modul i - teknik elektro uin suska riau | belajar, … · web viewdasar teori counter counter...
TRANSCRIPT
Modul Praktikum Teknik Digital
MODUL VIBINARY COUNTER
1. TujuanSetelah melakukan percobaan ini, mahasiswa dapat :
a. Memahami koneksi yang diperlukan untuk D dan J-K berdasarkan UP counter.
b. State gate koneksi diperlukan untuk mengurangi jumlah binary UP counter.
c. State gate koneksi diperlukan untuk mengurangi jumlah binary DOWN counter.
2. Peralatan yang digunakana. CIRCUIT #2, #3 , #4 dan dan Logic Monitor of D3000 – 4.3 Sequential Logic-1 Module.
b. Multimeter.
c. Shorting links dan connecting leads.
3. Dasar Teori
Counter
Counter merupakan rangkaian logika pengurut, karena counter membutuhkan karakteristik
memori, dan pewaktu memegang peranan yang penting. Counter digital mempunyai
karakteristik penting yaitu sebagai berikut :
1. Jumlah hitungan maksimum (modulus N-counter)
2. Menghitung ke-atas atau ke-bawah (up atau down - counter)
3. Operasi asinkron atau sinkron
4. Bergerak bebas atau berhenti sendiri
Sebagaimana dengan rangkaian sekuensial yang lain, untuk menyusun counter digunakan flip-
flop. Counter dapat digunakan untuk menghitung banyaknya clock-pulsa dalam waktu yang
tersedia (pengukuran frekuensi), Counter dapat juga digunakan untuk membagi frekuensi dan
menyimpan data.
COUNTER VI - 1
Modul Praktikum Teknik Digital
Counter Sinkron
Counter merupakan aplikasi dari Flip-flop yang mempunyai fungsi menghitung. Proses
penghitungan yang dilakukan Counter secara sekuensial, baik menghitung naik (Up Counting)
maupun turun (Down Counting).
Berdasarkan pemberian trigger di masing-masing flip-flop penyusun rangkaian Counter, dikenal
2 macam Counter : Counter Sinkron (Synchronous Counter) dan Counter Asinkron
(Asynchronous Counter).
Pada Counter Sinkron, sumber clock diberikan pada masing-masing input Clock dari Flip-flop
penyusunnya, sehingga apabila ada perubahan pulsa dari sumber, maka perubahan tersebut
akan men-trigger seluruh Flip-flop secara bersama-sama.
Gambar 6.1 Contoh Up Counter Sinkron 3 bit
Up Dan Down CounterSebuah Counter disebut sebagai Up Counter jika dapat menghitung secara berurutan mulai dari
bilangan terkecil sampai bilangan terbesar. Contoh : 0-1-2-3-4-5-6-7-0-1-2-….
Sedangkan Down Counter adalah Counter yang dapat menghitung secara berurutan dari
bilangan terbesar ke bilangan terkecil. Tabel PS/NS untuk Up dan Down Counter 3 bit seperti
ditunjukan pada Tabel 6.1.
COUNTER VI - 2
Modul Praktikum Teknik Digital
Tabel 6.1 Tabel PS/NS untuk Up dan Down Counter 3 bit.
Untuk membuat sebuah rangkaian Up Counter, lakukan langkah-langkah sintesa rangkaian
yang telah dijelaskan sebelumnya. Dari hasil persamaan logika berdasarkan Tabel PS/NS di
atas didapatkan rangkaian seperti di bawah ini :
Gambar 6.2 Rangkaian Up Counter Sinkron 3 bit
Berdasarkan Tabel 6.1, dapat dilihat bahwa Down Counting merupakan kebalikan dari Up
Counting, sehingga rangkaiannya masih tetap menggunakan rangkaian Up Counter, hanya
outputnya diambilkan dari Q masing-masing Flip-flop. Bentuk rangkaian Down Counter adalah
seperti gambar 6.3.
COUNTER VI - 3
Modul Praktikum Teknik Digital
Gambar 6.3 Rangkaian Down Counter Sinkron 3 bit
Rangkaian Up/Down CounterRangkaian Up/Down Counter merupakan gabungan dari Up Counter dan Down Counter.
Rangkaian ini dapat menghitung bergantian antara Up dan Down karena adanya input eksternal
sebagai control yang menentukan saat menghitung Up atau Down. Pada gambar 6.4
ditunjukkan rangkaian Up/Down Counter Sinkron 3 bit. Jika input CNTRL bernilai ‘1’ maka
Counter akan menghitung naik (UP), sedangkan jika input CNTRL bernilai ‘0’, Counter akan
menghitung turun (DOWN).
Gambar 6.4 Rangkaian Up/Down Counter Sinkron 3 bit.
Counter Asinkron
Pada Counter Asinkron, sumber clock hanya diletakkan pada input Clock di Flip-flop terdepan
(bagian Least Significant Bit / LSB), sedangkan input-input clock Flip-flop yang lain
mendapatkan catu dari output Flip-flop sebelumnya. Konfigurasi ini didapatkan dari gambar
timing diagram Counter 3-bit seperti ditunjukkan pada gambar 6.5. Dengan konfigurasi ini,
masing-masing flip-flop di-trigger tidak dalam waktu yang bersamaan. Model asinkron semacam
ini dikenal juga dengan nama Ripple Counter.
COUNTER VI - 4
Modul Praktikum Teknik Digital
Gambar 6.5 Timing Diagram Up Counter Asinkron 3-bit
Tabel 6.2 Tabel Kebenaran dari Up Counter Asinkron 3-bit
Berdasarkan bentuk timing diagram di atas, output dari flip-flop C menjadi clock dari flip-flop B,
sedangkan output dari flip-flop B menjadi clock dari flip-flop A. Perubahan pada negatif edge di
masing-masing clock flip-flop sebelumnya menyebabkan flip-flop sesudahnya berganti kondisi
(toggle), sehingga input-input J dan K di masing-masing flip-flop diberi nilai ”1” (sifat toggle dari
JK flip-flop). Bentuk dasar dari Counter Asinkron 3-bit ditunjukkan pada gambar 6.6.
Gambar 6.6 Up Counter Asinkron 3 bit.
COUNTER VI - 5
Modul Praktikum Teknik Digital
Conter 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 tertinggi sebanyak 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 (1=SPdan 0=CP). Nilai ”0” yang akan dimasukkan di PC didapatkan
dengan me-NAND kan input A dan B (ABC = 110 untuk desimal 6). Jika input A dan B
keduanya bernilai 1, maka seluruh flip-flop akan di-reset.
4. Prosedur Percobaan
Karakteristik D-Type 2-bit Binary Counter
Gambar 6.7 Karakteristik D-Type 2-bit Binary Counter
COUNTER VI - 6
Modul Praktikum Teknik Digital
1. Masukkan shorting link dan koneksikan rangkaian seperti gambar 6.7.
2. Switch modul power supply pada posisi On dan set switch C ke level logika 1.
3. Gunakan clock pulse satu, amati output state QA dan QB kemudian catat hasil datanya
di baris kedua pada tabel 6.3.
4. Gunakan clock pulsa kedua. Amati output state QA dan QB kemudian catat hasil
datanya pada tabel 6.3.
5. Ulangi prosedur, gunakan clock pulsa selanjutnya dan catat hasilnya untuk melengkapi
tabel 6.3 dibawah ini.
Tabel 6.3.
Clock Pulse QB QA
0 0 Initial state
1
2
3
4
Catatan :
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
6. Amati 2-bit output state dari QB dan QA. Kamu akan melihat binary output meningkat
oleh satu pada tiap clock pulsa. Ini adalah 2-bit asynchronous UP counter.
7. Putuskan link antara socket 2.9 & 2.12 dan hubungkan lead antara socket 2.7 & 2.12
sehingga D-type flip-flop B adalah clock dari output QA. Ulangi prosedur dan lengkapi
tabel 6.4 dibawah ini.
COUNTER VI - 7
Modul Praktikum Teknik Digital
Tabel 6.4.
Clock Pulse QB QA
0 0 Initial state
1
2
3
4
8. Amati 2-bit output state dari QB dan QA. Kamu akan melihat binary output menurun oleh
satu pada tiap clock pulsa. Ini adalah 2-bit asynchronous DOWN counter.
Catatan :
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
Karakteristik J-K 4-bit Binary Counter
COUNTER VI - 8
Modul Praktikum Teknik Digital
Gambar 6.8 Karakteristik J-K 4-bit Binary Counter
1. Masukkan shorting link dan koneksikan rangkaian seperti pada gambar 6.8.
2. Switch modul power supply pada posisi ON dan set switch A, C dan D ke level logika 1.
3. Set rangkaian untuk inisialisasi state yang ditunjukkan di tabel 6.5.
4. Gunakan clock pulse satu, amati output state QA, QB, QC & QD kemudian catat hasil
datanya di baris kedu pada tabel 6.5.
5. Ulangi prosedur, gunakan clock pulse selanjutnya, amati output state untuk setiap pulse
dan catat hasil datanya di tabel 6.5.
Tabel 6.5.
Clock
Pulse
QB QA QC QD
0 0 0 0 Initial state
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Catatan :
...................................................................................................................................................
COUNTER VI - 9
Modul Praktikum Teknik Digital
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
6. Amati 4-bit binary output dari QD, QC, QB dan QA. Pada setiap clock pulsa jumlah
meningkat oleh satu. Ini adalah 4-bit asynchronous UP counter.
7. Putuskan shorting link antara socket 4.11 & 4.12, 4.22 & 4.23 dan 4.31 & 4.32.
8. Hubungkan leads antara socket 4.13 & 4.17, 4.24 & 4.27 dan 4.33 & 4.37 sehingga flip-
flop diclock dari output dari flip-flop sebelumnya.
9. Ulangi prosedur dan lengkapi tabel 6.6.
Tabel 6.6.
Clock
Pulse
QD QC QB QA
0 0 0 0 Initial state
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
COUNTER VI - 10
Modul Praktikum Teknik Digital
10. Amati 4-bit binary output dari QD, QC, QB dan QA. Pada setiap clock pulsa jumlah
menurun oleh satu. Ini adalah 4-bit asynchronous DOWN counter.
Catatan :
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
Karakteristik Binary Up Counter with Reduce Count
Gambar 6.4.
1. Masukkan shorting links dan koneksikan rangkaian seperti gambar 6.4.
2. Switch modul power supply pada posisi ON dan set switch A dan D ke level logika 1.
Menentukan tabel kebenaran untuk rangkaian diatas dan melengkapi tabel 6.5.
Tabel 6.5.
COUNTER VI - 11
Modul Praktikum Teknik Digital
Clock QD QC QB QA
0 0 0 0 Initial state
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kamu harus menemukan count reset yaitu nol pada clock pulsa sembilan. Rangkaian
gerbang NAND yang dikoneksikan ke output QB dan QD. Ketika output menghasilkan
HIGH, output gerbang NAND menghasilkan LOW dan menghapus semua filp-flop secara
simultan, reset counter menjadi nol.
Catatan :
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
COUNTER VI - 12
Modul Praktikum Teknik Digital
Karakteristik Binary Down Counter with Reduce Count
Gambar 6.5.
1. Masukkan shorting links dan koneksikan rangkaian seperti gambar 6.5.
2. Switch modul power supply pada posisi ON dan set switch A dan D ke level logika 1.
Menentukan tabel kebenaran untuk rangkaian diatas dan melengkapi tabel 6.6.
Tabel 6.6.
Clock
Pulse
QD QC QB QA
0 0 0 0 Initial state
1
2
3
4
5
COUNTER VI - 13
Modul Praktikum Teknik Digital
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Rangkaian ini bekerja dengan cara yang sama seperti rangkaian sebelumnya kecuali bahwa count yang di reset oleh pulsa clock yang ke tiga belas. Rangkaian gerbang NAND tiga-masukan yang digunakan untuk memantau QA, QC dan QD. Ketika tiga output menghasilkan HIGH bersama-sama output gerbang NAND menghasilkan LOW dan menolak semua flip-flop JK secara bersamaan. Counter direset ke nol dan mulai menghitung lagi.
Catatan :
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
COUNTER VI - 14