COUNTER [PDF]

Citation preview

COUNTER Dwi Marta Ardiyanti / 161810201069 / Kelompok 6 Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember [email protected] Abstract Rangkaian dasar sering kali ditemukan dalam rangkaian elektronik pada masa sekarang ini, salah satunya adalah gerbang logika. Gerbang logika adalah dasar dari pembentuk sistem elektronika digital yang berfungsi untuk mengubah satu atau beberapa input menjadi sebuah sinyal output logis. Counter merupakan sebuah aplikasi dari rangkaian flip-flop yang memiliki fungsi sebagai pencacah atau penghitung baik menghitung naik (up counting) maupun menghitung turun (down counting). Percobaan ini menggunakan dua rangkaian, yaitu synchronous counter dan asynchronous counter 3 bit.



Pada



praktikum kali ini menggunakan IC 7408, IC 555, dan IC 74LS112 untuk menguji tabel kebenaran rangkaian synchronus counter dan asynchronus counter. IC 555 digunakan sebagai timer atau pewaktu dan pulse generator, sedangkan IC 74LS112 digunakan sebagai gerbang JK flip-flop. Hasil yang diperoleh berdasarkan tabel hasil dapat diketahi bahwa percobaan yang dilakukan dinyatakan berhasil dan sesuai dengan referensi. Keyword : Gerbang Logika, Counter, Synchronus Counter, Asynchronus Counter. 1.



Latar Belakang Gerbang



Logika



satu atau beberapa masukan logik ditemukan



menjadi



sebuah



sinyal



keluaran



Gerbang



logika



terutama



Pertama kali oleh Dean Christiano



logik.



pada tahun 1782-1879. Gerbang



diimplementasikan secara elektronis



logika atau gerbang logik adalah



menggunakan diode atau transistor,



suatu entitas dalam elektronika dan



akan tetapi dapat pula dibangun



matematika Boolean yang mengubah



menggunakan susunan komponen-



komponen yang memanfaatkan sifat-



Kelemahan flip-flop SR adalah



sifat elektromagnetik (relay), cairan,



munculnya output yang tidak dapat



optik



didefinisikan ketika input S dan R



dan



bahkan



mekanik



(Widjanarka, 2006).



tinggu untuk jenis NOR dan rendah



Kemampuan komputer untuk membedakan



nilai



1



dikembangkan untuk mengantisipasi



berdasarkan tegangan listrik dapat



keadaan terlarang yang terjadi pada



digunakan untuk membentuk fungsi



flipflop SR. Penggunaan flip-flop JK



lain



mengkombinasikan



akan menimbulkan masalah jika



berbagai sinyal logika yang berbeda



sinyal input J dan K diberikan secara



untuk menghasilkan suatu rangkaian



bersama0sama dengan sinyal clock



yang



proses



pemicu. Contoh dari peristiwa yang



tersendiri. Nilai 0 memiliki arti OFF



menimbulkan masalah adalah jika



dan



ON.



flip-flop



yang



keadaan SET sehingga input nya



dan



dalam keadaan tinggi (J=1) dan input



menghasilkan sinyal keluaran dari



K diberikan dalam keadaan rendah



logika



(K=0).



dengan



memiliki nilai



1



Rangkaian



0



dan



untuk jenis NAND. Flip-flop JK



logika merupakan



sederhana



memproses



sinyal



tertentu



masukan



disebut



gerbang



JK



dioperasikan



Sinyal



pemicu



dalam



flipflop



logika. Gerbang logika merupakan



termasuk dalam sinyal input ketika



diagram



diumpankan ke input flip-flop tidak



digital



blok yang



simbol



rangkaian



memproses



sinyal



langsung



bernilai



tinggi,



namun



masukan menjadi sinyal keluaran



memerlukan waktu tertentu atau



dengan perilaku tertentu. Gerbang



mengalami



logika



mencapai



dalam



elektronika



digital



dapat dibagi menjadi dua yaitu gerbang logika dasar dan gerbang logika universal. Aplikasi dari pintu gerbang logika adalah counter yang berguna untuk penghitung maju atau mundur



dan



(Sumarna,2010).



flip



flop



penundaan



dalam



keadaan



stabil



(Widjarnaka, 2006).



Gambar 1.1 Diagram Logika JK



Menurut pengaktifan elemen



Flip-Flop



penyimpanannya,



(Sumber: Widjarnaka, 2006)



elemen



penyimpanan pencacah adalah flip-



Pencacah (Counter) merupakan



flop. Pencacah (counter) terbagi atas



suatu rangkaian logika (sekuensial)



beberapa jenis, terdapat pencacah



atau rangkaian sirkuit digital yang



jenis tak serempak atau pencacah tak



berbentuk chip yang berfungsi untuk



sinkron (asynchronous counter) dan



mencacah jumlah pulsa pada bagian



pencacah



jenis



input dan keluarannya dapat berupa



pencacah



sinkron



digit biner dengan saluran tersendiri



counter). Jenis dari pencacah lainnya



untuk setiap pangkat dua. Misalnya



adalah pencacah naik-turun (up-



20,21,22,



down counter) dan pencacah lingkar



dan



seterusnya



yang



umumnya dihasilkan dari oscillator. Penghitung



atau



pencacah



serempak



(synchronous



(ring counter) (Ibrahim, 1996).



ini



biasanya menggunakan pulsa secara



1.1



Pencacah



Tak



Serempak



biner murni (binary counter) atau



(Asynchronus Counter)



menghitung



Menurut



secara



atau



desimal



Maini



(2007),



terkodekan (decimal counter). Hal



menyatakan bahwa pencacah tak



ini



serempak



dikarenakan



counter



(Asyncronous



counter)



membutuhkan karakteristik memori.



disebut juga ripple counter, karena



Pewaktu



output masing-masing flip-flop yang



atau



peranan pengoperasian



timer



memegang



penting



dalam



counter



(Blocher,



2003).



digunakan



akan



bergulingan



(berubah kondisi dari 0 ke 1 atau sebaliknya) secara berurutan. Hal ini karena flip-flop yang paling ujung saja yang dikendalikan sinyal clocknya.



Gambar 1.2 Diagram Blok Pencacah Sederhana (Sumber : Blocher, 2003)



Sedangkan



sinyal



lainnya



diambil dari masing-masing flip-flop sebelumnya. penyusun



Elemen-elemen pada



pencacah



tak



serempak ini, yakni flip-flop bekerja



secara



tidak



serempak



ketika



dengan cara output Qnot sebagai



pencacah tersebut diberi input pulsa.



masukan



Pada



berikutnya.



pencacah



penundaan



tak



ialah



penundaan



serempak,



sama



clock



pada



flip-flop



dengan



flip-flop



yang



dijumlahkan. Asyncronous counter sendiri terbagi atas : 1.



Pencacah naik tak sinkron



2.



Pencacah turun tak sinkron



3.



Pencacah naik dan turun tak



Gambar 1.3 Diagram Pencacah Turun Tak-Sinkron (Sumber : Maini, 2007)



sinkron (up-down counter)



1.1.3 Pencacah Naik dan Turun (Up-



1.1.1 Pencacah Naik Tak Sinkron Dasar dari pencacah ini adalah flip-flop



JK



yang



dioperasikan



sebagai T flip-flop (flip-flop JK dalam kondisi toggle). Pada kondisi ini berlaku kedua input J dan K diberi



nilai



logika



“1”.



Dalam



keadaan demikian flip-flop JK akan berfungsi sebagai pembagi dua, atau dengan kata lain frekuensi output flip-flop JK tersebut sama dengan setengah



frekuensi



clock



yang



diberikan (Maini, 2007).



Dari pencacah naik dapat kita buat menjadi pencacah turun dengan cara yang dibaca bukan keluaran Q keluaran



Counter



up-down



asinkron



adalah rangkaian digital gabungan dari up counter dan down counter. Pencacah



ini



dapat



menghitung



bergantian antara up dan down karena



adanya



input



eksternal



sebagai control yang menentukan saat menghitung up dan down. Pada rangkaian up/down counter asinkron, output dari flip-flop sebelumnya menjadi input clock dari flip-flop berikutnya. Bila dioperasikan sebagai



1.1.2 Pencacah Turun Tak Sinkron



melainkan



Down Counter)



Qnot



atau



Up counter maka rangkain tersebut akan melewatkan output Q sebagai sinyal clock flip-flop berikutnya. Bila dioperasikan sebagai Down counter



yang



dilewatkan



adalah



Qnot. Up counter bekerja bila input



yang



disusun



sedemikian



kontrol Up = ‘1’ dan input kontrol



sehingga apa pun yang masuk ke



Down = ‘0’. Down counter bekerja



dalamnya



bila input kontrol Up = ‘0’ dan input



diingat di dalam perangkat tersebut.



kontrol Down = ‘1’ (Maini, 2007).



Penerapan



akan



rupa



terseimpan



salah



satu



atau



aplikasi



gerbang logika ini terdapat pada 1.2



Synchronous counter



RAM



Synchronous counter adalah



Memmory (Kasmawan, 2010).



sebuah



cara



sederhana



atau



Random



Access



untuk



Praktikum mengenai Counter



menerapkan logika untuk setiap bit



dilakukan untuk mengetahui cara



dari counter menaik untuk setiap bit



kerja



untuk beralih ketika semua bit



rangkaian



kurang



mengoperasikan



signifikan



berada



pada



atau



prinsip counter



kerja serta



asynchronus



dari dapat dan



keadaan logika tinggi. Synchronous



synchronus counter menjadi sebuah



counter pencacah yang flip-flopnya



rangkaian. Praktikan juga diharapkan



bekerja secara bersamaan. Semua



dapat menerapkan gerbang logika



flip-flop



ini



pada rangkaian elektronika yang



mendapatkan pulsa clock yang sama



digunakan dalam kehidupan sehari-



(dari satu sumber) secara bersamaan.



hari. Alat dan bahan yang digunakan



Karena



bekerja



pada percobaan counter diantaranya



secara bersamaan, sehingga pencacah



adalah IC 7404 (gerbang logika



ini bekerja lebih cepat (delay-nya



NOT), IC 7408 (Gerbang AND), IC



kecil) (Kurniawan , 2005).



7432



dalam



semua



pencacah



flip-flop



Aplikasi gerbang logika adalah counter



flip



flop.



(Gerbang



OR),IC



NAND),



IC



7400



74LS112



Counter



(Dual J-K flipflop), IC Regulator



berguna sebagai penghitung maju



7805, toggle switches, project board,



atau mundur. Contoh penerapan-nya



kabel penghubung, voltmeter, DC



seperti pada stopwatch, timer, dan



power supply, logic probe.



lain-lain.



dan



(Gerbang



Pergerakan



counter



dipengaruhi oleh pulsa-pulsa transisi.



2.



Metode Eksperimen



Flip flop adalah rangkaian logika



2.1



Alat dan Bahan



Alat



dan



Bahan



yang



digunakan pada praktikum counter adalah: 1.



keluaran



elektronika



dan



menghubungkannya



untuk



2.



sementara. IC TTL 7411



sebagai



IC



3.



masukan gerbang AND. IC TTL 7432 sebagai



IC



4.



masukan gerbang OR. IC TTL 7404 sebagai



IC



5.



masukan gerbang NOT. IC TTL 7400 sebagai



IC



6.



masukan gerbang NAND. IC TTL 74LS112 sebagai IC



7.



masukan JK Flip-Flop. IC Regulator 7805



pin



IC



digunakan



pada perakitan alat terutama pada tempat yang relatif kecil.



rangkaian yang digunakan untuk rangkaian



kaki



tersebut. 12. Toggle Switches,



Project Board sebagai papan meletakkan



dari



2.2



Desain Rangkaian Desain



rangkaian



yang



digunakan dalam praktikum cointer adalah sebagai berikut : 1.



Synchronus Counter



Gambar 2.1 Rangkaian Synchronus Counter 2.



Asynchronus Counter



sebagai



penurun tegangan pada sebuah 8.



perangkat elektronika. LED sebagai output keluaran



9.



yang akan diamati. Baterai sebagai supply daya



pada rangkaian. 10. Kabel Penghubung penghubung



antar



Gambar 2.2 Rangkaian Asynchronus Counter



sebagai komponen



rangkaian satu ke rangkaian lainnya. 11. Logic Probe, alat yang dapat menganalisa suatu rangkaian IC dengan cara menunjukkan logika



3.



J-K Flip-Flop



3.



Hasil dan Pembahasan



3.1



Hasil Hasil yang diperoleh setelah



melakukan praktikum counter adalah sebagai berikut : Gambar 2.3 Rangkaian JK Flip-Flop



Tabel



3.1



Hasil



rangkaian



Up



Synchronus Counter 2.3



Metode Analisis



up



2.3.1 Tabel Kebenaran



CLK



Q0



Q1



Q2



Desimal



Tabel 2.1 Tabel Rangkaian ]JK



1



0



0



0



0



Flip-Flop



2



0



0



1



1



3



0



1



0



2



4



0



1



1



3



5



1



0



0



4



6



1



0



1



5



7



1



1



0



6



8



1



1



1



7



J 0 0 1 1



K 0 1 0 1



X



Y



Qn



´ Qn



2.3.2 Parameter Keberhasilan Parameter keberhasilan yang harus dicapai adalah saat menguji



Tabel



tabel



Asynchronus Counter



kebenaran



masing-masing



rangkaian kombinasi gerbang logika dasar harus sesuai dengan literature



Q1



Q2



1 2 3 4 5 6 7 8



0 0 0 0 1 1 1 1



0 0 1 1 0 0 1 1



0 1 0 1 0 1 0 1



LED dapat menyala atau dalam keadaan high voltage. Pada keadaan lampu LED



akan



menyala warna merah. LED akan mati jika rangkaian dalam keadaan low voltage dan berwarna biru.



rangkaian



Q0



Rangkaian dapat dikatan benar jika



voltage



Hasil



CLK



yaitu dalam keadaan hidup atau mati.



high



3.2



3.2



Up



Desima l 0 1 2 3 4 5 6 7



Pembahasan Praktikum mengenai rangkaian



Counter dilakukan bertujuan untuk



membuktikan output yang dihasilkan



rangkaian flip-flop yang memiliki



pada



fungsi



kedua



rangkaian,



dan



sebagai



pencacah



atau



memahami cara kerja dari rangkaian



penghitung baik menghitung naik (up



synchronus dan asynchronus counter.



counting) maupun menghitung turun



Prinsip kerja dari praktikum ini yaitu



(down



dengan menggunakan IC 555 yanng



menggunakan dua rangkaian, yaitu



digunakan



sebagai



clock



atau



synchronous



rangkaian



pewaktu



dan



pulse



asynchronous



counting).



Percobaan counter



ini dan



counter



3



bit.



generator. Pada IC 555 ini terdapat 2



Perbedaan counter sinkron dengan



bagian, yaitu sebagai trigger yang



asinkron



digunakan



atau



sumber detak (clock) rangkaiannya,



perintah pada IC 555 sebagai tanda



jika counter sinkron maka clock



proses timer dimulai dan sebagai



untuk



threshold yang digunakan untuk



masing-masing



menentukan lama pewaktuan (timer).



secara



bersamaan,



Rangkaian



counter



counter



asinkron



menggunakan 2 buah IC 74LS112



masing



JKFF



sebagai JK flip-flop dan IC 7408



bergantian atau berantai.



untuk



memicu



Synchronus



sebagai gerbang AND, rangkaian



asynchronus



sedangkan counter



adalah



dari



mengeluarkan



pemberian



data



JKFF



pada



dilakukan



tetapi clock



pada



masing-



dilakukan



secara



Berdasarkan tabel hasil 3.1 ketika



clock



dijalankan



pulsa



menggunakan 2 buah IC 74LS112



pertama menyebabkan Q0 bergulir



sebagai JK Flip-flop.



dari 0 ke 1 sehingga mnyebabkan



Pencacah (Counter) merupakan



kondisi



keluaran



Kemudian



atau rangkaian sirkuit digital yang



menyebabkan Q0 bergulir dari 1 ke 0



berbentuk chip yang berfungsi untuk



sehinga Q1 akan bergulir dari 0 ke 1



mencacah jumlah pulsa pada bagian



yang mnyebabkan hitungan keluaran



input dan keluarannya dapat berupa



menjadi 010. Kondisi tersebut akan



digit biner dengan saluran tersendiri



berlangsung terus menerus ketika



untuk setiap pangkat dua. Counter



clock diberikan. Berdasarkan hasil



merupakan



yang diperoleh selama praktikum



aplikasi



dari



clock



001.



suatu rangkaian logika (sekuensial)



sebuah



pulsa



menjadi



kedua



dapat disimpukan bahwa praktikum



mnyebabkan



telah berhasil dan sesuai dengan



menjadi 010. Kondisi tersebut akan



referensi.



berlangsung terus menerus ketika



Percobaan rangkaian



kedua



yaitu



asynchronous atas



keluaran



pulsa clock diberikan



counter.



Rangkaian Asynchronous tersusun



hitungan



counter



flip-flop



DAFTAR PUSTAKA



yang



dihubungkan seri. Hasil percobaan



Blocher, R. 2003. Dasar Elektronika.



sama



Yogyakarta : Penerbit ANDI.



dengan



rangkaian



asynchronous counter, hanya saja



Ibrahim, K.F. 1996. Teknik Digital.



pemicu dari rangkaian tergantung



Yogyakarta : Penerbit ANDI.



dari



flip-flop



percobaan



ini



sebelumnya.



Hasil



Kasmawan, Antha.2010. Penuntun



dinyatakan



telah



Praktikum Elektronika 2. Jimbaran :



berhasil dan sesuai dengan referensi.



Unud



Hal ini dibuktikan ketika clock



Kurniawan, Fredly. 2005. Sistem



dijalankan



pulsa



pertama



Digital Konsep & Aplikasi.



menyebabkan Q0 bergulir dari 0 ke 1 sehingga



kondisi



Maini. A. 2007. Digiral Electronics.



keluaran menjadi 001. Kemudian



West Sussex : Penerbit John Wiley &



pulsa clock kedua menyebabkan Q0



Sons.



bergulir dari 1 ke 0 sehinga Q1 akan



Sumarna. 2010. Elektronika Digital.



bergulir



mnyebabkan



Yogyakarta : Gava Media.



dari



0



ke



1



yang



LAMPIRAN Syncronous Counter



Jakarta: Graha Ilmu.



Asyncronous Counter