fig 7.70 dan 7.71
Dalam sistem digital, pencacah (counter) merupakan salah satu rangkaian penting yang digunakan untuk menghitung atau mengatur urutan logika secara otomatis. Salah satu jenis counter yang sederhana namun efektif adalah ring counter, yang memanfaatkan flip-flop untuk menghasilkan pola logika berulang. Rangkaian ini sangat berguna dalam aplikasi pengendali urutan, indikator status, dan sistem timing. Ring counter bekerja berdasarkan sinyal clock dan logika flip-flop, sehingga setiap perubahan keadaan terjadi secara sinkron dan teratur.
Mengatur urutan logika digital secara otomatis dan berulang.
Menghasilkan pola keluaran biner berurutan dengan hanya satu bit logika “1” aktif pada satu waktu.
Menyediakan sistem pencacah sinkron berbasis flip-flop yang stabil dan terkontrol.
Menunjukkan prinsip kerja rangkaian ring counter dalam sistem digital menggunakan clock.
Memastikan rangkaian selalu memulai dari keadaan awal yang benar (1000) saat sistem dinyalakan (power-up).
jenis pertama adalah gerbang AND. Gerbang AND ini memerlukan dua atau lebih input untuk menghasilkan satu output. Jika semua atau salah satu inputnya merupakan bilangan biner 0, maka outputnya akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner 1, maka outputnya akan menjadi 1.
Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan
logika 1 jika semua masukan berlogika 1, jika tidak
maka output yang dihasilkan akan berlogika 0.
IC 7411 berisi tiga gerbang AND dengan tiga input dari keluarga Transistor Transistor Logic
Konfiugurasi pin:
- Vcc : Kaki 14
- GND : Kaki 7
- Input : Kaki 1, 2, 3, 4, 5, 9,10,11 dan 13
- Output : Kaki 6, 8, dan 12
Jenis kedua adalah gerbang OR. Sama seperti gerbang sebelumnya, gerbang ini juga memerlukan dua input untuk menghasilkan satu output. Gerbang OR ini akan menghasilkan output 1 jika semua atau salah satu input merupakan bilangan biner 1. Sedangkan output akan menghasilkan 0 jika semua inputnya adalah bilangan biner 0.
 |
| Gambar 3. Gerbang OR di proteus |
- Tegangan Suply : 7V
- Tegangan Input : 5,5 V
- Beroperasi pada suhu udara 0 sampai +70 derjat
- Kisaran suhu penyimpanan : -65 derjat sampai +150 derjat celcius
c. IC 4 - bit paraller adder
Penambah penuh ini melakukan penjumlahan dua angka biner 4-bit. Output penjumlahan (R) disediakan untuk setiap bit dancarry (C4) yang dihasilkan diperoleh dari bit keempat. Penambah ini memiliki fitur tampilan internal penuh ke depan di keempat bit. Hal ini memberikan perancang sistem dengan kinerja lookahead parsial pada ekonomi dan mengurangi jumlah paket implementasi ripple-carry. Logika adder, termasuk carry, diimplementasikan dalam bentuk sebenarnya yang berarti bahwa carry akhir dapat dicapai tanpa perlu logika atau inversi level.
d. logic state
 |
| Gambar 6. Logic State di proteus |
|
| Gambar 6. Logic State di proteus |
 |
| Gambar 7. Logic Probe di proteus |
Johnson counter, atau dikenal juga sebagai twisted ring counter, merupakan salah satu jenis pencacah (counter) yang menggunakan flip-flop sebagai elemen penyimpanan bit. Berbeda dengan ring counter biasa yang hanya memiliki satu logika ‘1’ yang berputar, Johnson counter bekerja dengan mengumpan balik (feedback) output komplemen (Q̅) dari flip-flop terakhir ke input flip-flop pertama. Hal ini menciptakan urutan bit yang lebih panjang dan efisien, yakni 2n state untuk n buah flip-flop, menjadikannya lebih hemat penggunaan perangkat keras dibandingkan dengan pencacah biner atau ring counter.
IC 74LS74 adalah jenis D flip-flop tepi naik (positive-edge-triggered) yang terdiri dari dua buah D flip-flop dalam satu kemasan. Masing-masing flip-flop memiliki input D, clock (CLK), preset (PRE), clear (CLR), serta output Q dan Q̅. Dalam aplikasi Johnson counter, flip-flop ini disusun secara berantai (cascade), di mana output Q dari satu flip-flop dihubungkan ke input D flip-flop berikutnya. Output Q̅ dari flip-flop terakhir kemudian diumpankan kembali ke input D flip-flop pertama untuk membentuk umpan balik yang membedakan Johnson counter dari jenis lainnya.
Pada setiap pulsa clock, data yang ada pada input D akan ditransfer ke output Q jika sinyal clock mengalami transisi dari rendah ke tinggi (rising edge). Karena adanya umpan balik Q̅ dari flip-flop terakhir, maka urutan data pada flip-flop akan membentuk pola logika ‘1’ dan ‘0’ secara bergantian, misalnya dalam sistem 4-bit: 0000 → 1000 → 1100 → 1110 → 1111 → 0111 → 0011 → 0001 → kembali ke 0000. Pola ini memberikan urutan bit yang khas dan sering dimanfaatkan dalam aplikasi seperti pengendali urutan, pemindai (scanner), serta indikator LED sekuensial.
Implementasi Johnson counter menggunakan IC 74LS74 memiliki keunggulan dalam hal kesederhanaan dan kestabilan logika karena sifat flip-flop yang sinkron terhadap clock. Selain itu, fitur preset dan clear pada IC 74LS74 dapat dimanfaatkan untuk mengatur kondisi awal counter, seperti reset ke 0000 sebelum mulai pencacahan. Oleh karena itu, kombinasi antara prinsip kerja Johnson counter dan kemampuan IC 74LS74 menjadikan rangkaian ini efektif dalam berbagai aplikasi logika digital yang membutuhkan urutan kontrol yang sistematis dan berulang.
Rangkaian yang ditampilkan merupakan implementasi dari sistem digital four-bit ring counter yang bekerja berdasarkan prinsip flip-flop D dan sinyal clock. Ring counter adalah jenis pencacah (counter) yang hanya memiliki satu bit logika "1" yang berpindah posisi secara berurutan melalui rangkaian flip-flop setiap kali menerima pulsa clock. Dalam rangkaian ini, digunakan empat buah flip-flop D yang dihubungkan secara seri membentuk sebuah loop, di mana output dari flip-flop terakhir kembali masuk ke input flip-flop pertama. Untuk memastikan sistem selalu memulai dari keadaan yang benar saat dinyalakan, ditambahkan rangkaian inisialisasi otomatis yang terdiri dari gerbang NOT (buffer 74ALS14), resistor, dan kapasitor. Rangkaian ini menghasilkan pulsa singkat saat power-up yang memaksa output flip-flop pertama (Q₃) bernilai 1 dan flip-flop lainnya (Q₂, Q₁, Q₀) bernilai 0, sehingga sistem memulai pada kondisi 1000.
Setelah proses inisialisasi, setiap pulsa clock akan menyebabkan nilai logika berpindah satu posisi ke kanan, sehingga urutan outputnya menjadi 1000 → 0100 → 0010 → 0001 → dan kembali ke 1000. Pola ini terus berulang membentuk suatu siklus yang digambarkan pada diagram waktu dan diagram status dalam rangkaian. Karena semua flip-flop menerima clock secara bersamaan, sistem ini merupakan sistem sinkron yang sangat umum dalam perancangan sistem digital seperti pengatur urutan proses, penampil LED berjalan, atau sirkuit timing sederhana. Dengan memanfaatkan elemen dasar logika seperti flip-flop dan gerbang NOT, rangkaian ini menunjukkan prinsip kerja sistem digital yang sistematis, berulang, dan stabil.
- rangkaian klik disini
- Download Data Sheet JK FLIP FLOP 7476 (klik disini)
- Download Data Sheet IC 74ls163 (klik disini)
- Download Datasheet And Gate klik disini
- Download Datasheet Inverter klik disini
- Download File Datasheet Transistor klik disini\
- Download datasheet 74als14 klik disini
.png){kind=logo}
Komentar
Posting Komentar