebut asynchronous (ripple) counter.
  • Setiap flip-flop membagi frekuensi inputnya menjadi setengah, sehingga:
    FF0 (Q0) = f (clock)
    FF1 (Q1) = f/2
    FF2 (Q2) = f/4
    FF3 (Q3) = f/8
  • Output membentuk bilangan biner naik (up counter) dari 0000 sampai 1111 (0 sampai 15 desimal), kemudian mengulang.
GAMBAR FILE RANGKAIAN:

VIDEO PERCOBAAN:



[VIDEO PERCOBAAN PROTEUS]

Komentar

Posting Komentar