Register 1

KEGIATAN BELAJAR 4: FLIP-FLOP a.

Tujuan Pemelajaran

1. Mamp Mampu u

meng mengap apli lika kasi sika kan n

kons konsep ep-k -kon onse sep p

sist sistem em

digi digita tall

menjadi rangkaian flip-flop 2. Menjelaskan prinsip kerja macam-macam rangkaian flip-flop

dengan benar 3. Menjelaskan fungsi rangkaian flip-flop b.

Uraian Materi

Flip-flop adalah keluarga Multivibrator yang mempunya mempunyaii dua keadaaan stabil atau disebut Bistobil Multivibrator . Rangkaian flip-flop mempuny mempunyai ai sifat sekuensia sekuensiall karena karena sistem sistem kerjanya kerjanya diatur diatur dengan dengan jam atau atau pulsa, pulsa, yaitu yaitu sis siste tem-s m-sis istem tem terseb tersebut ut bekerj bekerja a secara secara sin sinkro kron n dengan dengan dereta deretan n pulsa pulsa berper berperio iode de T yang disebut jam sistem (System (System Clock atau Clock atau disingkat menjadi CK). Seperti yang ditunjukkan dalam gambar 1:

4Q 2

7

7

Q7

Q7

4Q

Q7

Gamba Gambar1: r1: Keluar Keluaran an dari dari pemban pembangki gkitt pulsa pulsa yang yang digun digunaka akan n seba sebaga gaii dere dereta tan n puls pulsa a untu untuk k sink sinkro roni nisa sasi si su suat atu u sistem digital sekuensial Lebor pulsa tp diandaikan kecil terhadap T Berbeda dengan uraian materi sebelumnya yang bekerja atas dasar gerbang logika dan logika kombinasi, keluarannya pada saat saat terten tertentu tu hanya hanya tergan tergantun tung g pada pada hargaharga-har harga ga masuk masukan an pada pada saat saat yang yang sama sama.. Sist Sistem em sepe sepert rtii ini ini dina dinama maka kan n tida tidak k memi memili liki ki

memor emori. i. Disa Disamp mpin ing g

itu itu

bahw bahwa a

sist sistem em ter tersebu sebutt

menghafal hubungan fungsional antara variabel keluaran dan

Modul ELKA.MR.UM.004.A

56

variabel masukan. Seda Sedang ngka kan n fung fungsi si rang rangka kaia ian n flip flip-f -flo lop p yang yang utam utama a adal adalah ah sebagai memori (menyimpan informasi) 1 bit atau suatu sel penyimpan 1 bit. Selain itu flip-flop juga dapat digunakan pada Rangkaian Shift Register , rangkaian Counter dan Counter dan lain sebagainya. Macam - macam Flip-Flop: Flip-Flop : 1. RS Fli Flipp-Fl Flop op 2. CRS CRS Flip Flip-F -Flo lop p 3. D Fli Flipp-Fl Flop op 4. T Fli Flipp-Fl Flop op 5. J-K J-K Flip Flip-F -Flo lop p ad 1.RS Flip-Flop RS Flip-Flop yaitu rangkaian Flip-Flop yang mempunyai 2 jalan keluar Q dan Q (atasnya digaris). Simbol-simbol yang yang ada ada pada pada jala jalan n kelu keluar ar sela selalu lu berl berlaw awan anan an satu satu deng dengan an yang yang lain lain.. RS-F RS-FF F adal adalah ah flip flip-fl -flop op dasa dasarr yang yang memiliki dua masukan yaitu R (Reset) dan S (Set). Bila S diberi logika 1 dan R diberi logika 0, maka output Q akan berada pada logika 0 dan Q not pada logika 1. Bila R diberi logika 1 dan S diberi logika 0 maka keadaan output akan berubah menjadi Q berada pada logik 1 dan Q not pada logika 0. Sifat paling penting dari Flip-Flop adalah bahwa sistem ini dapa dapatt mene menemp mpat atii sala salah h satu satu dari dari dua dua kead keadaa aan n stab stabil il yaitu stabil I diperoleh saat Q =1 dan Q not = 0, stabil ke II diperoleh saat Q=0 dan Q not = 1 yang diperlihatkan pada gambar berikut:

6


5

4

4

57

variabel masukan. Seda Sedang ngka kan n fung fungsi si rang rangka kaia ian n flip flip-f -flo lop p yang yang utam utama a adal adalah ah sebagai memori (menyimpan informasi) 1 bit atau suatu sel penyimpan 1 bit. Selain itu flip-flop juga dapat digunakan pada Rangkaian Shift Register , rangkaian Counter dan Counter dan lain sebagainya. Macam - macam Flip-Flop: Flip-Flop : 1. RS Fli Flipp-Fl Flop op 2. CRS CRS Flip Flip-F -Flo lop p 3. D Fli Flipp-Fl Flop op 4. T Fli Flipp-Fl Flop op 5. J-K J-K Flip Flip-F -Flo lop p ad 1.RS Flip-Flop RS Flip-Flop yaitu rangkaian Flip-Flop yang mempunyai 2 jalan keluar Q dan Q (atasnya digaris). Simbol-simbol yang yang ada ada pada pada jala jalan n kelu keluar ar sela selalu lu berl berlaw awan anan an satu satu deng dengan an yang yang lain lain.. RS-F RS-FF F adal adalah ah flip flip-fl -flop op dasa dasarr yang yang memiliki dua masukan yaitu R (Reset) dan S (Set). Bila S diberi logika 1 dan R diberi logika 0, maka output Q akan berada pada logika 0 dan Q not pada logika 1. Bila R diberi logika 1 dan S diberi logika 0 maka keadaan output akan berubah menjadi Q berada pada logik 1 dan Q not pada logika 0. Sifat paling penting dari Flip-Flop adalah bahwa sistem ini dapa dapatt mene menemp mpat atii sala salah h satu satu dari dari dua dua kead keadaa aan n stab stabil il yaitu stabil I diperoleh saat Q =1 dan Q not = 0, stabil ke II diperoleh saat Q=0 dan Q not = 1 yang diperlihatkan pada gambar berikut:

6


5

4

4

57

Gambar 2. RS-FF yang disusun dari gerbang NAND Tabel Kebenaran: Q 1 0 0 1 1 1 Q

S 0 0 1 1 1 0

B Q 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 Q 1 1 n

n

Keterangan Terlarang Set (memasang) Stabil I Reset (melepas) Stabil II Terlarang Kondisi memori (mengingat)

Yang Yang dimaks dimaksud ud kondis kondisii terlar terlarang ang yaitu yaitu keadaa keadaaan an yang yang tidak diperbolehkan kondisi output Q sama dengan Q not yaitu pada saat S=0 dan R=0. Yang dimaksud dengan kondisi memori yaitu saat S=1 dan R=1, output Q dan Qnot

akan menghasi menghasilkan lkan

Qnot=1 atau sebaliknya perbedaan yaitu jika Q=0 maka Qnot=1 jika Q=1 maka Q not =0. ad 2.CRS Flip-Flop 6

6 5 6) )

&N 5 Tabel kebenarannya:

S 0 0 1 1

4

R 0 1 0 1

5

4

Qn +1 Qn 0 1 terlarang

Keterangan:


58

Qn = Sebelum CK Qn +1 = Sesudah CK CRS Flip-flop adalah clocked RS-FF yang dilengkapi dengan sebuah terminal pulsa clock. Pulsa clock ini berfungsi mengatur keadaan Set dan Reset. Bila pulsa clock berlogik 0, maka perubahan logik pada input R dan S tidak akan mengakibatkan perubahan pada output Q dan Qnot. Akan tetapi apabila pulsa clock berlogik 1, maka perubahan pada input R dan S dapat mengakibatkan perubahan pada output Q dan Q not. ad 3.D Flip-Flop D flip-flop adalah RS flip-flop yang ditambah dengan suatu inventer pada reset inputnya. Sifat dari D flip-flop adalah bila input D (Data) dan pulsa clock berlogik 1, maka output Q akan berlogik 1 dan bilamana input D berlogik 0, maka D flip-flop akan berada pada keadaan reset atau output Q berlogik 0.

'

6

4

5 6) )

&N

5

4

Gambar 4. D flip-flop

Tabel Kebenaran: D 0 1


Qn+1 0 1

59

ad 4.T Flip-Flop

6

4

5 6) )

&N

5

4

Gambar 5. T flip-flop Tabel Kebenaran: T 0 1 0 1 0 1 0 1

Q 0 0 1 1 0 0 1 1

Rangkaian T flip-flop atau Togle flip-flop dapat dibentuk dari modifikasi clocked RSFF, DFF maupun JKFF. TFF mempunyai sebuah terminal input T dan dua buah terminal output Q dan Qnot. TFF banyak digunakan pada rangkaian Counter, frekuensi deviden dan sebagainya. ad 5.J-K Flip-Flop JK flip-flop sering disebut dengan JK FF induk hamba atau Master Slave JK FF karena terdiri dari dua buah flip-flop, yaitu Master FF dan Slave FF. Master Slave JK FF ini memiliki 3 buah terminal input yaitu J, K dan Clock.


60

Sedangkan IC yang dipakai untuk menyusun JK FF adalah tipe 7473 yang mempunyai 2 buah JK flip-flop dimana lay outnya dapat dilihat pada Vodemaccum IC (Data bookc IC). Kelebihan JK FF terhadap FF sebelumnya yaitu JK FF tidak mempunyai kondisi terlarang artinya berapapun input yang diberikan asal ada clock maka akan terjadi perubahan pada output. &O HDU

-

4

-. ) )

&N 4 .

Gambar 6. JK FF Tabel Kebenaran: J 0 0 1 1

K 0 1 0 1

Qn+1 Qn 0 1 Qn (strep)

Keterangan Mengingat Reset Set Togle

c. Rangkuman Telah diuraikan konfigurasi flip-flop RS, CRS, D (Data), T (Togle) dan JK sebagai lima jenis flip-flop yang penting. Hubungan logika yang berlaku untuk masing-masing flip-flop adalah berbeda. Suatu flip-flop IC biasanya dijalankan secara sinkron dengan suatu jam dan disamping itu IC tersebut dapat (atau tidak

dapat)

memiliki

masukan

langsung

untuk

operasi

asinkron/tak sinkron, masukan J dan K Data dan Clear. Masukan langsung hanya dapat berharga 0 diantara pulsa jam


61

(Clock) ketika CK=0. Bilamana CK=1 kedua masukan asinkron harus dalam keadaan tinggi dan harus tetap bertahan pada keadaanya selama jangka waktu pulsa, CK=1. Untuk flip-flop majikan budak (Master Slave), keluaran Q tetap sama selama jangka waktu pulsa dan hanya berubah setelah CK berubah dari 1 ke 0, pada tepi pulsa kearah negatif flip-flop togle atau komplementer tidak terdapat secara komersial karena JK FF dapat juga digunakan sebagai T FF dengan menghubungkan langsung masukan J dan K seperti gambar dibawah.

d. TUGAS 1. Berikan definisi dari suatu flip-flop! 2. Tuliskan 2 fungsi dari flip-flop ! 3. Sebutkan jenis-jenis flip-flop yang pengaturnya menggunakan jam (clock)! 4. Gambarkan sebuah flip-flop RS yang tidak menggunakan dan disusun dari pintu/gerbang NAND! 5. Apa arti dari Men-Set flip-flop? e.

Test Formatif I

Berilah tanda silang pada jawaban yang paling benar! 1. Flip-flop termasuk golongan/keluarga: a.

Univibrator

b.

Astabil Multivibrator

c.

Monostabil Multivibrator

d.

Bistabil Multivibrator

2. Yang bukan merupakan jenis flip-flop yang diatur dengan clock adalah: a.

JK FF

b.

D FF


62

c.

CRS FF

d.

RS FF

3. Daerah terlarang untuk RS FF yang disusun dari pintu NAND yaitu: a. S=0 , R=0

c. S=0 , R=0

b. S=1 , R=0

d. S=1 , R=1

4. Daerah stabil untuk RS FF yang dibangun dari pintu NAND yaitu: a. S=0 , R=0

c. S=1 , R=0

b. S=1 , R=1

d. S=0 , R=1

5. Yang disebut dengan Me-Reset sebuah FF yaitu dengan membuat keluaran: a. Q=1 , Qnot=0

c. Q=0 , Qnot=1

b. Q=1 , Qnot=1

d. Q=0 , Qnot=0

6. Jenis flip-flop yang tidak mempunyai kondisi terlarang adalah: a. RS FF dari NAND

c. JK FF

b. CRS FF

d. RS FF dari NOR

7. Daerah terlarang untuk CRS flip-flop adalah: a. R=1 , S=1

c. R=0 , S=1

b. R=0 , S=0

d. R=1 , S=0

8. Pernyataan berikut merupakan fungsi dari flip-flop, kecuali: a. Memory b. Pembangkit pulsa clock c. Rangkaian penggeser data d. Rangkaian hitung 9. Jenis IC yang melaksanakan fungsi NAND adalah: a. 7402

c. 7473

b. 7400

d. 7474


63

10.

Jenis IC yang melaksanakan fungsi JK FF adalah:

a. 7402

c. 7473

b. 7400

d. 7474

II

Jawablah pertanyaan berikut dengan tepat, jelas dan

benar! 1. Gambarkan dan buatlah tabel kebenaran dari CRS Flipflop! 2. Gambarkan dan buatlah tabel kebenaran dari JK Flip-flop! f.

Kunci Jawaban I.

1. d 6. c

2. d

7. a

3. a

8. b

4. b

9. b

5. c

10. c

II. Uraian 1. Gambar CRS FF dan tabel kebenaran 6

6 5 6) )

&N 5 Tabel kebenaran:

S 0 0 1 1

4

R 0 1 0 1

5

4

Qn +1 Qn 0 1 terlarang

2. Gambar JK FF dan tabel kebenaran


64

&O HDU

-

4

-. ) )

&N 4 .

Tabel kebenaran: J 0 0 1 1 g.

K 0 1 0 1

Qn+1 Qn 0 1 Qn (strep)

Keterangan Mengingat Reset Set Togle

Lembar Kerja

Judul 1 : NAND

RS FF , CRS FF dan D FF dengan gerbang-gerbang

ALAT DAN BAHAN 1. IC SN 7400 : 2 buah 2. LED

: 2 buah

3. R : 220 Ω

: 2 buah

4. Multimeter 5. Catu daya 5 Volt 6. Breadboard 7. Kabel penghubung secukupnya GAMBAR RANGKAIAN

6 4

5

5

R-S Flip-flop

4 4

&O N


6

65

4

C-RS Flip-Flop

' 4 &O N 4 D Flip Flop IC SN

7400 LANGKAH KERJA MERAKIT RS FF 1. Buatlah rangkaian RS FF seperti pada gambar rangkaian diatas. 2. Masukkanlah tegangan +5V pada kaki 14 dan ground pada kaki 7. 3. Masukkan input logik pada input-input R dan S seperti pada tabel dibawah ini. Dan masukan hasil pengamatan ini ke dalam tabel I. TABEL I


66

INPUT R 0 0 1 1 1 0 4. Ulangi

OUTPUT Q Qnot

S 0 1 1 0 1 0 percobaan

ini

beberapa

kali

sampai

dapat

memahami sifat dan cara kerja rangkaian RS FF. MERAKIT CLOCK 1. Buatlah C-RS FF seperti pada gambar rangkaian diatas. 2. Masukkanlah tegangan +5V pada kaki 14 dan ground pada kaki 7. 3. Masukanlah input logik pada input R, S dan Clock seperti pada tabel II, dan kemudian catat keadaan outputnya dan masukanlah hasilnya ke dalam tabel II berikut: TABEL II

R 0 0 1 1 0 0 1 1

INPUT S 0 0 0 0 1 1 1 1

C 0 1 0 1 0 1 0 1

OUTPUT Q Qnot

4. Ulangilah percobaan ini beberapa kali sampai dapat memahami sifat dan cara kerja C-RS FF dengan gerbang NAND. MERAKIT D FF 1. Buatlah rangkaian D FF seperti pada gambar rangkaian diatas.


67

2. Masukkanlah tegangan +5V pada kaki 14 dan ground pada kaki 7. 3. Masukkan input logik pada input D dan Clock, lalu amatilah keadaan outputnya dan catatlah hasilnya ke dalam tabel III.

TABEL III

D 0 0 1 1 4. Ulangi

INPUT Clock 0 1 0 1 percobaan

OUTPUT Q Qnot

ini

beberapa

kali

sampai

dapat

memahami sifat dan cara kerja rangkaian D flip-flop dengan gerbang NAND.

KESIMPULAN Apakah kesimpulan dari percobaan ini? Judul 2 : JK Flip-Flop dan T Flip-Flop ALAT DAN BAHAN 1.

IC SN 7473

2.

R : 220 Ω

: 2 buah

3.

LED

: 2 buah

4.

Catu Daya 5 Volt

5.

Bread Board

6.

Kabel Penghubung secukupnya


68

GAMBAR RANGKAIAN

-

JK

ò61

&/ .

FF

. &O HDU induk Hamba

7

T FF

ò61

&/ .

&O HDU Induk hamba LANGKAH KERJA 

JK flip-flop Induk Hamba 1. Buatlah rangkaian JK FF seperti pada gambar diatas. 2. Masukan tegangan +5 V pada kaki 4 dan ground pada kaki 11. 3. Berikan keadaan logik pada input J, K dan Clock. Lalu amatilah keadaan outputnya dan catat hasilnya pada tabel I. 4. Ulangi percobaan ini beberapa kali sampai dapat memahami sifat dan cara kerja rangkaian JK FF induk hamba.

JA 0 0 0


INPUT KA 0 0 1

ClockA 0 1 0

OUTPUT QA QAnot

69

0 1 1 1 1



1 0 0 1 1

1 0 1 0 1

INPUT JB KB 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 T FF Induk Hamba

OUTPUT QB QBnot

ClockB 0 1 0 1 0 1 0 1

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar diatas. 2. Masukan tegangan +5 V pada kaki 4 dan ground pada kaki 11. 3. Berikan input logik pada input T, lalu amati dan catat keadaan outputnya pada tabel II berikut ini: TABEL INPUT T (Togle) 0 1 0 1 0 1 0 1

Q

OUTPUT Qnot

KESIMPULAN Kesimpulan apakah yang diperoleh

dari percobaan JK FF

dan T FF ini?


70

KEGIATAN BELAJAR 5: REGISTER a. Tujuan Pemelajaran 1. Dapat

menganalisa

dan

menggunakan flip-flop

dalam

rangkaian Register 2. Menyebutkan macam-macam register dengan benar 3. Menyebutkan fungsi dan kegiatan Register 4. Menggambarkan macam-macam Register 5. Menjelaskan prinsip kerja macam-macam register

b. Uraian Materi Register adalah sekelompok flip-flop yang dapat dipakai untuk menyimpan dan untuk mengolah informasi dalam bentuk linier . Ada 2 jenis utama Register yaitu: 1. Storage Register (register penyimpan) 2. Shift Register (register geser) Register penyimpan (Storage Register) digunakan apabila kita hendak menyimpan

informasi untuk sementara, sebelum

informasi itu dibawa ke tempat lain. Banyaknya kata/bit yang dapat disimpan, tergantung dari banyaknya flip-flop dalam


71

register . Satu flip-flop dapat menyimpan satu bit. Bila kita hendak menyimpan informasi 4 bit maka kita butuhkan 4 flip-flop. Contoh: Register yang mengingat bilangan duaan (biner): 1101 terbaca pada keluaran Q.

4

4

4

4

4

) )'

4

4

))%

) )&

4

))$

Shift Register adalah suatu register dimana informasi dapat bergeser (digeserkan). Dalam register geser flip-flop saling dikoneksi, sehingga isinya dapat digeserkan dari satu flip-flop ke flip-flop yang lain, kekiri atau kekanan atas perintah denyut lonceng (Clock). Dalam alat ukur digit, register dipakai untuk mengingat data yang sedang ditampilkan. Ada 4 Shift Register yaitu: 1. SISO (Serial Input Serial Output) Gambar Register SISO yang menggunakan JK FF Q 1

Word in (SI)

1 2 3

Clock


J

Q

4

Q FF1

1 2

C LK K

Q 2

5

3

J

Q

4

Q FF2

1 2

C LK K

Q 3

5

3

J

Q

4

Q FF3

1 2

C LK K

Q 4

5

3

J

Q

4

C LK K

Q

5

FF4

72

Prinsip kerja: Informasi/data

dimasukan

melalui

word

in

dan

akan

dikeluarkan jika ada denyut lonceng berlalu dari 1 ke 0. Karena jalan keluarnya flip-flop satu dihubungkan kepada jalan masuk flip-flop berikutnya, maka informasi didalam register akan digrser ke kanan selama tebing dari denyut lonceng (Clock).

Tabel Kebenaran (Misal masuknya 1101)

Clock ke 0 1 2 3 4

Word in

Q1

Q2

Q3

Q4

0 1 0 1 1

0 1 0 1 1

0 0 1 0 1

0 0 0 1 0

0 0 0 0 1

Register geser SISO ada dua macam yaitu: a) Shift Right Register (SRR)/Register geser kanan b) Shift Left Register (SLR)/Register geser kiri c) Shift

Control Register dapat berfungsi sebagai SSR

maupun SLR Rangkaian Shift control adalah sebagi berikut: G es er K an an

Out

G e se r K ir i

Rangkaian ini untuk mengaktifkan geser kanan/kiri yang ditentukan oleh SC. Jika SC=1, maka akan mengaktifkan SLR. Jika SC=0, maka akan mengaktifkan SRR. Gambar


73

rangkaian selengkapnya adalah sebagai berikut: S er i a l o u t

1 2

D

Q

3

1 2

C LK DFF1

Clock

D

Q

3

1 2

C LK D FF2

D

Q

3

1 2

C LK DFF3

D

Q

3

S e ri a l o ut

C LK DFF4

Serial in

Serial in

SRR

SLR

SC

Keterangan: Jika

SC=0,maka

input

geser

kanan

akan

aktif.

Keluaran NAND diumpamakan ke input DFF1 dan setelah denyut lonceng berlaku (saat tebing depan), maka informasi diteruskan ke output Q1. Dan output Q1 terhubung langsung keoutput DFF2 berikutnya sehingga dengan proses ini terjadi pergeseran ke kanan. TABEL KEBENARAN (jika input 1101) Clock ke 0 1 2 3 4


Input 0 1 1 0 1

Q1 0 1 1 0 1

Q2 0 0 1 1 0

Q3 0 0 0 1 1

Q4 0 0 0 0 1

74

Informasi digit digeser kekanan setiap ada perubahan pulsa

clock

tebing atas.

Geser

kanan berfungsi

sebagai operasi aritmatika yaitu pembagi dua untuk tiap-tiap flip-flop.

Jika SC = 1 , maka akan mengaktifkan input geser kiri. Output NAND masuk ke input D-FF4 dan setelah diberi pulsa clock informasi dikeluarkan melalui Q4 dan keluaran Q4 dihubungkan ke input D-FF3, keluaran DFF3 dimasukan ke D-FF berikutnya, sehingga dengan demikian terjadi pergeseran informasi bit ke arah kiri. TABEL KEBENARAN (jika input 1101) Clock ke 0 1 2 3 4 Register

Input 0 1 1 0 1 geser

Q1 0 0 0 0 1

kiri

Q2 0 0 0 1 1

berfungsi

Q3 0 0 1 1 0

Q4 0 1 1 0 1

sebagai

operasi

aritmatika yaitu sebagai pengali dua untuk tiap-tiap flip-flop.

2. Register Geser SIPO Adalah register geser dengan masukan data secara serial dan keluaran data secara parelel. Gambar

rangkaiannya

adalah

sebagai

berikut:

(SIPO

menggunakan D-FF)


75

D a ta l oa d

1 2

D

3

Q

1 2

C LK D FF1

Clock

D

Q

3

1 2

C LK

D

Q

3

1 2

C LK

D F F2

DFF3

D

Q

3

C LK D FF4

Read Out

A

B

C

D

Cara kerja: Masukan-masukan data secara deret akan dikeluarkan oleh D-FF setelah masukan denyut lonceng dari 0 ke 1. Keluaran data/informasi serial akan dapat dibaca secara paralel setelah diberikan satu komando (Read Out). Bila dijalan masuk Read Out diberi logik 0, maka semua keluaran AND adalah 0 dan bila Read Out diberi logik 1, maka pintu-pintu AND menghubung langsungkan sinyal-sinyal yang ada di Q masing-masing flip-flop. Contoh: Bila masukan data 1101 TABEL KEBENARANNYA: Read Out

Clock

Input

0

0

0

0

1

1

0

2

1

0

3

0

0

4

1

1


Q1 Q4 0

Q2 0

0

1

0

0

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

0

1

Q3 A D 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1

B

C

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

76

3. Register Geser PIPO Adalah

register

geser

dengan

masukan

data

secara

jajar/paralel dan keluaran jajar/paralel. Gambara

rangkaiannya

adalah

sebagai

berikut:

(PIPO

menggunakan D-FF) QD

QC

D FF2 1 2

D

Q

QB

D FF2 3

1

D

2

C LK

Q

DFF2 3

1 2

C LK

R

QA

R

D

DFF2 3

Q

1 2

C LK

R

D

Q

3

C LK

R

Reset Clock D3

D2

D1

D0

Cara kerja: Sebelum

dimasuki

data

rangkaian

direset

dulu

agar

keluaran Q semuanya 0. Setelah itu data dimasukkan secara paralel pada input D-FF dan data akan diloloskan keluar secara paralel setelah flip-flop mendapat pulsa clock dari 0 ke 1. Contoh: TABEL KEBENARAN: Clock 0 1 2 3

D1 D4 1 1 1 0

D2 1 1 0 0

0 0 0 0

D3 QD QA 1 0 1 1 1 1 1 0

QC 0 1 0 0

QB 0 0 0 0

0 1 1 1

4. Register geser PISO Adalah register geser dengan masukan data secara paralel dan dikeluarkan secara deret/serial. Gambar rangkaian register PISO menggunakan D-FF adalah sebagai berikut:


77

A

B

C

D

Data load

DFF2 1 2

D

D FF2 Q

3

C LK

R

1 2

D

Q

D FF2 3

1 2

C LK

R

D

Q

C LK

R

DFF2 3

1 2

D

Q

Serial Out

3

C LK

R

Clock

Rangkaian diatas merupakan register geser dengan panjang kata 4 bit. Semua jalan masuk clock dihubungkan jajar. Data-data yang ada di A, B, C, D dimasukkan

ke flip-flop

secara serempak, apabila dijalan masuk Data Load diberi logik 1. Cara Kerja: 

Mula-mula jalan masuk Data Load = 0, maka semua pintu NAND mengeluarkan 1, sehingga jalan masuk set dan rerset semuanya 1 berarti bahwa jalan masuk set dan reset tidak berpengaruh.



Jika Data Load = 1, maka semua input paralel akan dilewatkan oleh NAND. Misal jalan masuk A=1, maka pintu NAND 1 mengeluarkan 0 adapun pintu NAND 2 mengeluarkan

1.

Dengan

demikian

flip-flop

diset

sehingga menjadi Q=1. Karena flip-flop yang lainpun dihubungkan dengan cara yang sama, maka mereka juga mengoper informasi pada saat Data Load diberi logik 1.


78

Setelah informasi berada didalam register, Data Load diberi logik 0. Informasi akan dapat dikeluarkan dari register dengan

cara memasukkan denyut lonceng,

denyut-demi denyut keluar deret/seri. Untuk keperluan ini jalan masuk D dihubungkan kepada keluaran Q. Ada juga register yang dapat digunakan sebagai Shift register SISO maupun PIPO dengan bantuan suatu control sbb: Preset

Data jajar

Reset I np ut C on tr ol (IC)

Input Control = 0, berfungsi sebagai register geser SISO Input Control = 1, berfungsi sebagai register geser PIPO Data 0 1 0 1

IC 1 1 0 0

Preset 1 0 1 1

Reset 0 1 1 1

Rangkaian kontrol diatas dapat disimbolkan sbb: Preset 4 Data Paralel

1

Reset 5

2

3

I np ut C on tr ol

Rangkaian selengkapnya adalah sbb:


79

QD

Data Seri

P

D

C

QC

P

D

Q

C

R

QB

P

D

Q

C

R

QA

P

D

Q

C

R

Q

R

Clock

P

D

C

P

D

Q

C

R

P

D

Q

C

R

P

D

Q

C

R

Q

R IC

D3

D2

D1

D0

Catatan: Jika IC=0, maka input yang dimasukan ke D0, D1, D2, D3 tidak mempengaruhi keadaan output QA, QB, QC, QD tetapi yang mempengaruhinya adalah data yang dimasukkan ke input D-FF secara serial, maka pada kondisi ini rangkaian akan bekerja senagai register geser SISO. Jika IC=1, maka input yang dimasukkan ke gate D seri tidak akan

mempengaruhi

output,

tetapi

output

dipengaruhi oleh data paralel (D0, D1, D2, D3). Input dimasukkan secara serempak dan keluaran ditunjukkan secara serempak begitu pulsa clock berguling dari 1 ke 0, maka pada kondisi ini rangkaian akan bekerja sebagai registeer geser


80

PIPO.

c. Rangkuman Karena suatu unit biner adalah memori 1 bit maka susunan n buah flip-flop dapat menyimpan kata n bit. Susunan ini dinamakan Register. Untuk memungkinkan pembacaan data yang berurutan, maka keluaran dari flip-flop

yang satu

dihubungkan

berikutnya.

dengan

masukan

dari

flip-flop

Konfigurasi seperti ini yang disebut dengan register geser. Masing-masing flip-flop banyak menggunakan JK-FF dan D-FF. Perhatikan pada uraian materi diatas bahwa tahapan yang harus

menyimpan

bit

paling

berarti

adalah MSB

(Most

Significant Bit). Bit paling tidak berarti adalah LSB (List Significant Bit) yang berada pada bit disebelah paling kanan. Macam-macam register yang digunakan adalah berdasarkan fungsinya yaitu meliputi: 1. Register SISO yaitu merupakan register yang masukan

datanya seri dan keluar secara seri. Penerapan Register ini yaitu untuk Register geser kanan, geser kiri. Beberapa jenis register yang banyak dipasaran dilengkapi dengan gerbanggerbang yang memungkinkan pemindahan data dari kanan ke kiri atau sebaliknya. Suatu penerapan untuk operasioperasi ini adalah dalam perkalian dan pembagian oleh angka kelipatan 2 2. Register SIPO yaitu merupakan register yang masukan

datanya secara seri dan keluar secara paralel. Flip-flop yang telah dijelaskan diatas dapat dikosongkan isinya dengan memberi bit 0 pada Clear sehingga semua keluaran Q1, Q2, Q3 dan Q4 = 0, setelah clear diberi logik 1, clock diberikan, data dimasukan misalnya 1101 maka data yang tak berarti akan tersimpan pada FF4 = 1, berturut-turut menuju ke kiri


81

(data yang paling berarti) FF3 akan tersimpan logik 0, FF2 = logik 1 dan FF1=logik 1 3. Register PISO yaitu merupakan register yang masukan

datanya secara paralel dan keluarannya secara seri. Dalam kasus yang dijelaskan diatas flip-flop yang dipasang adalah FF1, FF2, FF3, FF4 dan data yang dimasukkan adalah 1101 maka data yang tersimpan itu selanjutnya dapat dibaca secara serial pada FF yang paling kanan dengan menggunakan 4 pulsa clock. Sistem ini merupakan suatu konverter paralel ke serial. 4. Register PIPO yaitu data dimasukkan seperti dijelaskan

diatas secara paralel dan kemudian akan digeserkan secara paralel pada keluarannya. Dan masing-masing flip-flop hanya digunakan sebagai suatu memori. Salah satu penerapan yang penting dari register adalah penggunaanya sebagai pembangkit barisan biner. Sistem ini juga disebut pembangkit kata, kode atau huruf. Suatu register geser juga dapat dipakai untuk menimbulkan penundaan waktu ∆ dalam suatu sistem. Jadi suatu deretan pulsa masuk akan muncul pada keluaran suatu register n tahapan dengan penundaan waktu selama ∆=(n-1)T Disamping itu register geser juga dapat digunakan sebagai Ring Counter (pencacah sim vol). Jadi suatu pencacah sim vol mempunyai fungsi serupa dengan sebuah saklar Steping (Stepping Switch), karena setiap pulsa penggeser memajukan saklar itu sejauh satu langkah.

d. Tugas 1.

Apa yang dimaksud dengan register?

2.

Ada berapa jenis register, sebutkan!


82

3.

Gambarkan

rangkaian

register

SISO

4

bit

menggunakan JK FF dan D FF serta jelaskan cara kerja masing-masing! 4.

Gambarkan rangkaian register geser SRR dan SLR

menggunakan Shift Control! 5.

Kenapa dalam register SIPO dalam membaca keluaran

paralel, input Read Out diberi logik 1?

e. Tes Formatif 1.

Sebutkan 5 fungsi dari Register?

2.

Apakah fungsi Clear pada Register?

3.

Lengkapilah tabel kebenaran berikut ini jika Shift

Register tersebut mempunyai output 8 bit secara SIPO, dimana Q8 merupakan LSB! Clock 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Data input 0 1 1 1 1 1 1 1 1

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 0 0 0 0 0 0 0 0

4. Gambarkan SIPO Shift Register tersebut diatas secara blok diagram?

f. Kunci Jawaban 1. Lima fungsi dari Register yaitu untuk: a. Memmory (menyimpan data) b. Penggeser data dari input seri ke output paralel


83

c. Penggeser data kekanan (SRR) dan kekiri (SLR) d. Pembangkit barisan biner (sequence generator) e. Saluran penunda digital 2. Fungsi clear pada register untuk membersihkan data yang ada pada flip-flop (membersihkan memory) supaya sebelum data dimasukan output flip-flop semua dalam kondisi 0.

3. Tabel Kebenaran Clock 0 1 2 3 4 5 6 7 8 4.

Data input 0 1 1 1 1 1 1 1 1

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1

Blok diagram SIPO untuk tabel diatas Q1 MSB 11111111

Q2

S er ia l I np ut

Q3 Q4 Q5

g. Lemb ar Kerja

Q6

Clk

Q7 Q8 LSB

Judul : Register BAHAN

Clear

KERJA

1. IC SN 7473 (dual JK FF with clear)

2 buah

2. IC SN 7400 (quadraple Z inputs NAND gate)

1 buah

3. IC SN 7474 (dual DFF with Preset dan Clear)

2 buah


84

4. IC SN 7495 (4 bit SRR or SLR)

1 buah

5. IC SN 74164 (8 bit SIPO Shift Register)

1 buah

6. Indikator (LED)

8 buah

7. Rangkaian Clock ALAT KERJA 1.

Papan percobaan

2.

Kabel penghubung

3.

Catu daya + 5 volt DC

4.

Multimeter

KESELAMATAN KERJA 1.

Selalu

berhati-hati dalam membuat rangkaian. 2.

Meneliti

terlebih dahulu sebelum melakukan percobaan. 3.

Menggunaka

n catu daya yang sesuai untuk setiap percobaan. 4.

Menanyakan

kepada instruktur bila mengalami kesulitan. PETUNJUK UMUM 1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan. 2. Membuat rangkaian seperti pada gambar percobaan. 3. Bila dalam merangkai telah baik dan benar, laporkan kepada instruktur. 4. Menyalakan catu daya. 5. Memberikan keadaan logik seperti pada tabel. 6. Memperhatikan dan mencatat hasilnya (outputnya). 7. Melakukan percobaan sampai 2 atau 3 kali. 8. Bila telah selesai melakukan percobaan mematikan catu daya.


85

9. Mengembalikan alat dan bahan ke tempat semula. 10.

Membersihk

an ruangan tempat percobaan. LANGKAH KERJA 1.

Percobaan I (SRR menggunakan JK FF).

Rangkaian gambar berikut: Q 1

Word in (SI)

1 2 3

J

Q

4

Q

5

FF1

Clock

1 2

C LK K

Q 2

3

J

Q

4

1 2

C LK K

Q 3

Q

5

3

FF2

J

Q

4

Q 4

1 2

C LK K

Q

5

3

FF 3

J

Q

4

C LK K

Q

5

FF4

Clear

Bit-bit dimasukkan ke Word in (masukkan kata). Sebelum pulsa clock diberikan, FF direset terlebih dahulu dengan cara memberikan logik 0 ke pin Clear. Masukkan data dengan memberikan pulsa clock sesuai tabel berikut: Word in

Clock

QA

QB

QC

QD

0 1 1 0 1

2.

Percobaan II (SRR menggunakan D FF)

Buatlah rangkaian berikut:


86

Q 1

Word in (SI)

1

J

2

Q 2

4

Q

1 2

C LK

3

J

K

5

Q

4

Q

1

3

J

2

C LK K

FF1

Clock

Q 3

5

Q

Q 4

4

Q

1 2

C LK

3

K

FF2

J

5

Q

4

Q

C LK

3

K

FF3

5

Q FF 4

Clear

Bit-bit dimasukkan ke input D FF-I. Sebelum pulsa clock diberikan, FF direset terlebih dahulu. Berikan data input dan catat outputnya dalam tabel berikut:

Input

Clock

Output QB QC

QA

QD

0 1 1 0 1 3.

Percobaan III (Register PIPO menggunakan D FF)

Buat rangkaian berikut: QD

QC

D FF2 1 2

D

Q

QB

D FF2 3

1 2

C LK

R

D

Q

QA

DFF2 3

1 2

C LK

R

D

DFF2 Q

3

1 2

C LK

R

D

Q

3

C LK

R

Reset Clock D3

D2

D1

D0

Bit-bit dimasukkan pada input D0, D1, D2, D3. Sebelum pulsa clock dimasukkan, resetlah terlebih dahulu. Masukkan data dan catat outputnya dalam tabel berikut: Clock


PARALEL IN

PARALEL OUT

87

D0

D1

D2

D3

0 0 1 1

0 1 1 0

0 0 0 0

1 1 1 1

Q A

Q B

Q C

QD

4. Percobaan IV (SRR menggunakan IC SN 7495) Buatlah rangkaian berikut: M o d e C o n tr o l S e r i a l In C lo c k

6 1 9

Terminal

M O D E S E R C L K 1 Q Q Q Q

A B C D

mode control

13 12 11 10

diberikan kondisi

7495

“0”.

Bit-bit dimasukkan ke terminal serial input. Masukkan data dan catat outputnya dalam tabel berikut: Serial In 1 1 0 1 5.

Clock 1

Output QB QC

QA

QD

Percobaan V (SLR menggunakan IC SN 7495)

Buatlah rangkaian berikut:

M o d e C o n tr o l

C lo c k 2

S e r i a l In

6

8 2 3 4 5

Terminal M O D E

C L K 2 A Q A B Q B C Q C D Q D 7495

mode 13 12 11 10

control diberikan kondisi

“1”, pulsa clock diberikan pada terminal clock 2. Bit-bit dimasukkan melalui input D. Masukkan data dan catat outputnya dalam tabel berikut:


88

Register 1

Recommend Documents