BAB II PEMELAJARAN A. RENCANA BELAJAR SISWA Kompetensi
: Menguasai Elektronika Digital dan Komputer
Sub Kompetensi
: Konsep Elektronika Digital
Jenis Kegiatan
Tanggal
Kegiatan Belajar 1 SISTEM KODE ASCII Kegiatan Belajar 2 GERBANG LOGIKA DASAR Kegiatan Belajar 3 RANGKAIAN CLOCK Kegiatan Belajar 4 FLIP-FLOP Kegiatan Belajar 5 SHIFT REGISTER Kegiatan Belajar 6 COUNTER Kegiatan Belajar 7 DECODER&ENCODER
Waktu
Tempat Pencapaian
Alasan Perubahan
Paraf
8 40 10 18 18 26 32
B. KEGIATAN BELAJAR KEGIATAN BELAJAR 1: SISTEM KODE ASCII a. Tujuan Pemelajaran 1. Dapat mengkonversikan sistem-sistem bilangan decimal ke hexadecimal 2. Dapat mengkonversikan sistem bilangan hexadecimal ke biner 3. Mengkonversikan
karakter
ASCII
menjadi
bilangan
biner
yang
selanjutnya membentuk graphic symbol berdasarkan karakter control pada keyboard
Modul ELKA.MR.UM.004.A
9
b. Uraian Materi ASCII (American Standar Code For Information Interchange) adalah juga sering disebut dengan sandi ASCII yang sering digunakan untuk memproses sistem informasi, komunikasi, dan peralatan yang saling berhubungan biasanya berupa keypad (papan disebut keyboard.
ketik) atau lebih lengkap
Peraturan FCC memberikan para pengguna ASCII
amatir agar dapat menyesuaikan pada ASCII yang diartikan oleh American
National Standar Institute (ANSI) Standar X3.4-1968.ANSI telah membuat perbaikan menjadi X3.4-1977.ANSI yang menggunakan istilah yang berbeda misalnya dari dua pilihan output untuk graphic tertentu. ANSI adalah rekan usaha Internasional dengan Organisasi Internasional dalam memberlakukan standart ISO 646-1973 dan Internasional Alphabet no.5 (IA5) yang secara spesifik direkomendasikan dalam CCITT (International
Telegraph and Telephone Consultative Commitee). ASCII menyajikan sebuah karakter dengan 7 bit bilangan biner yang memungkinkan kombinasi 128 karakter yang berbeda. Dari 128 karakter ini 96 karakter diantaranya merupakan printable character
(termasuk huruf besar dan
kecil). Sisa karakter yang lain sebanyak 32 buah digunakan untuk karakter khusus seperti carriage Return, Line Feed, Back Space, Delete. Tidak seperti (Bandot), ASCII telah lebih tinggi dan memiliki noise kasusu yang rendah dalam penulisannya. Sekumpulan Code ASCII dapat dilihat pada tabeh 1 berikut ini:
Tabel 1 Penempatan Character Code ASCII Bit Number 3
2
1
0
Hex 2nd
0
0
0
0
0
Modul ELKA.MR.UM.004.A
6 5 4 1st
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 2
0 1 1 3
1 0 0 4
1 0 1 5
1 1 0 6
1 1 1 7
NUL
DLE
SP
0
@
P
‘
p
10
0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 ACK BEL BS CAN CR DC1 DC2 DC3 DC4 DEL DLE ENQ EM EOT ESC ETB ETX
0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
SOH STX ETX EOT ENQ ACK BEL BS HT LF VT FF CR SO SI
DC1 DC2 DC3 DC4 NAK SYN ETB CAN EM SUB ESC FS GS RS US
= acknowledge = bell = backspace = cancel = carriage return = device control 1 = device control 2 = device control 3 = device control 4 = delete =data link escape = enquiry = end of medium = end of transmission = escape = end of block = end of text
! “ # $ & % ‘ ( ) * + ‘ . / FF FS GS HT LF NAK NUL RS SI SO SOH SP STX SUB SYN US VT
1 2 3 4 5 6 7 8 9 : ; < = > ?
A B C D E F G H I J K L M N O
Q R S T U V W X Y Z [ \ ] ^ _
a b c d e f g h i j k l m n o
q r s t u v w x y z { | } ~ DEL
= form feed = file separator =group separator = horizontal tab = line feed = negative acknoweledge = null = record separator = shift in = shift out = start of heading = space = start of text = substitute = synchronous idle = unit separator = vertical tab
Note : “1”= mark, “0”= space Bit 6 is the most significant bit (MSB) Bit 0 is tme least significant bit (LSB)
Nomor bit didalam table disusun sesuai pasangan gambar dari b6-b0. Dalam code internasional £, selalu menempati # dan $ mungkin untuk menandai kata uang internasional ¤ Sementara pada awalnya misalnya pada terminal video display dan teleprinter seperti teletype corp model 33, selalu diimplementasikan pada kenaiakan kasus huruf atau lambing. Mereka selalu menggambarkan kenaikan kasus huruf saat menerima kasus/huruf yanf lebih rendah. Dalam terminal CAPS LOCK, dalam keyboard mungkin dapat digunakan untuk mengubah semua huruf ke kenaikan kasus.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
11
Karakter Control: ASCII telah memiliki 32 karakter khusus yang berfungsi sebagi karakter control ditambah dengan karakter istimewa. Mereka tidak konsisten dalam menggunakan spesifikasi pada standart ANSI X3.4. Bagaimanapun ini kakan banyak membantu untuk mengetahui penggunaan sesuai standart. Terdapat 5 kelompok dalam rangkaian control yaitu:
a. Logical Communication b. Device Control c. Information Separator d. Code Extention e. Physical Communication Dibawah ini adalah contoh penjelasan dari karakter control yang berbeda. Penjelasan ini dapat dibaca dari table yang sudah dilengkapi dengan karakter ASCII, Code Hexadecimal, Code biner dan symbol graphic sebagai berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
12
ASCII Char
Graphic Symbol
SOH STX ETX ACK
Keyboard Decimal Hexadecimal Binary Char LOGICAL COMMUNICATION CONTROL Control A 1 01 0000001 Control B 2 02 0000010 Control C 3 03 0000011 Control F 6 06 0000110
ASCII Char
Keyboard Char
Graphic Symbol
NUL CAN EM SUB
Control @ Control x Control y Control z
BEL BS HT VT
Control G Control H Control I Control K
FS GS RS US
Control \ Control | Control ^ Control -
SO SI ESC
Control N Control O ESC
Decimal
Hexadecimal
PHYSICAL COMMUNICATION 0 00 24 18 25 19 26 1A DEVICE CONTROL 7 07 8 08 9 09 11 0B INFORMATION SEPARATOR 28 1C 29 1D 30 1E 31 1F CODE EXTENTION 14 0E 15 0F 7 0B
Binary
⎡ ⊥ ⎦ ∨
0000000 0011000 0011001 0011010
Χ Φ ς
0000111 0001000 0001001 0001011
→ ↓
0011100 0011101 0011110 0011111 0001110 0001111 0011011
Keseimbangan (Parity) Saat adanya ke tidak tepatan penempatan ASCII disimpan 8 bit dengan menambahkan
angka
0
sebagai
bit bersignifikasi paling tinggi
(diletakkan pada pada bit paling kiri). Sebagai contoh karakter R akan tersimpan sebagai 0101000, dan seterusnya. Bit tambahan ini sering digunakan
untuk
uji
paritas.
Penambahan
ini
mungkin
untuk
pemeriksaan keseimbangan/sama rata. Untuk membedakan data
Modul ELKA.MR.UM.004.A
13
komunikasi dan pengertian
parity dapat juga mengamankan data
komunikasi.
Code Tambahan (Code Extention) Dengan tambahan parity menjadi 8 bit, dapat digunakan sebagai balas tingkat code character. Pekerjaan yang sekarang dijalani untuk menghasilkan standar internasional dalam batas tingkat kumpulan code
character. Untuk komunikasi teks yang akan memberikan sekumpulan tambahan karakter grafik.
ASCII SERIAL TRANSMISSION Serial transmission dari karakter ASCII dapat menjadi penurunan bit pertama ke kenaikan bit yang paling penting (MSB) atau b0 menjadi b6 ditambah dengan keseimbangan bit parity jika diperlukan. Tabel berikut ini merupakan tampilan kelengkapan perangkat karakter
ASCII untuk melengkapai tabel diatas. ASCII 000 001 002 003
Karakter NUL SOH STX ETX
ASCII 032 033 034 035
Karakter Blank ! “ #
ASCII 064 065 066 067
Karakter @ A B C
ASCII 096 097 098 099
Karakter
004
EOT
036
$
068
D
100
d
005 006 007 008 009 010 011 012 013 014 015 016 017
ENQ ACK BEL BS HT LF VT FF CR SO SI DLE DC1
037 038 039 040 041 042 043 044 045 046 047 048 049
% & ‘ ( ) * + ‘ ‘ / 0 1
069 070 071 072 073 074 075 076 077 078 079 080 081
E F G H I J K L M N O P Q
101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113
e f g h i j k l m n o p q
Modul ELKA.MR.UM.004.A
a b c
14
ASCII 018 019 020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030 031
Karakter DC2 DC3 DC4 NAK SYN ETB CAN EM SUB ESC FS GS RS US
ASCII 050 051 052 053 054 055 056 057 058 059 060 061 062 063
Karakter 2 3 4 5 6 7 8 9 : ; < = > ?
ASCII 082 083 084 085 086 087 088 089 090 091 092 093 094 095
Karakter R S T U V W X Y Z [ \ ] ↑ _
ASCII 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127
Karakter r s t u v w x y z { | } ~ DEL
Catatan: Karakter pertama dan terakhir adalah karakter control. Mereka tidak boleh dicetak.
c. Rangkuman Code ASCII merupakan sandi yang paling penting. ASCII menyajikan 7 bit bilangan biner, yang memungkinkan kombinasi 128 karakter yang berbeda. Dari 128 karakter yang berbeda ini 96 karakter diantaranya berupa printable character, dan 32 karakter pertama dan terakhir adalah control character. Pada tabel 1 diatas menunjukkan sandi ASCII lengkap yang disusun dalam sejumlah kolom dan baris. Sebagai contoh, karakter R terdapat pada kolom 101 dan baris 0010 sehingga sandi
ASCII dari karakter R adalah 1010010. Dengan cara yang sama karakter carriage return (CR) mempunyai sandi 0001101. ASCII disimpan sebagai sandi 8 bit dengan menambakan satu angka 0 sebagai bit significant paling tinggi. Bit tambahan ini sering dgunakan untuk uji prioritas. Karakter control pada ASCII dibedakan menjadi 5 kelompok sesuai dengan penggunaan yaitu berturut-turut meliputi
logical communication, Device control, Information separator, Code extention, dan physical communication. Code ASCII ini banyak dijumpai
Modul ELKA.MR.UM.004.A
15
pada papan ketik (keyboard) computer atau instrument-instrument
digital. Di pasaran terdapat sejumlah papan ketik yang keypad hexadecimal terdiri atas 16 kunci untuk 16 karakter hexadecimal yang sering digunakan pada sistem-sistem sederhana.
d. Tugas Dari pembacaan pada tabel, buatlah daftar table yang terdiri atas: Kolom 1: Bilangan decimal 0 sampai dengan 64 Kolom 2: Character ASCII Kolom 3: Bilangan Decimal Kolom 4: Bilangan binernya
e. Test Formatif 1. Sebutkan kegunaan dari kode ASCII! 2. Kharakter control dalam kode ASCII dibedakan menjadi 5 kelompok. Sebutkan! 3. Konversikan kode ASCII berikut menjadi bilangan biner! a. (127)10
= (7F)16 =
2
b. (0E)16
=
2
=
10
c. (1A)16
=
2
=
10
f. Kunci Jawaban 1. Kegunaan
kode
ASCII
untuk
memproses
system
informasi,
komunikasi dan peralatan yang saling berhubungan yang biasanya berupa keyboard dan keypad. 2. Karakter Control pada ASCII dibedakan menjadi:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
16
a. Logical communication
b. Device control c. Information separator d. Code extention e. Physical communication 3. a. (127)10
= (7F)16
= (1111111)2
b. (0E)16
= (0001110)2 =
1410
c. (1A)16
= (0011010)2 =
2610
g. Lembar Kerja Jika ditentukan: Perangkat character code ASCII seperti pada tabel dibawah ini. Lengkapilah tabel dibawah ini: ASCII character 4 9 G P R X M Nul ACK BEL FF CR CAN ESC
Decimal
Modul ELKA.MR.UM.004.A
Hexa Decimal
Biner 6543210
Keterangan
17
KEGIATAN BELAJAR 2: GERBANG LOGIKA DASAR a. Tujuan Pemelajaran 1. Menjelaskan konsep dasar dan fungsi berbagai gerbang logika dasar dengan benar. 2. Menjelaskan hukum-hukum penjalinan (Aljabar Boo lean) dengan bemar. 3. Mengkombinasikan beberapa gerbang logika dasar dengan benar. 4. Menjelaskan jenis-jenis IC untuk implementasi gerbang logika dengan benar.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
18
b. Uraian Materi Gerbang logika merupakan dasar pembentuk system digital. Gerbang logika beroperasi pada bilangan biner 1 dan 0. Gerbang logika digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik dengan system digital. Berkaitan dengan tegangan yang digunakan maka tegangan tinggi berarti 1 dan tegangan rendah adalah 0. Semua sistem digital disusun hanya menggunakan tiga gerbang yaitu:
NOT, AND dan OR. 1. Fungsi AND gate Fungsi
AND
dapat
digambarkan
dengan
rangkaian
listrik
menggunakan saklar seperti dibawah ini:
A
Keterangan:
B
A & B adalah saklar
Y
Y adalah lampu Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebut berlogika 1. Fungsi logika yang dijalankan rangkaian AND adalah sebagai berikut: 1. Jika kedua saklar A & B dibuka maka lampu padam 2. Jika salah satu dalam keadaan tertutup maka lampu padam 3. Jika kedua saklar tertutup maka lampu nyala Simbol Gerbang AND
Tabel Kebenaran INPUT
A B
Modul ELKA.MR.UM.004.A
Y=A.B =AB
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
OUTPUT Y 0 0 0 1
19
Karakteristik: Jika A da B adalah input, sedangkan Y adalah Output, maka output gerbangnya AND berlogika 1 jika semua inputnya berlogika 1. Dan output berlogika 0 jika kedua atau salah satu inputnya berlogika 0. 2. Fungsi OR gate Funsi OR dapat digambarkan dengan rangkaian seperti dibawah ini. Keterangan:
A Y
A dan B =Saklar
B
Y= lampu
Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebur berlogika 1. Simbol Gerbang OR
Tabel kebenaran INPUT
A Y=A+B B
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
OUTPUT Y 0 1 1 1
Karakteristik: Jika A dan B adalah input sedangkan Y output maka output gerbang OR akan berlogika 1 jika salah satu atau kedua input adalah berlogika 1. 3. Fungsi NOT gate Fungsi NOT dapat digambarkan dengan rangkaian seperti gambar dibawah ini:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
20
Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebut berlogika 1.
Y
A
Simbol Fungsi NOT
Tabel Kebenaran
INPUT OUTPUT A Y Y A 0 1 1 0 Karakteristik: Jika adalah input, output adalah kebalikan dari input. Artinya Jika input berlogika 1 maka output akan berlogika 0 dan sebaliknya. 4. Fungsi NAND gate
NAND adalah rangkaian dari NOT AND. Gerbang NAND merupakan gabungan dari NOR dan AND digambarkan sebagai berikut:
A Y = AB B AND
NOT
Menjadi:
A Y = AB B NAND
NAND sebagai sakelar A Y B Modul ELKA.MR.UM.004.A
21
Dari Gambar diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut: C A 0 0 1 1
Output Y 1 1 1 0
B 0 1 0 1
Karakteristiknya: Jika A dan B input sedangkan Y adalah output maka output gerbang NAND akan berlogika 1 jika salah satu inputnya berlogika 0. Dan output akan berlogika 0 jika kedua inputnya berlogika 1. Atau output gerbang NAND adalah komplemen output gerbang AND. 5. Fungsi NOR gate
NOR adalah singkatan dari NOT OR. Gerbang NOR merupakan gabungan dari gerbang NOT dan OR. Digambarkan sebagai berikut:
A Y = A+B B menjadi:
A Y = A+B B
NOR dengan saklar
Modul ELKA.MR.UM.004.A
A
B
Y
22
Dari rangkaian diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut: Input A B 0 0 0 1 1 0 1 1 Karakteristik: jika A dan
Output Y 0 0 0 1 B adalah input dan Y adalah output maka
output gerbang NOR berlogika 1 jika semua input berlogika 1 dan output akan berlogika 0 jika salah satu atau semua inputnya berlogika 0. Atau output gerbang NOR merupakan output gerbang
OR 6. Fungsi EX-OR (Exlusive OR) Gerbang X-OR akan memberikan output berlogika 1 jika jumlah logika jumlah logika 1 pada inputnya ganjil. Rangkaian EX-OR disusun dengan menggunkan gerbang AND, OR, NOT seperti dibawah ini. Simbol Gerbang EX-OR Y= A.B + A.B
A Y=A+B B
=A + B
Dari gambar diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut: Input
Modul ELKA.MR.UM.004.A
Output
23
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
Y 0 1 1 0
7. Fungsi EX-NOR Gerbang X-NOR akan memberikan output berlogika 0 jika jumlah logika 1 pada inputnya ganjil. Dan akan berlogika 1 jika kedua inputnya sama. Rangkaian EX-NOR disusun dengan menggunka gerbang AND, OR, NOT seperti dibawah ini. Simbol Gerbang EX-NOR
A Y=A+B B Dari gambar diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut: Input A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
Output Y 1 0 0 1
8. Sifat-Sifat Aljabar Boolean Aljabar Boolean memuat variable dan simbul operasi untuk gerbang logika. Simbol yang digunakan pada aljabar Boolean adalah: (.) untuk AND, (+) untuk OR, dan ( ) untuk NOT. Rangkaian logika merupakan gabungan beberapa gerbang, untuk mempermudah penyeleseian perhitungan secara aljabar dan pengisian tabel kebenaran digunakan sifat-sifat aljabar Boolean:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
24
a. Teori IDENTITAS A.1 = A
A+1 = 1
A.0 = 0
A+0 = A
A.A = A
A+A = A
A.A = A
A+A = 1
b. Teori KOMUTATIF A.B.C = C.B.A A+B+C = C+B+A c. Teori ASOSIATIF A.(B.C) = (A.B).C = A.B.C A+(B+C)=(A+B)+C=A+B+C d. Teori DISTRIBUTIF A.B + A.C = A (B+C) e. Teori DE MORGAN A.B=A+B A+B=A.B 9. Kombinasi Gerbang Logika Untuk memenuhi kebutuhan akan input yang lebih dari 2 di dalam suatu rangkaian logika, maka digabungkan beberapa gerbang logika . Hal ini biasa dilakukan jika faktor delay tidak diperhitungkan. Contoh:
a) Gerbang logika AND 3 input Kemungkkinan
A B C
Y
kebenaran
untuk
inputnya dimana
tabel
yaitu n
2
adalah
banyaknya input.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
25
Jadi 2 = 8
Tabel kebenaran AND 3 input A 0 0 0 0 1 1 1 1
INPUT B 0 0 1 1 0 0 1 1
OUTPUT Y 0 0 0 0 0 0 0 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
b) Gerbang NAND sebagai gerbang universal Gerbang NAND disebut gerbang logika universal karena dapat digunakan untuk membuat gerbang logika yang lain, sehingga dapat
meminimalkan
penggunaan
gerbang
dasar
untuk
membentuk suatu gerbang logika tertentu. Rangkaian Ekivalen gerbang NAND JENIS GERBANG
EKIVALEN
NOT
A
A
AND
Modul ELKA.MR.UM.004.A
26
JENIS GERBANG
EKIVALEN
OR
NOR
EX-OR
EX-NOR
10. TEORI DE MORGAN Digunakan untuk mengubah bolak–balik dari bentuk minterm (bentuk penjumlahan dari pada hasil kali/SOP) ke maksterm (bentuk perkallian dari pada penjumlahan/POS) dari pernyataan
Boolean. Teori De Morgan dapat ditulis: a. A + B = A . B Mengubah keadaan OR dasar menjadi AND dasar
Modul ELKA.MR.UM.004.A
27
= b. A . B = A + B Mengubah keadaan OR dasar menjadi AND dasar
= Penyederhanaan fungsi logika dengan aljabar Boolean contoh: 1. Y = A.B …………………………..Y = A + B = A + B 2. Y = A + B ……………………….Y = A.B 3. Y = AB + A.B + A.B Y = A + B + A.B + A.B Y = A + A.B + B + A.B Y = A(1+B) + B(1 + A) Y = A + B = A.B Penyederhanaan fungsi logika dengan sistem Sum Of Product (SOP) dan Product Of Sum (POS) 1. Penyederhanaan dengan sistem SOP/penjumlahan dari pada hasil kali. Sifat: Untuk sistem SOP digunakan output 1 Contoh: A 0 0 0 0 1 1 1 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A
INPUT B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
OUTPUT Y 1 0 0 1 0 0 1 1
Persamaan SOP Y = A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C
28
Gambar rangkaian: A B C
Y
Penyederhanaan dengan aljabar Boolean Y = A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C Y = A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C Y = A.B (C+C) + A.B.C + A.B.C Y = A.B + A.B.C + A.B.C Penyederhanaan dengan POS/perkalian dari pada penjumlahan Sifat: Untuk sistem POS digunakan output 0
Contoh: Input A B 0 0 0 1 1 0 1 1
Output Y 1 1 0 0
Persamaan POS: Y = ( A + B ) . ( A + B )
Modul ELKA.MR.UM.004.A
29
11. Penyederhanaan fungsi logika dengan Karnaugh Map. Metoda Karnaugh Map adalah suatu teknik penyederhanaan fungsi logika denngan cara pemetaan K-Map terdiri dari kotak-kotak (bujur sangkar) yang jumlahnya tergantung dari jumlah variabel dari fungsi logika atau jumlah input dari rangkaian logika. Rumus menentukan jumlah kotak dalam K–Map N = 2 dimana N = jumlah kotak dalam K-Map N = banyaknya variabel/input Langkah-langkah pemetaan Karnaugh Map secara umum.
aljabar Boolean minterm (dari suatu taaabel
1. Menyusun kebenaran)
2. Menggambarkan satuan dalam peta Karnaugh Map. 3. Membuat kelompok dua-an, empat-an, delapan-an satuan dan seterusnya dimana satuan tersebut berdekatan satu sama lain. 4. Menghilangkan variabel-variabel dengan rumus bila suatu variabel dan inversinya terdapat didalam suatu kelompok lingkaran maka variabel tersebut dihilangkan. 5. Meng-OR-kan variabel yang tersisa.
a) Macam Karnaugh Map a. Karnaugh Map dengan 2 variabel Contoh: Input A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
Output Y 1 0 1 1
Langkah Pertama
Modul ELKA.MR.UM.004.A
30
Y = A.B + A.B + A.B Langkah ke Dua B A
B A
1
A
1
B
1
Langkah ke Tiga B A
B A
1
A
1
B
1
Langkah ke Empat Y = A. B + A.B + A.B Y = B ( A +A ) + AB Y = B + A.B b. Karnaugh Map dengan 3 variabel Contoh:
A 0 0 0 0 1 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A
INPUT B 0 0 1 1 0 0
C 0 1 0 1 0 1
OUTPUT Y 0 1 1 1 0 1
31
1 1
1 1
0 1
0 1
Penyederhanaan dengan K-Map Langkah pertama: Y=A.B.C+A.B.C+A.B.C+A.B.C+A.B.C Langkah kedua: C AB
C
AB AB
C 1
1
1
AB
1
AB
1
Langkah ketiga: Penyederhanaan dengan Aljabar Boolean Y = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C Y = B.C (A+A)+A.B (C+C)+ A.B.C Y = B.C+A.B+ A.B.C Y = B.C+B(A+AC) Y = B.C+B(A+C) Y = B.C+A.B+B.C Y = A.B+C(B+B) Y = A.B+C c. Karnaugh Map dengan 4 variabel
Modul ELKA.MR.UM.004.A
32
Contoh: INPUT A 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
B 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
C 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
D 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
OUTPUT Y 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Penyelesaian: Penyederhanaan dengan Karnaugh Map Langkah pertama: Y = A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D Langkah kedua: CD CD CD
CD
CD
AB AB
1
1
AB
1
1
AB
1
1
Modul ELKA.MR.UM.004.A
1
33
AB
1
1
Langkah ketiga: Penyederhanaan dengan Aljabar Boolean: Y = A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D + A.B.C.D+ A.B.C.D Y = A.B.D(C+C)+ A.B.C.D+A.B.C(D+D)+ A.B.D(C+C)+ A.B.D(C+C) Y = A.B.D+ A.B.C.D+ A.B.C+ A.B.D+ A.B.D Y = B.D(A+A)+A.B(C+CD)+ A.B.D Y = B.D+A.B(C+D)+ A.B.D Y = B.D+A.B.C+ A.B.D+ A.B.D Y = B.D+ A.B.C+B.D(A+A) Y = B.D+ A.B.C+B.D Y = D(B+B)+ A.B.C Y = D+ A.B.C Variasi pelingkaran yang tidak biasa a. Tidak dapat disederhanakan
b. Satu variabel dapat dihilangkan
1
1
1 1
1
c. Dua variabel dapat dihilangkan 1
1
1
1
1
1
1
1
12. Aplikasi Gerbang Logika Dasar
Modul ELKA.MR.UM.004.A
34
Contoh: Sebagai rangkaian ARITMATIKA BINER yang dapat melakukan Operasi aritmatik penjumlahan (+) dan pengurangan () a) Half Adder Adalah suatu rangkaian penjumlah sistem bilangan biner yang paling sederhana. Rangkaian ini memiliki 2 terminal input dan 2 terminal output yang disebut Summary Out (Sum) dan Carry
Out (Carry). Gambar rangkaian logika untuk Half Adder
A B
Simbol
Sum Sum
A
HA Carry
B
Tabel Kebenarannya: INPUT A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
OUTPUT SUM CARRY 0 0 1 0 1 0 0 1
C
Persamaan logika: Sum = A.B+A.B Carry = A.B
b) Full Adder Adalah penjumlah lengkap (penuh) yang memiliki 3 input A, B,
Carry Input (Cin) dengan 2 output Sum dan Carry Output (Cout=Co). Gambar rangkaian logika untuk Full Adder
Modul ELKA.MR.UM.004.A
35
Carry in Sum A B Carry out
Simbol Cin A B
Sum
FA
Co
Tabel Kebenarannya: A 0 0 0 0 1 1 1 1
INPUT B 0 0 1 1 0 0 1 1
Cin 0 1 0 1 0 1 0 1
OUTPUT Sum Co 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1
Persamaan logika: Sum = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C Co = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C
c) Half Subtractor Adalah suatu rangkaian pengurang sistem bilangan biner yang paling sederhana, ini memiliki 2 input dan 2 output yang disebut differensi (Di) dan Borrow (Bo). Gambar rangkaian logika untuk Half Subtractor
Modul ELKA.MR.UM.004.A
36
A B
Di
Bo
Simbol A
Di
HS
B
Bo
Tabel Kebenarannya: INPUT A 0 0 1 1
OUTPUT Di Bo 0 0 1 1 1 0 0 0
B 0 1 0 1
Persamaan logika: Di = A.B+A.B =A+B Bo = A.B
d) Full Subtractor Adalah rangkaian pengurang biner yang lengkap (penuh). Rangkaian ini
memliki 3 terminal input dan 2 terminal output,
yaitu Borrow dan Differensi. Gambar rangkaian logika untuk Full Subtractor:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
37
A B
Bo
Di
Bin
Simbol A B Bin
Di
FS
Bo
Tabel kebenarannya: A 0 0 0 0 1 1 1 1
INPUT B 0 0 1 1 0 0 1 1
Bin 0 1 0 1 0 1 0 1
OUTPUT Di Bo 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1
Persamaan logikanya: Di = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C Bo = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C 13. Keluarga IC Digital
Modul ELKA.MR.UM.004.A
38
Perkembangan teknologi elektronik diawali dengan penggunaan Tabung hampa
sebagai bagian pokok suatu alat elektronik.
Kemudian temukanlah Transistor sebagai pengganti Tabung hampa. Perkembangan selanjutnya adalah munculnya rangkaian terpadu (Integrated Circuit) yang mengkombinasikan berbagai komponen bipolar (resistor, transistor) dalam satu chip. Berdasarkan kepadatan komponen keluarga IC dibagi menjadi 4 kelompok yaitu:
1. SSI ( Small Scale Integration) 2. MSI ( Medium Scale Integration) 3. LSI ( Large Scale Integration ) 4. VLSI ( Very Large Scale Integration ) Berdasarkan penggunaan, IC dibagi menjadi 2 keluarga besar yaitu keluarga
IC analog dan keluarga IC digital. Keluarga IC digital
lebih umum digunakan mengingat berbagai macam peralatan telah beroperasi secara digital. Keluarga IC digital sendiri dibuat dengan menggunakan teknologi
semikonduktor (MOS = Metal Oxide Semiconductor) dan teknologi bipolar. Macam keluarga bipolar adalah
1. RTL (Resistor Transistor Logic) 2. DTL (Diode Transistor Logic) 3. TTL (Transistor Transistor Logic) 4. ECL (Emitter Coupled Logic) 5. HTL (High Treshold Logic) 6. IIL (Integrated Injection Logic) Macam keluarga Unipolar ( MOS ) adalah
1. P MOS (P- Channel Metal Oxide Semikonductor) 2. N MOS (N- Channel Metal Oxide Semikonductor)
Modul ELKA.MR.UM.004.A
39
3. C MOS (Complementary Channel Metal Oxide Semikonductor) 14. Keluarga IC TTL
IC Bipolar yang banyak dijumpai di pasaran adalah IC TTL (Transistor Transistor Logic) yang terkenal dengan seri 74XX atau 74XXX. Keluarga IC TTL digunakan paling luas pada rangkaian logika. IC TTL dibuat dalam variasi yang luas dari rangkaian terpadu MSI dan SSI. Peningkatan dalam rangkaian logika terus berkembang. Terlebih pada keluarga TTL. Enam IC TTL berikut adalah tersedia saat ini dari National Semiconductor Corporation. 1. Logika TTL Standar 2. Logika TTL daya rendah 3. Logika TTL Schottky daya rendah 4. Logika TTL Schottky 5. Logika TTL Schottky daya rendah maju 6. Logika TTL Schottky maju 15. Rangkaian Terpadu CMOS
Complementary
Metal Oxide Semikonductor (CMOS) menjadi
terkenal sejak tahun 1968 dan berkembang dengan cepat dengan seri 40XX atau 40XXX. Keuntungan IC CMOS dibanding TTL adalah tingkat derau yang rendah dan fungsi yang digunakan banyak jenisnya. IC Logika jenis C MOS juga mempunyai keluarga yang tidak sedikit. Namun jumlahnya tidak sebanyak IC TTL. Berbeda dengan IC TTL yang bekerja dengan tegangan supply 5 volt. IC CMOS dapat beroperasi pada berbagai tegangan supply DC. Tegangan
supplynya
bisa
mencapai
15
volt.
Tetapi
CMOS
mempunyai kecepatan kerja yang lebih rendah daripada TTL. Setelah IC TTL dan IC CMOS, muncul IC-IC logic PLD (Programmable
Logic Device). Kelebihan PLD adalah sifatnya
Modul ELKA.MR.UM.004.A
yang programable
40
karena mengandung jenis dan jumlah gerbang lebih banyak pada tiap-tiap chip nya. Pemakaian PLD dapat mengurangi jumlah chip yang digunakan. Yang termasuk jenis IC PLD antara lain sebagai berikut:
a. PLA (Programmable Logic Array) Berisi sejumlah gerbang AND, OR, NOT, yang masukan dan keluarannya
dapat
kita
hubungkan
sehingga
membentuk
rangkaian yang diinginkan.
b. PAL (Programmable AND-Array Logic) c. GAL (Generic Array Logic) d. PALCE (PAL Configurable and Erasable) Yang koneksinya dapat diprogram dan dihapus berulang kali. GAL dan PALCE dilengkapi dengan flip-flop yang memudahkan kita untuk menyusun rangkaian logika sekuensial seperti Counter dan
Shift Register. e. FPGA (Field Programmable Gate Array) Merupakan jenis PLD terbaru yang mulai populer saat ini. FPGA mempunyai beberapa kelebihan, diantaranya adalah jenis dan jumlah gerbangnya yang sangat banyak (ribuan hingga ratusan ribu). Kecepatannya sangat tinggi, mudah diprogram dan dapat diprogram berkali-kali.
c. Rangkuman Gerbang (gate) dalam rangkaian logika merupakan fungsi yang menggambarkan hubungan antara masukan dan keluaran. Untuk menyatakan
gerbang-gerbang
tersebut
digunakan
simbol-simbol
tertentu. Untuk menunjukan prinsip kerja tiap gerbang (rangkaian logika yang lebih kompleks) dapat digunakan beberapa cara. Cara yang umum dipakai antara lain adalah tabel kebearan (truth table) dan
Modul ELKA.MR.UM.004.A
41
diagram waktu (timing chart). Karena merupakan rangkaian digital, tentu saja level kondisi yang ada dalam tabel atau diagram waktu hanya 2 macam yaitu logika 0 (low atau false) dan logika 1 (high atau true). Jenis gerbang yang dipakai dalam rangkaian logika cukup banyak . Namun semuanya disusun atas kombinasi dari tiga gerbang dasar. Ketiga gerbang dasar itu adalah gerbang AND, OR dan NOT. Seperti contoh sebelumnya, gerbang AND identik dengan rangkaian seri dari beberapa saklar (yang berfungsi sebagai masukan) dan sebuah lampu (yang berfungsi sebagai keluaran). Pada rangkaian seri, lampu hanya dapat menyala (berlogika 1) jika semua saklar dalam keadaan tertutup (berlogika 1). Jika ada satu saklar (berlogika 0), lampu akan padam (berlogika 0). Dengan penggambaran diatas gerbang AND memiliki minimal 2 masukan dan hanya satu keluaran. Gerbang OR identik dengan rangkaian paralel dari beberapa saklar. Pada rangkaian paralel, lampu sudah dapat menyala (berlogika 1), jika salah satu saklar ditutup (berlogika 1). Lampu hanya padam (berlogika 0), jika semua saklar dalam kondisi terbuka (berlogika 0). Jadi gerbang OR juga memiliki minimal 2 masukan dan hanya satu keluaran. Gerbang NOT sedikit berbeda dengan 2 gerbang sebelumnya. Ia hanya memiliki satu masukan dan satu keluaran. Jika masukan berlogika, keluaranya akan berlogika 0. Sebaliknya jika masukan berlogika 0, keluaranya akan berlogika 1. Kaarena itulah gerbang NOT sering disebut sebagai gerbang pembalik (inverter) logika. Dalam bentuk nyata rangkaian dapat disusun dari sebuah relay dengan kontak NC (Normally Closed/dalam keadaan normal tertutup) yang kontaknya tertutup saat arus listrik tidak melalui kumparan relay. Saat saklar dibuka (berlogika 0), kontak relay NC akan tertutup, sehingga arus listrik mengalir ke lampu dan membuatnya menyala (berlogika 1).
Modul ELKA.MR.UM.004.A
42
Sebaliknya saat di tutup (berlogika 1), kumparan relay yang dialiri arus akan menarik kontak NC dan membuatnya terbuk. Akibatnya tidak ada arus yag mengalir ke lampu dan lampu menjadi padam (berlogika 0). Ketiga gerbang tersebut diatas dapat digabung-gabungkan menjadi gerbang lain, misalnya gerbang NAND, NOR, EX-OR, EX-NOR dan lain sebagaiya. Untuk rangkaian yang lebih kompleks, gerbang-gerbang dasar
dapat
disusun
menjadi
rangkaian
Adder
(penjumlah),
Demultiplekser (pengubah data dari serial input menjadi paralel output, Multiplekser (pengubah data dari paralel input menjadi serial output). Selain itu rangkaian logika juga dapat di implementasikan dalam bentuk IC (Integrated Circuit) dalam jenis TTL (Transistor-transistor Logik) maupun CMOS (Complementary Metal Oxide Semikonduktor). Tiap-tiap anggota keluarga mempunyai konfigurasi sendiri-sendiri. Misalnya IC TTL 7404 mengandung 6 gerbang NOT, IC TTL 7432 mengandung 4 gerbang OR. Selain gerbang-gerbang tunggal semacam itu ada juga yag konfigurasinya lebih komplek dan berisi rangkaian-rangkaian seperti
Flip-flop, Counter, Encoder, Decoder, yang masing-masing mempunyai banyak varian dengan masing-masing spesifikasinya.
d. Tugas 1. Buatlah tabel kebenaran untuk gerbang AND 3 input? 2. Buktikan persamaan Boolean dengan tabel kebenaranya untuk persamaan A . B = A + B? 3. Bedakan antara gerbang NAND dengan gerbang NOR? 4. Sederhanakan persamaan dibawah ini dengan menggunakan peta Karnaugh Map dan Aljabar Boolean: Y =A B C D + A B C D + A B C D + A B C D + A B C D + A B C D+A BCD 5. Perhatikan dan analisalah rangkaian berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
43
A B
Y1 Y2
6. Rencanakan sebuah Half Adder dengan menggunakan gabungan gerbang logika dasar? 7. Jumlahkan data biner 1 1 0 1 dengan 0 1 1 0? 8. Sebutkan 3 jenis IC TTL lengkap dengan kharakteristiknya masingmasing? 9. Seb utkan 5 buah tipe dari IC TTL yang merupakan implementasi gerbang logika dasar! 10. Sebutkan perbedaan antara IC TTL dengan CMOS?
e. Test Formatif 1. Perhatikan gambar dibawah ini:
S1
S2
S3
Jelaskan prinsip kerjanya dan fungsi logika apa yang dijalankan? 2. Dengan menggunakan sifat-sifat
Aljabar Boolean buktikan bahwa
output dari rangkaian ini adalah Y = A + B A Y B
Modul ELKA.MR.UM.004.A
44
3. Bagaimanakah deretan pulsa yang terlihat pada keluaran gerbang EX-OR gambar dibawah ini: A 01100111 B 11000100 C 00101101
Y
f. Kunci Jawaban 1. Prinsip kerjanya:jika S1 =terbuka ;S2=S3=tertutup maka lampu akan
menyala jika salah satu saklar atau semua saklar dalam
keadaan tertutup. Sebaliknya lampu akan padam jika semua saklar dalam keadaan terbuka. Maka rangkaian tersebut melakukan fungsi gerbang OR. 2. Pembuktian: Y = A.A.B.B.AB Y = A.AB + B.AB Y = A.AB +B.AB Y = A(A+B) +B(A+B) Y = AA + A.B +B.A + BB Y = A.B + A.B Y = A + B (terbukti) 3. Deretan angka biner yang terlihat pada keluaran gerbang EX-OR adalah
Y = 101011000
g. Lembar Kerja Judul: GERBANG LOGIKA DASAR Alat dan bahan 1. Power supply 5 volt DC
1buah
2. Trainer Digital
1buah
Modul ELKA.MR.UM.004.A
45
3. IC TTL tipe7400 (NAND gate)
1buah
4. IC TTL tipe7402 (NOR gate)
1buah
5. IC TTL tipe7404 (NOT gate)
1buah
6. IC TTL tipe7408 (AND gate)
1buah
7. IC TTL tipe7432 (OR gate)
1buah
8. IC TTL tipe7486 (Ex-OR gate)
1buah
9. Jumper
secukupnya
Langkah kerja 1. Siapkan power supply 5 volt DC 2. Hubungkan terminal Vcc dari semua modul pada tegangan 5 volt DC 3. Hubungkan terminal ground dari semua modul 4. Buatlah rangkaian gerbang seperti gambar 1 5. Berikan kondisi logik sesuai pada tabel 1 6. Catat hasilnya pada kolom output Tabel 1 INPUT A B 0 0 0 1 1 0 1 1
Gambar 1
OUTPUT Y
A
B
7. Ulangi langkah kerja 4 dan 5 untuk rangkaian gerbang logika yang lain. i.
OR gate Tabel 2 INPUT OUTPUT A B Y 0 0 0 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A
A
Gambar 2
B Y
46
1 1
ii.
0 1
NOT gate Tabel 3. INPUT A 0 1
iii.
OUTPUT Y
Y
NAND gate Tabel 4 INPUT A B 0 0 0 1 1 0 1 1
iv.
Gambar 3 A
OUTPUT Y
A B
Y
NOR gate Tabel 5
v.
Gambar 4
INPUT OUTPUT A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 Ex-OR gate
Gambar 5 A B Y
Tabel 6 INPUT A B 0 0 0 1 1 0 1 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A
OUTPUT Y
Gambar 6 A B Y
47
vi.
Ex-NOR gate Tabel 7 INPUT A B 0 0 0 1 1 0 1 1
Gambar 7
A B
OUTPUT Y
Y
8. Buatlah kesimpulan dan laporan dari hasil praktek yang telah dilakukan!
KEGIATAN BELAJAR 3: RANGKAIAN CLOCK a. Tujuan Pemelajaran 1. Merangkai rangkaian clock dengan benar. 2. Menjelaskan prinsip kerja dan fungsi rangkaian clock dengan benar.
b. Uraian Materi Rangakaian
clock
berfungsi
untuk
pembentuk/membangkitkan
pulsa/gelombang kotak secara terus-menerus dan rangkaian ini tidak mempunyai
kondisi
stabil/setimbang.
Rangkaian
clock
termasuk
golongan Astabil Multivibrator dengan IC 555. Output rangkaian clock
Modul ELKA.MR.UM.004.A
48
digunakan untuk input rangkaian-rangkaian logika yang sekuensial (berhubungan dengan waktu). Yang termasuk rangkaian logika sekuensial contohnya: Flip-Flop, Shift Register, dan Counter. Adapun fungsi rangkaian clock yaitu, untuk mengatur jalannya data dalam penggeseran
ke
kanan
atau
ke
kiri,
maupun
dalam
perhitungan/pencacahan bilangan biner. Yang dimaksud rangkaian
Astabil Multivribator
Adalah multivribator yang tidak stabil tegangan
output-nya (tegangan pengeluarannya berubah-ubah) tanpa adanya sinyal masukan yang diberikan. Rangakaian clock dengan IC 555 besrta pulsa-pulsa pada pin 3 dan pin 6 ditunjukkan pada gambar ini +VCC
4 R 2
8
D TRIG
555 3
Vout
U7
VCC
O
TH
CTL GND 1
RA 7 6 RB 5 C
0.01uF
Gambar 1
Cara kerja rangkaian diatas •
Pada saat C diisi tegangan ambang naik melebihi + (2/3) Vcc.
•
Kini Kapasitor C dikosongkan melalui Rb oleh karena itu tetapan waktu pengosongan dapat ditentukan dengan rumus T = Rb x C.
•
Bila egangan C sudah turun sedikit sebesar + (Vcc/3) maka keluaran menjadi tinggi.
Pewaktu IC 555 mempunyai tegangan yang naik dan turun secara exponensial. Keluarannya berbentuk gelombang segi empat. Karena tetapan
waktu
pengisian
lebih
lama
daripada
tetapan
waktu
pengosonngan, maka keluarannya tidak simetri. Keadaan keluaran yang tinggi lebih lama dari keadaan keluaran yang rendah. Untuk dapat
Modul ELKA.MR.UM.004.A
49
menentukan ketidak simetrian ssuatu pulsa keluaran yang dihasilkan oleh rangkaian multivibrator jenis astabil ini dipergunakan suatu siklus kerja yang dirumuskan sebagai berikut: W = 0.693 (RA + Rb ).C t = 0.693 . Rb. C T =W+t Dimana : W = lebar pulsa ; T = waktu periode Besarnya frekuensi ditentukan oleh F=
1 ( dimana T = detik ; F = Hertz ) T
c. Rangkuman Astabil Multivibrator atau pembentuk pulsa atau generator pulsa merupakan rangkaian yang membangkitkan sinyal secara terus-menerus pada keluarannya tanpa adanya sinyal masukan dari rangkaian. Rangkaian ini juga sering dinamakan dengan rangkaian cloc. Frekuensi pulsa yang dihasilhan tergantung oleh besarnya C, Resistor RA, Rb. Untuk menentukan periode T ditentukan oleh lebart pulsa W dan t.
d. Tugas 1. Definisikan rangkaian clock? 2. Sebutkan fungsi rangkaian clock? 3. Jika periode waktu T = 0.1 milidetik, Hitung besanya frekuensi? 4. Periode T ditentukan oleh komponen apa saja? sebutkan!
e. Test Formatif 1. Gambar dan terangkan prinsip kerja rangkaian clock dengan rangkaian IC 555?
f. Kunci Jawaban
Modul ELKA.MR.UM.004.A
50
VCC=6V
4 R 220
2
8
U7
VCC D
TRIG
555 3
O
TH
CTL GND 1
10k 7 6 10k 5 4.7uF
0.1uF
Prinsip kerja: Pada waktu pin 2 dan pin 6 berada dibawah VLT = 1/3 Vcc,sehingga kaki 3 (keluaran) menjadi tinggi. Kapasitor C mengisi, melalui Ra dan Rb. Sampai Vc mencapai harga VUT, yaitu sebesar 2/3 Vcc, maka keluaran kaki 3 menjadi rendah. Kapasitor C mengosongkan muatannya melalui Rb ke kaki 6. Sampai harga Vc menjadi tinggi. Sehingga kejadian seperti di atas akan terulang kembali. Kejadian akan berulang terus, dengan frekuensi ditentukan sebagai berikut: f= f =
1 T 1,4 ( Ra + 2 Rb).C
g. Lembar Kerja Judul: Rangkaian Clock (Astabil Multivibrator) Alat dan bahan 1. IC pewaktu 555 2. CRO 3. Batteray 5 volt (catu daya ) 4. Resistor Ra = Rb = 10 K Ω , R = 220 Ω 5. Condensator 0,1 μF , 1 μF , 4,7 μF , 10 μF , 47 μF , 100 μF . 6. LED warna merah 7. Breadboard 8. Kabel penghubung Langkah kerja
Modul ELKA.MR.UM.004.A
51
1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan. 2. Susunlah rangkaian seperti gambar berikut: 5V VCC=6V 4 R 220
2
8 VCC
D TRIG
555 3
U7
O
TH
CTL GND 1
10k 7 6 10k 5 4.7uF
0.1uF
3. Hubungkan catu daya 5 volt DC, kemudian amatilah apa yang terjadi pada LED (pin 3 sebagai output). 4. Amatilah dengan CRO untuk bentuk gelombang pada pin 3 dan pin 6 5. Gambarlah bentuk gelombang tersebut dan catat harga W dan T dalam satuan detik, serta harga amplitudo dalam satuan Vpp. 6. Ulangilah percobaan ini dengan menggantikan kondensator C yang lain, kemudian melaksanakan langkah 4 dan 5. 7. Kembalikanlah peralatan dan bahan ke tempat semula. 8. Buatkan laporan lengkap dengan kesimpulannya, berdasaarkan hasil praktek.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
52
KEGIATAN BELAJAR 4: FLIP-FLOP h. Tujuan Pemelajaran 1. Mampu mengaplikasikan konsep-konsep sistem digital menjadi rangkaian flip-flop 2. Menjelaskan prinsip kerja macam-macam rangkaian flip-flop dengan benar 3. Menjelaskan fungsi rangkaian flip-flop
i. Uraian Materi Flip-flop adalah keluarga Multivibrator yang mempunyai dua keadaaan stabil atau disebut Bistobil Multivibrator. Rangkaian flip-flop mempunyai sifat sekuensial karena sistem kerjanya diatur dengan jam atau pulsa, yaitu sistem-sistem tersebut bekerja secara sinkron dengan deretan pulsa berperiode T yang disebut jam sistem (System Clock atau disingkat menjadi CK). Seperti yang ditunjukkan dalam gambar 1:
Gambar1: Keluaran dari pembangkit pulsa yang digunakan sebagai deretan pulsa untuk sinkronisasi suatu 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 tertentu hanya tergantung pada harga-harga masukan pada saat yang sama. Sistem seperti ini dinamakan tidak memiliki memori. Disamping itu bahwa sistem tersebut menghafal hubungan fungsional antara variabel keluaran dan variabel masukan. Sedangkan fungsi rangkaian flip-flop yang utama adalah sebagai memori (menyimpan informasi) 1 bit atau suatu sel penyimpan 1 bit.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
53
Selain itu flip-flop juga dapat digunakan pada Rangkaian Shift Register, rangkaian Counter dan lain sebagainya. Macam - macam Flip-Flop:
1. RS Flip-Flop 2. CRS Flip-Flop 3. D Flip-Flop 4. T Flip-Flop 5. J-K Flip-Flop 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 ada pada jalan keluar selalu berlawanan satu dengan yang lain. RS-FF adalah flip-flop dasar 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 dapat menempati salah satu dari dua keadaan stabil 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:
Gambar 2. RS-FF yang disusun dari gerbang NAND
Modul ELKA.MR.UM.004.A
54
Tabel Kebenaran: S 0 0 1 1 1 0 1
B Q Q 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 Qn Qn
Keterangan Terlarang Set (memasang) Stabil I Reset (melepas) Stabil II Terlarang Kondisi memori (mengingat)
Yang dimaksud kondisi terlarang yaitu keadaaan 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 menghasilkan perbedaan yaitu jika Q=0 maka Qnot=1 atau sebaliknya jika Q=1 maka Q not =0. ad 2. CRS Flip-Flop
Tabel kebenarannya: S 0 0 1 1
R 0 1 0 1
Qn +1 Qn 0 1 terlarang
Keterangan: 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A
55
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.
Gambar 4. D flip-flop Tabel Kebenaran: D 0 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A
Qn+1 0 1
56
ad 4. T Flip-Flop
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. 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A
57
(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.
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
j. 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 (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
Modul ELKA.MR.UM.004.A
58
komplementer tidak terdapat secara komersial karena JK FF dapat juga digunakan sebagai T FF dengan menghubungkan langsung masukan J dan K seperti gambar dibawah.
k. TUGAS a. Berikan definisi dari suatu flip-flop! b. Tuliskan 2 fungsi dari flip-flop ! c. Sebutkan jenis-jenis flip-flop yang pengaturnya menggunakan jam (clock)! d. Gambarkan sebuah flip-flop RS yang tidak menggunakan dan disusun dari pintu/gerbang NAND! e. Apa arti dari Men-Set flip-flop?
l. 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 c. CRS FF d. RS FF 3. Daerah terlarang untuk RS FF yang disusun dari pintu NAND yaitu: a. S=0 , R=0
Modul ELKA.MR.UM.004.A
c. S=0 , R=0
59
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
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 Flip-flop! 2. Gambarkan dan buatlah tabel kebenaran dari JK Flip-flop!
Modul ELKA.MR.UM.004.A
60
m.Kunci Jawaban 1. 1. d
6. c
2. d
7. a
3. a
8. b
4. b
9. b
5. c
10. c
2. Uraian 1. Gambar CRS FF dan tabel kebenaran
Tabel kebenaran: S 0 0 1 1
R 0 1 0 1
Qn +1 Qn 0 1 terlarang
2. Gambar JK FF dan tabel kebenaran
Tabel kebenaran: J 0 0 1 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A
K 0 1 0 1
Qn+1 Qn 0 1 Qn (strep)
Keterangan Mengingat Reset Set Togle
61
n. Lembar Kerja Judul 1 : RS FF , CRS FF dan D FF dengan gerbang-gerbang NAND 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
R-S Flip-flop
C-RS Flip-Flop
Modul ELKA.MR.UM.004.A
62
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 INPUT R 0 0 1 1 1 0
Modul ELKA.MR.UM.004.A
S 0 1 1 0 1 0
Q
OUTPUT Qnot
63
4. Ulangi 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. 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.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
64
TABEL III D 0 0 1 1
INPUT Clock 0 1 0 1
OUTPUT Q Qnot
4. Ulangi percobaan 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 GAMBAR RANGKAIAN
J-K FF induk Hamba
Modul ELKA.MR.UM.004.A
65
T FF 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.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
JA 0 0 0 0 1 1 1 1
INPUT KA 0 0 1 1 0 0 1 1
ClockA 0 1 0 1 0 1 0 1
QA
OUTPUT QAnot
JB 0 0 0 0 1 1 1
INPUT KB 0 0 1 1 0 0 1
ClockB 0 1 0 1 0 1 0
QB
OUTPUT QBnot
66
1 T FF Induk Hamba
1
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?
Modul ELKA.MR.UM.004.A
67
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 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.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
68
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 Q1
Word in (SI)
1 2 3
Clock
J
Q
4
1 2
CLK K
Q2
Q
5
3
FF1
J
Q
4
1 2
CLK K
Q3
Q
5
FF2
3
J
Q
4
1 2
CLK K
Q4
Q
5
3
FF3
J
Q
4
CLK K
Q
5
FF4
Prinsip kerja: Informasi/data dimasukan melalui word in dan akan dikeluarkan jika ada denyut lonceng berlalu dari 1 ke 0. Karena jalan keluarnya flipflop 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A
Word in 0 1 0 1 1
Q1 0 1 0 1 1
Q2 0 0 1 0 1
Q3 0 0 0 1 0
Q4 0 0 0 0 1
69
Register geser SISO ada dua macam yaitu: 1. Shift Right Register (SRR)/Register geser kanan 2. Shift Left Register (SLR)/Register geser kiri 3. Shift Control Register dapat berfungsi sebagai SSR maupun SLR Rangkaian Shift control adalah sebagi berikut: Geser Kanan Out
Geser Kiri
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 rangkaian selengkapnya adalah sebagai berikut: Serial out 1 2
D
Q
CLK DFF1
Clock
3
1 2
D
Q
CLK DFF2
3
1 2
D
Q
CLK DFF3
3
1 2
D
Q
3
Serial out
CLK 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
Modul ELKA.MR.UM.004.A
70
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
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 D-FF3 dimasukan ke DFF berikutnya, sehingga dengan demikian terjadi pergeseran informasi bit ke arah kiri. TABEL KEBENARAN (jika input 1101) Clock ke 0 1 2 3 4
Input 0 1 1 0 1
Q1 0 0 0 0 1
Q2 0 0 0 1 1
Q3 0 0 1 1 0
Q4 0 1 1 0 1
Register geser kiri berfungsi sebagai operasi aritmatika yaitu sebagai pengali dua untuk tiap-tiap flip-flop.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
71
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) Data load
1 2
Clock
D
Q
3
1 2
CLK DFF1
D
Q
3
1 2
CLK DFF2
D
Q
3
1 2
CLK DFF3
D
Q
3
CLK DFF4
Read Out
A
C
B
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 0 0 0 0 0 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A
Clock 0 1 2 3 4
Input 0 1 1 0 1
Q1 Q2 Q3 Q4 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1
A 0 0 0 0 0 1
B 0 0 0 0 0 0
C 0 0 0 0 0 1
D 0 0 0 0 0 1
72
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
DFF2 1 2
D
Q
QB
DFF2 3
1 2
CLK
R
D
Q
QA
DFF2 3
1 2
CLK
D
Q
DFF2 3
1 2
CLK
R
R
D
Q
3
CLK
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 D2 D3 D4 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1
QD 0 1 1 0
QC 0 1 0 0
QB 0 0 0 0
QA 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:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
73
A
B
C
D
Data load
DFF2 1 2
D
Q
CLK
DFF2 3
1 2
D
Q
CLK
R
DFF2 3
1 2
R
D
Q
DFF2 3
1 2
CLK
R
D
Q
3
Serial Out
CLK
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. 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.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
74
Ada juga register yang dapat digunakan sebagai Shift register SISO maupun PIPO dengan bantuan suatu control sbb: Preset Data jajar
Reset Input Control (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
Input Control
Rangkaian selengkapnya adalah sbb:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
75
QD
Data Seri
P
D C
P
D
Q
C
R
QB
QC
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
D2
D3
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 PIPO.
c. Rangkuman Karena suatu unit biner adalah memori 1 bit maka susunan n buah flipflop dapat menyimpan kata n bit. Susunan ini dinamakan Register. Untuk memungkinkan pembacaan data yang berurutan, maka keluaran dari flip-flop yang satu dihubungkan dengan masukan dari flip-flop
Modul ELKA.MR.UM.004.A
76
berikutnya. 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 gerbang-gerbang yang memungkinkan pemindahan data dari kanan ke kiri atau sebaliknya. Suatu penerapan untuk operasi-operasi 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 (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
Modul ELKA.MR.UM.004.A
77
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! 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?
Modul ELKA.MR.UM.004.A
78
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 0
Q2 0
4. Gambarkan SIPO Shift Register
Q3 0
Q4 0
Q5 0
tersebut diatas
Q6 0
Q7 0
secara
Q8 0
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 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.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
79
3. Tabel Kebenaran Clock 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Data input 0 1 1 1 1 1 1 1 1
Q1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
Q2 0 0 1 1 1 1 1 1 1
Q3 0 0 0 1 1 1 1 1 1
Q4 0 0 0 0 1 1 1 1 1
Q5 0 0 0 0 0 1 1 1 1
Q6 0 0 0 0 0 0 1 1 1
Q7 0 0 0 0 0 0 0 1 1
Q8 0 0 0 0 0 0 0 0 1
4. Blok diagram SIPO untuk tabel diatas Q1 MSB 11111111
Q2
Serial Input
Q3 Q4 Q5 Q6
Clk
Q7 Q8 LSB
Clear
g. Lembar Kerja Judul : Register BAHAN 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
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
Modul ELKA.MR.UM.004.A
80
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. Menggunakan 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. 9. Mengembalikan alat dan bahan ke tempat semula. 10. Membersihkan ruangan tempat percobaan. LANGKAH KERJA A. Percobaan I (SRR menggunakan JK FF). Rangkaian gambar berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
81
Q1
Word in (SI)
1 2 3
J
4
Q
Q2
1 2
CLK K
5
Q
3
J
1 2
CLK K
FF1
Clock
4
Q
Q3
5
Q
3
J
Q
4
1
FF2
J
2
CLK K
Q4
Q
5
Q
4
CLK
3
K
FF3
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
B. Percobaan II (SRR menggunakan D FF) Buatlah rangkaian berikut: Q1
Word in (SI)
1 2 3
Clock
Q
J
4
FF1
1 2
CLK K
Q2
Q
5
3
Q
J
4
FF2
1 2
CLK K
Q3
Q
5
3
Q
J
4
FF3
1 2
CLK K
Q4
Q
5
3
Q
J
4
CLK K
Q
5
FF4
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:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
82
Input
Clock
Output QB QC
QA
QD
0 1 1 0 1 C. Percobaan III (Register PIPO menggunakan D FF) Buat rangkaian berikut: QD
QC
DFF2 1
D
2
QB
DFF2 3
Q
1 2
CLK
R
D
Q
QA
DFF2 3
1 2
CLK
D
Q
DFF2 3
1 2
CLK
R
R
D
Q
3
CLK
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: PARALEL IN Clock
D0
D1
D2
D3
0 0 1 1
0 1 1 0
0 0 0 0
1 1 1 1
Q A
PARALEL OUT Q Q QD B C
D. Percobaan IV (SRR menggunakan IC SN 7495) Buatlah rangkaian berikut: Mode Control Serial In Clock
6 1 9
MODE SER CLK1 QA QB QC QD
13 12 11 10
7495
Modul ELKA.MR.UM.004.A
83
Terminal mode control diberikan kondisi “0”. Bit-bit dimasukkan ke terminal serial input. Masukkan data dan catat outputnya dalam tabel berikut: Serial In 1 1 0 1
Clock 1
QA
Output QB QC
QD
E. Percobaan V (SLR menggunakan IC SN 7495) Buatlah rangkaian berikut:
Mode Control Clock 2
Serial In
6 8 2 3 4 5
MODE CLK2 A QA B QB C QC D QD
13 12 11 10
7495
Terminal mode 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: Input D 1 1 0 1
Clock 2
QA
QB
QC
QD
F. Percobaan VI (SRR menggunakan IC SN 74164) Buatlah rangkaian berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
84
U15
1
Serial In
8
CLR
Clock
2
QA QB A QC QD B QE QF CLKQG QH
3 4 5 6 10 11 12 13
9
74164
Reset
Bit-bit dimasukkan melalui terminal input 1 atau 2, Clock dimasukkan melalui pin 8 dan reset melalui pin 9. Sebelum data dimasukkan resetlah terlebih dahulu. Masukkan data dan catat outputnya dalam tabel berikut: Input 0 1 0 0 0 0 0 0 0
Clock 0
QA 0
QB 0
QC 0
QD 0
QE 0
QF 0
QG 0
QH 0
Simpulkan dari masing-masing percobaan!
Modul ELKA.MR.UM.004.A
85
KEGIATAN BELAJAR 6: COUNTER a. Tujuan Pemelajaran 1. Menyebutkan jenis-jenis Counter dengan benar. 2. Menyebutkan karakteristik penting dari pencacah. 3. Menentukan langkah-langkah dalam merancang suatu pencacah. 4. Menjelaskan prinsip kerja pencacah sinkron dan tak sinkron sebagai pencacah maju (Up Counter). 5. Menjelaskan prinsip kerja pencacah sinkron dan tak sinkron sebagai pencacah mundur (Down Counter). 6. Menentukan pencacah sinkron dan tak sinkron sebagai pencacah yang dapat berhenti sendiri (Self Stopping) dan pencacah yang dapat berjalan terus (Free Running). 7. Menentukan batas hitungan (Modulo) pencacah sinkron dan tak sinkron untuk batas hitungan tertentu. 8. Menentukan pencacah sinkron dan tak sinkron sebagai pencacah maju dan mundur (Up-Down Counter).
b. Uraian Materi Counters (pencacah) adalah alat/rangkaian digital yang berfungsi menghitung/mencacah banyaknya pulsa cIock atau juga berfungsi sebagai pembagi frekuensi, pembangkit kode biner, Gray. Ada 2 jenis pencacah yaitu: 1. Pencacah sinkron (syncronuous counters) atau pencacah jajar. 2. Pencacah tak sinkron (asyncronuous counters) yang kadang-kadang disebut juga pencacah deret (series counters) atau pencacah kerut
(rippIe counters). Karakteristik penting daripada pencacah adalah: 1. Kerjanya sinkron atau tak sinkron. 2. mencacah maju atau mundur. 3. sampai beberapa banyak ia dapat mencacah (modulo pencacah).
Modul ELKA.MR.UM.004.A
86
4. Dapat berjalan terus (free running) ataukah dapat berhenti sendiri
(seIf stopping) Langkah-Langkah dalam merancang pencacah adalah menentukan: 1. Karakteristik pencacah (tersebut diatas). 2. Jenis flip-flop yang diperlukan/digunakan (D-FF, JK FF atau RS-FF). 3. Prasyarat perubahan logikanya (dari flip-flop yang digunakan). a) Pencacah Tak Sinkron Dianamai pencacah tak sinkron (asynkronuous counters) atau ripple
through counters, sebab flip-flop nya bergulingan secara tak serempak tetapi secara berurutan. Hal ini disebabkan karena hanya flip-flop yang paling ujung saja yang dikendalikan oleh sinyal clock untuk flip-flop lainnya diambilkan dari masing-masing flip-flop sebelumnya. Banyaknya denyut yang dimasukkan diterjemahkan oleh flip-flop kedalam bentuk biner. Itulah sebabnya pencacah tak sinkron disebut juga pencacah biner. Pada pencacah tak sinkron penundaan adalah sama dengan penundaan-penundaan flip-flop dijumlahkan. Ada dua macam pencacah yaitu pencacah sinkron dan asinkron. Pencacah sinkron terdiri dari 4 macam yaitu: 1) Pencacah maju sinkron yang berjalan terus (Free Running). 2) Pencacah maju sinkron yang dapat berhenti sendiri (Self
Stopping). 3) Pencacah mundur sinkron. 4) Pencacah maju dan mundur sinkron (Up-down Counter). Pencacah tak sinkron terdiri dari 4 macam yaitu: 1) Pencacah maju taksinkron yang berjalan terus (Free Running). 2) Pencacah maju taksinkron yang dapat berhenti sendiri (Self
Stopping). 3) Pencacah mundur tak sinkron.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
87
4) Pencacah maju dan mundur tak sinkron (Up-down Counter). Macam-macam penggunaan pencacah: 1) Penggunaan pencacah dalam teknologi industri. Dalam hal ini pencacah
dioperasikan
produksi)
dengan
untuk
tujuan
menghitung
untuk
mencapai
obyek
(barang
kecepatan
dan
kecermatan penghitungan. 2) Digunakan sebagai pembagi frekuensi. 3) Untuk mengukur besarnya frekuensi. 4) Untuk mengukur waktu interval anta dua pulsa. 5) Untuk mengukur jarak. 6) Untuk mengukur kecepatan. 7) Penggunaan dalam digital komputer. 8) Untuk mengubah sinyal analog menjadi digital (Analog to Digital
Converterrs/ADC) maupun untuk mengubah sinyal digital ke analog (Digital to Analog Converter/DAC). 1) Pencacah maju tak sinkron Dasar dari pencacah ini adalah JK-FF yang dioperasikan sebagai T-FF (JK-FF dalam kondisi toggle) yaitu dimana kedua input J dan K diberi nilai logika “1”. Dan dalam keadaan demikian JK-FF akan berfungsi sebagai pembagi dua. Atau dengan kata lain, frekuensi output JK-FF tersebut sama dengan setengah frekuensi clock yang diberikan. Rumus frekuensi output flip-flop dalam kondisi ini adalah: F output = 1/2n x F in =
Frekuensi input pulsa clock 2n (n = banyaknya toggle flip-flop yang dipakai)
Rangkaian berikut merupakan pencacah maju tak sinkron yang menggunakan 4 buah JK-FF:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
88
QA(LSB) 1
J
2
Q
4
K AQ
1 2
CLK
3
QB
5
3
J
Q
4
BQ
1 2
CLK K
QC
5
3
J
Q
4
1 2
CLK K
QD(MSB)
CQ
5
3
J
Q
4
CLK K
DQ
5
Cara kerja rangkaian diatas adalah sebagai berikut: (a) Output flip-flop yang pertama (QA) akan berguling (menjadi 0 atau 1) setiap pulsa clock pada sisi negatif/trailing edge atau dari kondisi 1 ke 0. (b) Output flip-flop yang lainnya akan berguling bila dan hanya bila output flip-flop sebelumnya berganti kondisi dari 1 ke 0 (sisi negatif/trailing edge) juga. Diagram
waktu/timing
diagram
rangkaian
tersebut
adalah
sebagai berikut: Clock QA QB QC QD
Dari diagram waktu diatas dapat dilihat dengan jelas bahwa QA berguling setiap kali pulsa clock pada sisi negatifnya. QB berguling setiap kali sisi negatif dari QA. QC berguling setiap kali sisi negatif dari QB dan QD bergulingan setiap kali sisi negatif dari QC. Dan karena masing-masing flip-flop berfungsi sebagai pembagi dua, maka frekuensi masing-masing outpunya adalah: QA = ½ frekuensi sinyal clock. QB = ½ frekuensi QA = ¼ frekuensi sinyal clock.
Modul ELKA.MR.UM.004.A
89
QC = ½ frekuensi QB = 1/8 frekuensi sinyal clock. QD = ½ frekuensi QC = 1/16 frekuensi sinyal clock. Dengan demikian didapat suatu pembagi 2n = 16 (n = banyaknya flip-flop), yaitu dengan melihat frekuensi output flip-flop terakhir. Dari diagram waktu diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut: Clock
QD MSB
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
QC 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
QB 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
QA LSB
Desimal
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Pecacah diatas dapat mencacah dari bilangan buner 0000 sampai dengan 1111 (dari 0 sampai 15 desimal). Pencacah tersebut merupkan pencacah 16 modulus (modulo 16 counters). 2) Pencacah mundur tak sinkron Dari pencacah maju dapat kita buat menjadi pencacah mundur dengan cara yang dibaca bukan keluaran Q melainkan keluaran Qnot atau dengan cara output Qnot sebagai masukan clock pada flip-flop berikutnya. Gambar rangkaiannya adalah sebagai berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
90
QA(LSB) 1
Clock 2 3
J
Q
4
QB 1 2
CLK K AQ
5
3
J
Q
4
QC 1 2
CLK K BQ
5
3
J
Q
4
QD(MSB) 1 2
CLK K CQ
5
3
J
Q
4
CLK K DQ
5
Atau QA(LSB) 1
Clock 2 3
J
Q
4
1 2
CLK K AQ
QB
5
3
J
Q
4
1 2
CLK K BQ
QC
5
3
J
Q
4
1 2
CLK K CQ
QD(MSB)
5
3
J
Q
4
CLK K DQ
5
Diagram waktu/timing diagram dari rangkaian tersebut adalah sebagai berikut: Clock QA QB QC QD
Selanjutnya dari diagram waktu tersebut dapat dibuat tabel kebenaran seperti berikut: Clock 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Modul ELKA.MR.UM.004.A
QD 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
QC 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1
QB 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0
QA 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Desimal 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5
91
Clock 11 12 13 14 15 16
QD 0 0 0 0 0 1
QC 1 0 0 0 0 1
QB 0 1 1 0 0 1
QA 0 1 0 1 0 1
Desimal 4 3 2 1 0 15
Pecacah diatas dapat mencacah mundur dari bilangan biner 1111 sampai dengan 0000 (atau 15 s/d 0 dasan). Selain dengan cara trsebut diatas untuk merancang pencacah dapat
dilakukan
pula
dengan
bantuan
Peta
Karnaugh
(KARNAUGH MAP) dan prasyarat perubahan logic dari flip-flop yang digunakan. (a) RS FLIP-FLOP Preset S
Q
CLK R Clear
Q RS-FF
TRUTH TABLE R S Q 0 0 Qn 0 1 1 1 0 0 1 1 . . = indeterminate
EXCITATION TABLE R S Qn Qn+1 X 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 x = don’t care
Clear = 0 , Q = 0 Preset = 0 , Q = 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A
92
(b) J-K FLIP-FLOP Preset Q
J CLK K
Q
Clear
J 0 0 1 1
JK-FF
TRUTH TABLE tn tn+1 K Q 0 Qn 1 0 0 1 1 Qn
EXCITATIAN TABLE Qn Qn+1 J K 0 0 0 x 0 1 1 x 1 0 x 1 1 1 x 0 X=don’tcare
3) Pencacah Maju Tak Sinkron (a) Pecacah Tak Sinkron Modulo 8 Misal kita merencanakan pencacah maju tak sinkron modulo 8 dan yang digunakan adalah JK Flip-flop. Jadi memerlukan 3 buah FF. Pulsa ke 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Modul ELKA.MR.UM.004.A
C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
Output B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
FFC JC KC X X X X X X 1 X X X X X X X X 1 X X X X
FFB JB KB X X 1 X X X X 1 X X 1 X X X X 1 X X X X
FFA JA KA 1 X X 1 1 X X 1 1 X X 1 1 X X 1 X X X X
93
C\BA 00 01 10 11 C\BA 0 1 x x 1 0 1 1 x x 1 1 JA = 1 C\BA 00 01 10 11C\BA 0 x 1 X X 0 1 x 1 x X 1 JB = 1 C\BA 00 01 10 11C\BA 0 x X 1 X 0 1 x x 1 X 1 JC = 1
00
01 10 x 1 x x 1 KB = 1 00 01 10 1 1 x 1 1 KA = 1 00 01 10 1 X x 1 1 KC = 1
11 x X 11 x X 11 x X
Realisasi rangkaiannya adalah sebagai berikut: Jadi: JA=JB=JC=KA=KB=KC = 1 A
1 2
Clock
3
J
Q
4
1
J
2
CLK K
B
Q
5
Q
C
4
1 2
CLK
3
K
JKFFA
Q
5
3
JKFFB
J
Q
4
CLK K
Q
5
JKFFC
(b) Pencacah 8421 BCD (Dekade Counters) tak sinkron Pul sa ke 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Output
FFD
FFC
FFB
FFA
D
C
B
A
JD
KD
JC
KC
JB
KB
JA
KA
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1
X X X X X X X 1 X X X X X X X
X X X X X X X X X X X X X X X
X X X 1 X X X X X X X X X X X
X X X X X X X 1 X X X X X X X
X 1 X X X 1 X X X 1 X X X X X
X X X 1 X X X 1 X X X X X X X
1 X 1 X 1 X 1 X 1 X X X X X X
X 1 X 1 X 1 X 1 X 1 X X X X X
Clear 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 X X X X
JA=KA=JB=KB=JC=KC=JD=KD = 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A
94
Clear = B + D BA DC 00 01 10 11
00
01
10
11
1 1 x 1
1 1 x 1
1 1 X X
1 1 X 0
Realisasi rangkaian A
1
Clock
2 3
J
Q
B
4
1 2
CLK K
Q
5
3
JKFFA
J
4
Q
1 2
CLK K
C
5
Q
3
JKFFB
J
Q
4
1 2
CLK K
Q
5
3
JKFFC
J
Q
4
CLK K
Q
5
JKFFC
Pencacah diatas merupakan pencacah tak sinkron dengan modulo tertentu dan merupakan pencacah yang berjalan
(Free
terus
Running)
karena
setelah
hitungan
yang
dikehendaki terlampaui, pencacah tersebut mulai mencacah lagi dari awal. (c) Pencacah maju tak sinkron dapat berhenti sendiri (Self
Stopping) (1) Berhenti pada 11 (3) Pulsa ke 0 1 2 3 4 5
Modul ELKA.MR.UM.004.A
Output B A 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1
1
JB X 1 X X . .
FFB KB X X X 0 . .
FFA JA KA 1 X X 1 1 X X 0 . . .
.
95
KA = B A B 0 1
0
1
x x
1 0
KB = 0 A
B 0 1
0
1
x x
1 0
Jadi: JA = JB = 1 KA = Bnot KB = 0
Realisasi rangkaiannya adalah sebagai berikut: A
1
Clock
2 3
J
Q
4
B
1
J
2
CLK K
Q
5
4
Q
CLK
3
K
JKFFA
5
Q
JKFFB
(2) Berhenti pada 110 (6) Pulsa ke 0 1 2 3 4 5 6 7
Output B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 0 0 0 1 1 1 1
FFC A 0 1 0 1 0 1 0 0
JC X X X 1 X X X X
FFB KC X X X X X X X X
JB X 1 X X X 1 X X
FFA KB X X X 1 X X X X
JA 1 X 1 X 1 X 0 X
KA X 1 X 1 X 1 X X
KA=JB=JC=KB=KC = 1 BA C 0 1
00
01
10
11
1 1
x X
X X
1 0
Jadi: JB=JC=KA=KB=KC =1
Modul ELKA.MR.UM.004.A
96
Realisasi Rangkaian: A
1
Clock
J
2
B
4
Q
1 2
CLK
3
K
5
Q
3
JKFFA
J
4
Q
1
J
2
CLK K
C
5
Q
Q
4
CLK
3
K
JKFFB
Q
5
JKFFC
4) Pencacah Mundur Tak Sinkron Dari pencacah maju tak sinkron kita dapat berubah/beralih ke pencacah mundur dengan jalan tidak membaca keluaran Q, melainkan membaca keluaran Qnot. Atau dengan memindahkan input pulsa clock yang mula-mula dari Q dipindahkan ke Qnot, dimana pembacaan keluaran tetap pada Q. Gambar rangkaian: A
1
Clock
2 3
J
Q
B
4
1 2
CLK K
Q
5
3
J
Q
4
1 2
CLK K
JKFFA
C
Q
5
3
J
Q
4
CLK K
JKFFB
Q
5
JKFFC
I A
1
Clock
2 3
J
Q
4
1 2
CLK K
B
Q
5
3
JKFFA
J
Q
4
1 2
CLK K
C
Q
5
3
JKFFB
J
Q
4
CLK K
Q
5
JKFFC
II Pulsa ke 0 1 2 3 4 5
Modul ELKA.MR.UM.004.A
C 1 1 1 1 0 0
Output 1 B A 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0
C 0 1 1 1 1 0
Output 2 B A 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1
97
Pulsa ke
C 0 0 1 1
6 7 8 9
Output 1 B A 0 1 0 0 1 1 1 0
C 0 0 0 1
Output 2 B A 1 0 0 1 0 0 1 1
5) Pencacah maju dan mundur tak sinkron (Up-Down Counter) 1. a. Sebagai pencacah maju , membaca keluaran Q b. Sebagai pencacah mundur , membaca keluaran Qnot 2. a. Sebagai pencacah maju, pulsa clock berasal dari output Q flip-flop sebelumnya. b. Sebagai pencacah mundur, pulsa clock berasal dari output Qnot flip-flop sebelumnya. Sekarang kita memerlukan suatu rangkaian multipekser 2 ke 1, misal Input Kontrol adalah A (data select): A 0 0 0 0 1 1 1 1
Q 0 0 1 1 0 0 1 1
Q not 0 1 0 1 0 1 0 1
QQ A 0 1
Output 0 1 0 1 0 0 1 1
00
01
11
10
0 0
1 0
1 1
0 0
Misal output = Y, sehingga Y= A.Q + A.Q Saat A = 1
Y = 0.Q + 1.Q
Saat A = 0
Y = 1.Q + 0.Q
Realisasi rangkaiannya:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
98
A
Q Y Q
b) Pencacah Sinkron Pencacah sinkron dinamai juga pencacah jajar. Masukan untuk denyut sulut (trigger pulse) yang disebut juga denyut-denyut lonceng/clock dikendalikan secara serempak. Dengan demikian penundaan counters adalah sama dengan penundaannya flip-flop. Pencacah sinkron memerlukan sirkuit lonceng/clock yang berdaya tinggi, sebab lonceng harus menggerakkan semua flip-flop. 1) Pencacah Maju Sinkron (a) Pencacah maju sinkron modulo 5 biner Jadi kembali ke 000 pada pulsa kelima. Pulsa Ke 0 1 2 3 4 5 6 7
C 0 0 0 0 1 0 0 0
Output B 0 0 1 1 0 0 0 1
A 0 1 0 1 0 0 1 0
JC 0 0 0 1 X X X X
FFC KC X X X X 1 X X X
JB 0 1 X X 0 X X X
FFB KB X X 0 1 X X X X
JA 1 X 1 X 0 X X X
FFA KA X 1 X 1 X X X X
Realisasi rangkaian:
Modul ELKA.MR.UM.004.A
99
A
1
J
2
B
4
Q
1 2
CLK
3
K
5
Q
3
JKFFA
Clock
J
Q
C
4
1 2
CLK K
Q
5
3
J
Q
4
CLK K
JKFFB
Q
5
JKFFC
(b) Pencacah Maju sinkron modulo 5 kode gray Pulsa Ke 0 1 2 3 4 5 6 7
Output B 0 0 1 1 1 0 0 1
C 0 0 0 0 1 0 0 0
A 0 1 1 0 0 0 1 1
JC 0 0 0 1 X X X X
FFC KC X X X X 1 X X X
JB 0 1 X X x X X X
FFB KB X X 0 0 1 X X X
JA 1 X x 0 0 X X X
FFA KA X 0 1 x X X X X
Realisasi rangkaian: C
1 2 3
J
Q
4
Q
5
JKFFA
Clock
1 2
CLK K
B
3
J
4
Q
1 2
CLK K
A
5
Q
3
JKFFB
J
Q
4
CLK K
Q
5
JKFFC
(c) Pencacah 8421 BCD (Decade Counter) Sinkron Pulsa ke 0 1 2 3 4 5
Modul ELKA.MR.UM.004.A 100
D 0 0 0 0 0 0
Output C B 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0
A 0 1 0 1 0 1
FFD JD KD 0 X 0 X 0 X 0 X 0 X 0 X
FFC JC KC 0 X 0 X 0 X 1 X X 0 X 0
FFB JB KB 0 X 1 X X 0 X 1 0 X 1 X
FFA JA KA 1 X X 1 1 X X 1 1 X X 1
Pulsa ke 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Output C B 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0
D 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0
FFD JD KD 0 X 1 X X 0 X 1 X X X X X X X X X X X X
A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
FFC JC KC X 0 X 1 0 X 0 X X X X X X X X X X X X X
FFB JB KB X 0 X 1 0 X 0 X X X X X X X X X X X X X
Realisasi rangkaian: D
C
B
1 1 2 3
Clock
Q
J
4
1 2
CLK K
Q
5
3
2
CLK K
JKFFA
J
4
Q
J
4
1 2
CLK
3
K
5
Q
Q
A
Q
5
3
JKFFC
J
Q
4
CLK K
Q
5
JKFFC
JKFFB
(d) Pencacah Maju Sinkron dapat berhenti sendiri (1) Berhenti pada 11 Pulsa ke 0 1 2 3 4 5
Out B A 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1
FFB JB KB 0 X 1 X X 0 X 0 . . . .
FFA JA KA 1 X X 1 1 X X 0 . . . .
Realisasi rangkaian B
1 2 3
0 Clock
Modul ELKA.MR.UM.004.A 101
J
Q
4
1
1 2
CLK K Q JKFFB
A
5
3
J
Q
4
CLK K Q JKFFA
5
FFA JA KA 1 X X 1 1 X X 1 X X X X X X X X X X X X
(2) Berhenti pada 110 (6) Pulsa ke 0 1 2 3 4 5 6 7
C 0 0 0 0 1 1 1 1
Out B A 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1
FFC JC KC 0 x 0 x 0 x 1 x x 0 x 0 x 0 x x
FFB JB KB 0 x 1 x x 0 x 1 0 x 1 x x 0 x x
FFA JA KA 1 X X 1 1 X X 1 1 x x 1 0 x x x
Realisasi rangkaian: C
1 2 3
0 Clock
J
Q
B
4 1
CLK K
2 Q
A
5 3
JKFFC
J
Q
4
1 2
CLK K
Q
5
JKFFB
3
1
J
Q
4
CLK K
Q
5
JKFFA
(e) Pencacah Mundur Sinkron Dari pencacah maju kita dapat beralih ke pencacah mundur dengan jalan tidak membaca keluaran Q, melainkan membaca keluaran Qnot.Cara lain adalah merencanakan rangkaian sesuai dengan perubahan keadaan logik yang dikehendaki. Misalnya kita merencanakan suatu rangkaian pencacah mundur sinkron modulo 6. Pulsa ke 0 1 2 3 4 5 6
Modul ELKA.MR.UM.004.A 102
Out C B A 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0
FFC JC KC 1 x x 0 x 1 0 x 0 x 0 x 1 x
FFB JB KB 0 x 0 x 1 x x 0 x 1 0 x 0 x
FFA JA KA 1 x X 1 1 x X 1 1 x x 1 1 x
Pulsa Out FFC FFB FFA ke C B A JC KC JB KB JA KA 7 1 0 1 x 0 0 x x 1 Realisasi rangkaian C
1
Q
J
2
B
4
1
CLK
3
K
0
Q
5
1
K
5
Q
Q
J
2
CLK
3
JKFFC
Clock
4
Q
J
2
A
4
CLK
3
K
1
JKFFB
Q
5
JKFFA
(f) Pencacah Maju dan Mundur Sinkron Kita cari dahulu persamaan masing-masing pencacah (up-
down
counters
sinkron).
Selanjutnya
kita
rencanakan
rangkaian logika yang dapat mengubah persamaan, dari
up-counter
persamaan
down
ke
counter sinkron
dan
sebaliknya, dengan 1 bit titik kontrol. (1) Ring Counter Ring Counter atau pencacah lingkar adalah pencacah runtun yang merupakan pencatat (register) geser kanan (SRR) dan data yang diperoleh dari output fllip-flop yang terakhir yang merupakan rangkaian umpan baliknya (feed
back). Rangkaian pencacah lingkar adalah sebagai berikut: A
1 2 3
Clock
Modul ELKA.MR.UM.004.A 103
J
Q
4
1 2
CLK K
B
Q
JKFFC
5
3
J
Q
4
1 2
CLK K
C
Q
JKFFC
5
3
J
Q
4
1 2
CLK K
D
Q
JKFFC
5
3
J
Q
4
CLK K
Q
JKFFC
5
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa data input dihubungkan dengan output flip-flop terakhir. Input J dihubungkan ke output Q dan input K dihubungkan ke output Qnot. Pencacah jenis ini mempunyai kelemahan yaitu tidak dapat start sendiri, sehingga perlu di-set sebelumnya. Selain itu untuk pencacah ini dengan empat buah flip-flop hanya dapat menghasilkan 4 variasi keluaran, berbeda dengan pencacah
biner
dengan
4
flip-flop
akan
dapat
menghasilkan 16 variasi keluaran. Misal pencacah lingkar kita-Set pada flip-flop I, maka setelah diberi pulsa clock keluarannya sepeti tabel beikut: Clock 0 1 2 3 4 5
D 0 0 0 0 1 0
C 0 0 0 1 0 0
B 0 0 1 0 0 0
A 0 1 0 0 0 1
Dari tabel disamping terlihat bahwa pada clock ke-1 data diloloskan di FF-A pada clock berikutnya data digeser ke FF berikutnya. Dan pada pulsa clock yang ke 5 data tersebut kembali ke awal. Contoh kegunaan ring counter, misal cacah lingkar betingkat sepuluh akan dapat dipakai sebagai pencacah dekade
dengan
keluaran
dasan
(desimal),
tanpa
memerlukan dekoder lain. (2) Pencacah Johnson Pencacah Johnson atau disebut juga pencacah lingkar bersilang adalah merupakan jenis pencacah sinkron
Modul ELKA.MR.UM.004.A 104
(pencacah lingkar) dimana output Q dan Qnot di tingkat terakhir diumpanbalikkan ke input dengan dijungkirkan, yaitu: output Q dihubungkan dengan input K dan output Qnot dihubungkan ke input J. Gambar rangkaian Pencacah Johnson adalah sebagai berikut: A 1 2 3
J
Q
4
Q
5
JKFFC
Clock
1 2
CLK K
B
3
J
Q
4
1 2
CLK K
C
Q
5
3
JKFFC
J
Q
4
1 2
CLK K
D
Q
JKFFC
5
3
J
Q
4
CLK K
Q
5
JKFFC
Tabel kebenaran pencacah Jonhson adalah sbb: Clock 0 1 2 3 4 5 6 7 8
D 0 0 0 0 1 1 1 1 0
C 0 0 0 1 1 1 1 0 0
B 0 0 1 1 1 1 0 0 0
A 0 1 1 1 1 0 0 0 0
Dari tabel disamping dapat dilihat bahwa pencacah Johnson memiliki lebih banyak variasi keluaran dari pncacah lingkar diatas. Dengan empat buah tingkat dapat menghasilkan keluaran sebanyak delapan variasi. Selain itu pencacah ini dapat menganjak (start) sendiri sehingga tidak perlu diset. Pencacah jenis ini juga tidak mencacah bilangan dalam urutan biner.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 105
c. Rangkuman Counter adalah suatu alat atau rangkaian digital yang befungsi untuk menghitung banyaknya pulsa clock, pembagi frekuensi, pembangkit kode biner, gray. Ada 2 macam pencacah yaitu pencacah sinkron/pencacah jajar dan pencacah tak sinkkron/asinkron yang juga sering disebut pencacah deret (series counters) atau pencacah kerut (ripple counters) atau pencacah biner. Langkah-langkah penting dalam merancang suatu pencacah meliputi: 1. Kharakteristik pencacah. a. Sinkron atau tak sinkron. b. Pencacah maju atau pencacah mundur.
c. Sampai berapa banyak ia dapat mencacah (modulo counter). d. Dapat bejalan terus (free running), atau dapat berhenti sendiri self stopping. 2. Jenis-jenis flip-flop yang digunakan yaitu DFF, JKFF dan RSFF 3. Prasyarat perubahan logicnya dan flip-flop yang digunakan. Penerapan Counter yang lain yaitu dpat digunakan sebagai: f. Ring Counter, tetapi pada counter ni mempunyai kelemahan bila dibandingkan denganpencacah Asinkron (biner) yaitu ring counter seperti penjelasan diatas terdiri dari 4 FF yang hanya mengahasilkan 4 variasi keluaran, sedangkan pada pencacah biner dengan 4 buah flip-flop akan dapat menghasilkan 2n
kombinasi keluaran, n =
banyaknya flip-flop jadi ada 24 = 16 variasi keluaran. g. Johnson
Counter/pencacah lingkar bersilang merupakan jenis
pencacah sinkron dimana output Q ditingkat terakhir dihubungkan dengan input K dan output Qnot pada tingkat terakhir di umpan balikkan (dihubungkan) ke input J. Penerapan Rangkaian Counter banya kita jumpai pada peralatan-peralatan pada komputer, rangkaian pengendali, audio video dan lain sebagainya yang menerapkan sistem kerja rangkaian Elektronika Digital.
d. Tugas
Modul ELKA.MR.UM.004.A 106
7. Sebutkan 4 macam pencacah sinkron dan asinkron! 8. Sebutkan 4 karakteristik penting dari pencacah! 9. Sebutkan 4 karakteristik penting dari pencacah tak sinkron 3 bit (3 buah JK FF kondisi toggle), jika frekuensi clock sebesar 8 MHz! 10. Buatlah rangkaian pembagi frekuensi modulo 4 pencacah asinkron dan sinkron! Gunakan metode Karnaugh Map! 11. Rencanakan rangkaian pencacah yang dapat berhenti sendir pada hitungan 11(biner) sinkron dan asinkron.
e. Test Formatif 1. Jelaskan perbedaan antar pencacah sinkron dengan pencacah tak sinkron! 2. Jika diketahui tabel kebenaran bari pencacah bilangan biner 0000 sampai dengan 1111 (dari 0 sampai 15 desimal). Pencacah tersebut merupakan pencacah modulo 16 (modulo 16 counters) Clock 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
QD 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
QC 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
QB 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
QA 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Desimal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Buatlah diagram waktu/timing diagram tabel kebenaran tersebut.
f. Kunci Jawaban 1. Perbedaan pencacah sinkron dengan asinkron.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 107
*) Pencacah sinkron (Serempak) a. Masukan
untuk
denyut
lonceng/clock
dikembalikan
secara
serempak. b. Waktu penundaan counter adalah sama dengan penundaan satu flip-flop. c. Memerlukan sirkit clock yang berdaya tinggi, sebab sirkit lonceng/clock tersebut harus menggerakkan semua flip-flop secara serentak. d. Sering juga dinamakan pancacah jajar/paralel. *) Pencacah Asinkron (tak serempak) a. Masukan untuk denut lonceng/clock
dikembalikan secara tak
serempak atau tak berurutan. b. Waktu penundaan counter adalah waktu semua penundaan flipflop dijumlahkan. c. Memerlukan sirkit clock yang berdaya rendah, sebab hanya flipflop yang paling awal saja yang dikendalikan oleh flip-flop. d. Sering juga dinamakan pancacah seri/pencacah biner. 2. Diagram waktu/timing diagaram adalah sebagi berikut : Clock QA QB QC QD
g. Lembar Kerja Judul: PENCACAH DENGAN BATAS HITUNGAN BAHAN KERJA :
Modul ELKA.MR.UM.004.A 108
1. IC SN 7473 (dual JK FF with clear) 2. IC 7490 (decade counter) 3. CLOCK 4. Indikator (LED) ALAT KERJA a. Papan percobaan b. Power suplly +5V DC c. Multimeter d. Kabel penghubung. KESELAMATAN KERJA i.
Selalu berhati-hati dalam membuat rangkaian, agar tidak terjadi kesalaha hubungan.
ii.
Meneliti terlebih dahulu melakukan percobaan.
iii.
Menggunakan catu daya yang sesuai untuk setiap percobaan.
iv.
Menanyakan kepada instruktur bila mengalami kesulitan.
PETUNJUK UMUM f. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan. g. Membuat rangkaian seperti pada gambar percobaan. h. Bila dalam merangkai telah baik dn benar, melaporkan pada instruktur. i. Menyalakan catu daya. j. Memberikan pulsa-pulsa clock. k. Memperhatikan dan mencatat hasilnya. l. Melakukan percobaan sampai 2 atau 3 kali agar paham betul. m. Bila telah selesai melakukan percobaan matikan catu daya. n. Mengembalikan alat dan bahan ke tempat semula. o. Membersihkan ruangan sekitar tempat percobaan. LANGKAH KERJA Percobaan I (Pencacah tak sinkron)
Modul ELKA.MR.UM.004.A 109
4. Pancacah Maju Tak Sinkron Modulo 4 (Free running) i.
Perhatikan secara seksama rangkaian dalam IC SN 7473, sehingga dapat dikuasai benar fungsi masing-msing kakinya.
ii.
Rangkailah gambar seperti pada gambar berikut A
J
Clock
Q
CLK K
J
Q
CLK Q
JKFFB
iii.
B
K
Q
JKFFB
Hubungkan terminal clear masing-masing FF ke 0 Volt, agar semua Q = 0 (LED padam), kemudian lepaskan kembali hbungan tersebut.
iv.
Berikan pulsa clock ke terminal Clock di FF A sesuai tabel berikut dan catat hasil keluaran QA dn QB.
v.
Setelah percobaan, matikan catu daya. Pulsa ke
Out B
A
Desimal
0 1 2 3 4 5 6 7 8 5. Pencacah Mundur Tak Sinkron. i.
Pindahkan hubungan terminal Clk FF dari QA ke QAnot dari gambar 1 diatas.
ii.
Hidupkan rangkaian dan resetlah terlebih dahulu dengan menghubungkan semua terminal clear ke 0 V.
iii.
Masukkan pulsa clock dan catat hasilnya seperti pada tabel 1.
6. Pencacah Maju Tak Sinkron (Self Stopping)
Modul ELKA.MR.UM.004.A 110
Berhenti pada 11 (biner) = 3 (decimal) Buatlah rangkaian seperti gambar berikut.
i.
A
J
Clock
B
J
Q
CLK K
Q
K
JKFFB
ii.
Q
CLK Q
JKFFB
Hidupkan rangkaian dan resetlah terlebih dahulu, kemudian berikan pulsa-pulsa clock dan catat outputnya pada tabel dibawah. Out
Pulsa ke
B
A
Desimal
0 1 2 3 4 5 Percobaan II (Pencacah sinkron) 6. Pencacah maju sinkron modulo 4 (free running) i.
Buatlah rangkaian seperti gambar berikut ini A
Clock
J
Q
CLK K
J
Q
CLK Q
JKFFB
ii.
B
K
Q
JKFFB
Hidupkan rangkaian dan resetlah terlebih dahulu sehingga semua Q = 0.
iii.
Berikan pulsa-pulsa clock dan catat output QA dan QB seperi pada tabel 1.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 111
7. Pencacah mundur Sinkron i.
Rangkaian seperti pada gambar 3, hanya saja yang kita baca bukan Q melainkan Qnot. Jadi pindahkan LED dari Q ke Qnot.
ii.
Hidupkan rangkaian dan resetlah terlebih dahulu.
iii.
Berikan pulsa-pulsa clock dan catat outputnya seperti pada tabel 1.
8. Pencacah Maju Sinkron (Self Stopping) Berhenti pada 11 (biner) = 3 (desimal) i.
Buatlah rangkaian seperti gambar berikut ini: A
Clock
J
Q
CLK K
J
Q
CLK Q
JKFFB
ii.
B
K
Q
JKFFB
Hidupkan rangkaian dan resetlah terlebih dahulu, kemudian berikan pulsa-pulsa clock dan catat outputnya seperti pada tabel 2.
Percobaan III (Dekade up Counter) Pencacah pembagi 10: 1. Perhatikan gambar layout dalamnya IC SN 7490. 2. Buat rangkaian dekade counter sebagai berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 112
3. Sebelum mulai mencacah resetlah terlebih dahulu dengan cara menghubungkan terminal Ro (1) DAN Ro (2) satu atau keduaduanya ke Vcc (+5 V ), setelah itu kembalikan lagi ke Ground ( 0 V ) 4. Berikan pulsa-pulsa clock dan catat output QA, QB, QC, QD kedalam tabel berikut: Pulsa ke
Out B
A
Desimal
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5. Buatlah Tabel pengamatan dari masing-masing percobaan yang saudara lakukan. 6. Buatlah kesimpulan dari masing-masing percobaan yang saudara lakukan. 7. Pada percobaan III, jika kita berikan logic “1” ke terminal RO (1) dan Ro (2) sementara itu kita berikan pulsa-pulsa clock terus menerus, bagaimana kondisi outputnya? 8. Pada percobaan ke III, pada pulsa keberapa sehingga output QA = 0, QB = 1, QC = 1, QD = 0?
Modul ELKA.MR.UM.004.A 113
KEGIATAN BELAJAR 7: DECODER DAN ENCODER a. Tujuan Pemelajaran 1. Menjelaskan rangkaian decoder dan encoder 2. Menyebutkan jenis-jenis rangkaian pengubah dengan benar. 3. Membuat rangkaian decoder BCD ke seven segment LED dengan benar. 4. Membuat rangkaian encoder desimal ke BCD
b. Uraian Materi
Modul ELKA.MR.UM.004.A 114
1. DECODER Dalam suatu sistem digital instruksi-instruksi maupun bilanganbilangan dikirim dengan deretan pulsa atau tingkatan-tingkatan biner. Misalnya jika kita menyediakan karakter 4 bit untuk pengiriman instruksi maka jumlah instruksi berbeda yang dapat dibuat adalah 24=16. Informasi ini diberi kode atau sandi biner. Dipihak lain seringkali timbul
kebutuhan akan suatu saklar multi
posisi yang dapat dioperasikan sesuai dengan kode tersebut. Dengan kata lain untuk masing-masing dari 16 saluran hanya 1 saluran yang dieksitasi pada setiap saat. Proses untuk identifikasi suatu kode tertentu ini disebut pendekodean atau Decoding. Sistem BCD (Binary
Code Decimal) menterjemahkan Bilangan–bilangan decimal dengan menggantikan setipa digit decimal menjadi 4 bit biner. Mengingat 4 digit biner dapat dibuat 16 kombinasi, maka 10 diantaranya dapat digunakan untuk menyatakan digit decimal 0 sampai 9. Dengan ini kita memiliki pilihan kode BCD yang luas. Salah satu pilihan yang disebut
kode
8421.
Sebagai
contoh,
bilangan
decimal
264
memerlukan 3 gugus yang masing-masing terdiri dari 4 bit biner yang berturut-turut dari kiri (MSB) ke kanan (LSB) sebagai berikut: 0010 0110 0100 (BCD). Pendekode
(decoder)
BCD
ke
decimal
umpamakan
kita
ingin
mendekode suatu instruksi BCD yang diungkapkan oleh suatu digit decimal 5. Opeasi ini dapat dilaksanakan dengan suatu gerbang AND 4 masukan yang dieksitasi oleh 4 bit BCD. Perhatikan gambar 1, keluaran gerbang AND =
A B
Y
C D
1 jika masukan BCD adalah 0101 dan sama dengan untuk instruksi masukan yang lain.
Gb1. AND 4 input
Karena
kode
ini
merupakan
representasi
bilangan decimal 5 maka keluaran ini dinamakan saluran atau jalur 5.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 115
Sehingga keluaran decoder ini harus dihubungkan dengan peralatan yang dapat dibaca dan dimengerti manusia. Jenis-jenis rangkaian decoder 1. BCD to & 7segment Decoder a a b
MSB D
7447
C Input
c
f
d
b g
B e A
c
e
f LSB g
d
Gb.2 BCD to Seven Segment Decoder
Kombinasi masukan biner dari jalan masukan akan diterjemahkan oleh decoder, sehingga akan membentuk kombinasi nyala LED peraga (7 segment LED), yang sesuai kombinasi masukan biner tersebut. Sebagai contoh, Jika masukan biner DCBA = 0001, maka decoder akan memilih jalur keluaran mana yang akan diaktifkan. Dalam hal ini saluran b dan c diaktifkan sehingga lampu LED b dan C menyala dan menandakan angka 1. 2. Decoder BCD ke decimal Keluarannya dihubungkan dengan tabung indikator angka. Sehingga kombinasi angka biner akan menghidupkan lampu indikator angka yang sesuai. Sebagai contoh
D = C = B = 0 , A= 1, akan
menghidupkan lampu indikator angka 1. Lampu indikator yang menyala akan sesuai dengan angka biner dalam jalan masuk.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 116
9 8 7 MSB D
6
7442
C
5
B
4
A
3 LSB
Tabungan angka
2 1 0
Gb.3 Decoder BCD ke Desimal
Gambar 3. Decoder BCD ke Decimal D 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
INPUT C B 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0
A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0
2 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
3 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
OUTPUT 4 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
7 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2. DEMULTIPLEXER Demuliplexer adalah suatu system yang menyalurkan sinyal biner (data serial) pada salah satu dari n sluran yang tersedia, dan pemilkah saluran khusus tersebut ditentukan melalui alamatnya. Suatu pendekode dapat diubah menjadi demultiplexer seperti dijelaskan pada gambar 4 sebagai berikut:
Modul ELKA.MR.UM.004.A 117
Input
B
A
Gambar realisasi rangkaian Demultiplekser untuk masukan 1 keluaran 4 Y0
Y1
Y2
Y3
Karnaugh Map untuk perencanaan rangkaian demultiplexer masukan 1 keluaran 4. A B 0 1
0
1
Yo Y2
Y1 Y3
Yo Y1 Y2 Y3
= = = =
A.B A.B A.B A.B
3. MULTIPLEXER Fungsi multiplexer adalah memilih 1 dari N sumber data masukan dan meneruskan data yang dipilih itu kepada suatu saluran informasi tunggal. Mengingat bahwa dalam demultiplexer hanya terdapat satu jalan masuk dan mengeluarkan data-data yang masuk kepada salah satu dari N saluran keluar, maka suatu multiplexer sebenarnya melaksanakan proses kebalikan dari demultiplexer. Gambar berikut adalah merupakan suatu multiplexer 4 ke 1 saluran. Perhatikan bahwa konfigurasi pendekodean yang sama digunakan baik dalam
multiplexer maupun dalam demultiplexer
Modul ELKA.MR.UM.004.A 118
B
A
Gambar Multiplexer 4 masukan ke 1 saluran keluaran
A.B
D0
A.B
D1
A.B
D2
A.B
D3
Karnaugh Map untuk perencanaan rangkaian multiplexer 4 masukan ke 1 saluran adalah sebagai berikut: A B 0 1
0
1
Do D1
D2 D3
4. ENCODER Suatu decoder atau pendekode adalah system yang menerima kata M bit akan menetapkan keadaan 1 pada salah satu (dan hanya satu) dari 2m saluran keluaran yang tersedia. Dengan kata lain fungsi suatu decoder adalah mengidentifikasi atau mengenali suatu kode terntu. Proses kebalikannya disebu pengkodean (encoding). Suatu pengkode atau encoder memiliki sejumlah masukan, dan pada saat tertemtu hanya salah satu dari masukan-masukan itu yang berada pada keluaran 1 dan sebagai akibatnya suatu kode N bit akan dihasilkan sesuai dengan masukan khusus yang dieksitasi. Upamanya kita ingin menyalurkan suatu kode biner untuk setiap penekanan tombol pada
Modul ELKA.MR.UM.004.A 119
key board alpha numeric (suatu mesin tik atau tele type). Pada key board tersebut terdapat 26 huruf kecil, 10 angka dan sekitar 22 huruf khusus, sehingga kode yang diperlukan kurang lebih bejumlah 84. syarat ini bisa dipenuhi dengan jumlah bit minimum sebanyak 7 (27=128). Kini misalkan bahwa key board tersebut diubah sehingga setiap saat suatu tombol ditekan, sakelar yag bersangkutan akan menutup. Dan dengan demikian menghubungkan suatu catu daya 5 volt (bersesuaian dengan keadaan1) dengan saluran masuk tertentu. Diagram skema rangkaian encoder ditunjukkan sebagai berikut: + 5 Volt
INPUT 0
1 D1 2 D2 3 D4
D3
4 D5 5 D7
D6
6 D9
D8
D12
D11
7 D10
8 D13 9 D15
D14
B
NOT 1
.
C
NOT 2
.
D
NOT 3
.
,
NOT 4
A
Encoder ini merupakan rangkaian penyandi dari bilangan dasan (desimal) menjadi sandi biner (BCD=binary code decimal).
Modul ELKA.MR.UM.004.A 120
Bila tombol 1 ditekan, maka D1 akan on menghubungkan jalur A ke logika 0 (GND), akibatnya pada NOT gate 1 timbul keluaran 1, sehingga timbul kombinasi logika biner 0001(2), dan seterusnya. Rangkaian Encoder juga dapat disusun dengan menggunakan gerbang NAND sebagai berikut: 9
D
4 8 7
C
3
6 5
B 4
2
3 2
A
1 1 0
Tabel kebenaran dari rangkaian Encoder Desimal ke BCD dengan dioda logika dan gernag NAND sebagai berikut: Saklar yang ditekan 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Output D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Masih banyak jenis Encoder yang lain, yang dapat menyandikan simbol komunikasi angka dan abjad ke angka biner. Aturan ini distandarkan oleh ASCII (American Standard Code for Information
Interchange). Penyandi ini dipakai dalam Komputer.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 121
c. Rangkuman Didalam kegiatan komunikasi secara digital sering dilakukan system coding (sandi). Untuk itu diperlukan rangkaian yang dapat membuat sandi dari informasi-informasi masukkannya dan dapat menterjemahkan sandi-sandi yang dibuat sehingga dapat dimengerti oleh manusia. Rangkaian pembuat sandi disebut encoder. Pengertian encoder adalah rangkaian yang terdiri dari gerbang-gerbang logika yang dapat berfungsi untuk menterjemahkan bahasa manusia (analog) kedalam bahasa mesin (digital). Sedangakan rangkaian penterjemah sandi dikenal dengan decoder (pemecah sandi). Pengertian decoder adalah suatu rangkaian yang dibangun dari gerbang-gerbang logika untuk memecahkan sandi-sandi digital menjadi bahasa manusia (analog).
d. Tugas 1. Gambarkan rangkaian BCD ke seven segment lengkap dengan tabel kebenarannya! 2. Buatlah encoder 8 ke 3! 3. Buatlah dekoder 3 ke 8 dengan Karnaugh Map! 4. Buatlah rangkaian digital multiplexer untuk masukan 5 dan keluaran 1 dengan Karnaugh Map!
e. Tes Formatif 1. Definisikan decoder! 2. Apa yang dimaksud dengan encoder? 3. Jelaskan fungsi dari demultiplexer! 4. Jelaskan manfaat pengubah dari sinyal analog ke sinyal digital! 5. Jelaskan pula manfaat pengubahan dari sinyal digital ke sinyal analog!
f. Kunci Jawaban
Modul ELKA.MR.UM.004.A 122
1. Decoder adalah suatu rangkaian yang berfungsi untuk memecahkan sandi-sandi digital menjadi bahasa yang mudah dimengerti manusia (analog). 2. Encoder adalah kebalikan dari Decoder. Yaitu suatu rangkaian yang berfungsi untuk menterjemahkan bahasa manusia atau analaog dalam bahasa mesin (digital). 3. Fungsi dari Demultiplexer adalah untuk menggeserkan data serial input menjadi parallel output. Dalam hal ini data serial pada salah satu dari N saluran yang bersedia dan pemilihan saluran khusus tersebut ditentukan melalui alamatnya. Jadi suatu pendekode dapat diubah menjadi demultiplexer. 4. Manfaat pengubahan sinyal analog ke digutal: a. Proses kerjanya cepat b. Tidak ada noise atau cacat. 5. Manfaat pengubahan sinyal digital ke sinyal analog: hasil proses langsung dapat dinikmati oleh manusia/langsung dapat dibaca misanya: berupa angka decimal, tulisan, suara maupun gambar.
g. Lembar Kerja Judul: BCD to 7 segment LED decoder ALAT DAN BAHAN 1. IC TTL 7447 2. IC 7segment LED 3. R 220 Ohm 4. Catu daya 5V 5. Papan pecobaan/bread board 6. Kabel penghubung secukupnya 7. Multi meter LANGKAH KERJA
Modul ELKA.MR.UM.004.A 123
1. Siapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan. 2. Buatlah rangkaian BCD to & segment LED seperti gambar. +5V
+5V
a a MSB
b
D f
c
7447
C
d
b g
B e
e
A
c
f LSB g
d Common Anoda
3. Hubungkan catu dari batere 5 V dengan rangkaian, kemudian amati apa yang tejadi pada LED sebagai output jika input DCBA diberikan dan catat hasilnya dan masukkan pada tabel. 4. Bagaimana kesimpulan dari hasil percobaan ini? 5. Kembalikan alat dan bahan ke tempat semula. 6. Buatlah laporan kerja berdasarkan hasil praktek. Hasil Pengamatan BCD to 7 Segment Decoder D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
INPUT C B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0
A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
a
b
Keterangan: x = lampu menyala -= lampu mati
Modul ELKA.MR.UM.004.A 124
OUTPUT c d e
f
g
Decimal Output
BAB III EVALUASI A. TEST TERTULIS Kerjakan soal-soal berikut dengan benar dan jelas. 1. Buatlah tabel kebenaran umtuk gerbang AND 3 input! A B C
Y
2. Buktikan persamaan Boolean berikut ini dengan table kebenaran: A.B=A+B 3. Rencanakan rangkaian Half Adder dengan menggunakan gerbang-gerbang dasar! 4. Sebutkan 4 macam karakteristik penting dari pencacah counter! 5. Rencanakan sebuah rangkaian pencacah sinkron dan asinkron yang dapat berhenti pada 112 = 310 lengkapi dengan table kebenaran dan karnaugh Map 6. Definisikan register! 7. Sebutkan jenis-jenis dari register! 8. Rencanakan gambar rangkaian register SISO yang menggunakan JK FF dengan D FF 9. Gambarkan rangkaian RS FF dan buatlah table kebenarannya. 10. Bagaimanakah sifat-sifat dari JK FF induk Hamba?
B. TEST PRAKTEK Judul: RING COUNTER ALAT DAN BAHAN 1. IC SN 7473 2. Rangkaian clock
Modul ELKA.MR.UM.004.A 125
3. Indikator 4. Papan percobaan 5. Multimeter 6. Catu daya 5 V DC 7. Kabel penghubung LANGKAH PERCOBAAN Percobaan I (pencacah lingkar) 1. Buatlah rangkaian seperti gambar berikut A
1 2 3
Clock
J
Q
4
1 2
CLK K
B
Q
5
3
JKFFC
J
Q
4
1 2
CLK K
C
Q
5
JKFFC
3
J
Q
4
1 2
CLK K
D
Q
JKFFC
5
3
J
Q
4
CLK K
Q
5
JKFFC
2. Resetlah semua FF terlebih dahulu, kemudian set FF 1 dengan cara memberikan logika “0” pada terminal preset sekejab. 3. Berikan pulsa-pulsa clock dan catat dalam suatu table sebagai berikut: CLOCK 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Modul ELKA.MR.UM.004.A 126
D
C
B
A
Percobaan II (Pencacah Johnson) 1. Tukarkan hubungan antara J dan K (input J dapat Qnot dan k mendapat Q) dari gambar rangkaian diatas. 2. Resetlah semua FF terlebih dahulu, kemudia set FF 1 dengan cara memberikan logika “0” pada terminal preset sekejab dan catat outputnya dalam tabel. 3. Berikan kesimpulan. 4. Berapa variasi keluaran dari pencacah lingkar dan pencacah Johnson dari percobaan diatas.
C. KUNCI JAWABAN TEST TERTULIS 1. table kebenaran untuk gerbang AND 3 input. Jadi ada 2n kemungkinan untuk inputnya. Dimana n = banyaknya input sehingga 23 = 8
A B C
Modul ELKA.MR.UM.004.A 127
Y
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
2. Pembuktian persamaan Boolean dengan table kebenarannya untuk persamaan: Anot.Bnot=Anot+Bnot A
B
AB
Anot.Bnot
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
Anot 1 1 0 0
Bnot Anot+Bnot 1 1 1 0 1 1 0 0
3. Rancangan Half Adder dengan menggunakan Gerbang Dasar A
A.B
B
Sum A.B + A.B
A.B Carry A.B
4. Karakteristik penting dari pencacah adalah: B. Kerjanya sinkron atau tak sinkron. C. Pencacah maju atau mundur. D. Sampai berapa bias mecacah (Modulo). E. Dapat berjalah terus (free running) atau berhenti sebdiri atau self stopping. 5. Pencacah sinkron berhenti pada 11 = 3 (dasan) Pulsa ke 0 1 2 3 4 B\A 0 1 0 0 1 1 X X Modul ELKA.MR.UM.004.A JB = A 128
Out B 0 0 1 1 1
FF-B A 0 1 0 1 1
JB 0 1 x x x
B\A 0 0 0 1 X KA = B
FF-A KB X X 0 0 x
1 1 x
JA 1 x 1 x x
KA X 1 x 0 x
Gambar rangkaian: B
Clock
J
A
Q
J
CLK K
Q
CLK Q
K
JKFFB
Q
JKFFB
Pencacah sinkron berhenti pada 11: Pulsa ke 0 1 2 3 4
Out B 0 0 1 1 1
FF-B JB X 1 X X X
A 0 1 0 1 1
FF-A JA 1 x 1 x x
KB X X X X x
B\A 0 1 0 X 1 1 X 0 JB = JA = 1 KB = X
KA X 1 x 0 x
6. Register adalah sekelompok flip flop yang dapat dipakai untuk menyimpan dan mengolah informasi dalam bentuk biner. 7. Ada 2 jenis register yaitu: a. Storage register (register penyimpan) b. Shift Register (register geser) 1. SISO (Serial Input Serial Output) 2. SIPO (Serial Input Paralel Output) 3. PISO (Paralel Input Serial Output) 4. PIPO (Paralel Input Paralel Output) 8. Rangkaian register SISO menggunakan JK FF: Word in
1 2 3
J
Q
CLK K
Modul ELKA.MR.UM.004.A 129
1 2
Q
JKFFA
Clock
4
5
3
J
Q
4
2
CLK K
1
Q
JKFFB
5
3
J
Q
4
2
CLK K
1
Q
JKFFC
5
3
J
Q
4
Serial out
CLK K
Q
JKFFD
5
Prinsip kerja: Informasi data dimasukkan melalui word in dan akan dikeluarkan jika ada denyut lonceng berlalu dari 1 ke 0. Karena jalan keluarnya flipflop 1 dihibungkan dengan jalan masuknya flipflop berikutnya maka informasi didalam register akan digeser ke kanan selama tebing dari denyut lonceng atau clock. Rangkaian register SISO menggunakan D FF: Word in D
Q
D
CLK
Q
D
CLK Q
D
CLK Q
FFA
Q
Serial out
CLK Q
FFB
Q
Q
FFC
FFD
Clock
Prinsip kerja: informasi atau data dimasukkan melalui input data load, dan data tersebut akan dikeluakan selama ada denyut lonceng atau clock dari 0 ke 1. Karena jalan keluarnya flipflop satu dihubungkan kepada jalan masuknya flip-flop berikutnya, maka informasi dalam register akan digeser kekanan selama tebing depan dari denyut lonceng (clock) 9. Rangkaian clock RS FF S Q
Clock
Q R
Tabel kebenarannya: CLOCK 0 1 0 1 0 1
Modul ELKA.MR.UM.004.A 130
R 0 0 0 0 1 1
S 0 0 1 1 0 0
Q 0 0 0 1 1 0
Qnot 1 1 1 0 0 1
0 1
1 1
1 1
0 1
1 terlarang
10. Sifat-sifat JK FF a. Jika input J dan K berlogika 1 diberi pulsa clock maka keadaan outputnya akan berubah. b. Dan jika inputnya J dan K keduanya berlogika 0 maka keadaanya outputnya tidak akan berubah (sama dengan kondisi sebelumnya) Meskipun pulsa clock diberikan. Kondisi ini dinamakan kondisi stabil. c. Flipflop ini tidak memiliki kondisi terlarang. Maksudnya jika pulsa clock diberikan input J dan K diberikan kedua outputnya Q dan Qnot tetap berbeda.
D. LEMBAR PENILAIAN TEST PRAKTIK Nama Peserta
:
No. Induk
:
Program Keahlian
:
Nama Jenis Pekerjaan
:
PEDOMAN PENILAIAN
No. 1 1
2
3
Skor Maks. 3
Aspek Penilaian 2 Perencanaan 1.1. Persiapan alat dan bahan 1.2. Menganalisa jenis desain Sub total
5 5 10
Sub total
5 5 10
Sub total
10 10 10 30
Membuat tata letak 2.1. Penyiapan tata letak 2.2. Menentukan Ilustrasi dan warna Proses (Sistematika & Cara Kerja) 3.1. Cara membuat ilustrasi 3.2. Cara melakukan tata letak 3.3. Cara menetapkan warna
Modul ELKA.MR.UM.004.A 131
Skor Perolehan 4
Keterangan 5
4
5
6
Kualitas Produk Kerja 4.1. Hasil desain cover buku fiksi sesuai dengan isi buku 4.2. Hasil desain cover memenuhi unsur estetika 4.3. Pekerjaan diselesaikan dengan waktu yang telah ditentukan Sub total Sikap/Etos Kerja 5.1. Tanggung jawab 5.2. Ketelitian 5.3. Inisiatif 5.4. Kemandirian Sub total Laporan 6.1. Sistimatika penyusunan laporan 6.2. Kelengkapan bukti fisik Sub total Total
10 10 10 30 2 3 3 2 10 4 6 10 100
KRITERIA PENILAIAN No. 1
Aspek Penilaian Perencanaan 1.1. Persiapan alat dan bahan
1.2. Menganalisa jenis desain
2
Membuat tata letak 2.1. Penyiapan tata letak
2.2. Menentukan jenis ilustrasi dan warna
3
Proses (Sistematika & Cara Kerja) 3.1. Cara membuat ilustrasi
Modul ELKA.MR.UM.004.A 132
Kriteria Penilaian
Skor
•
Alat dan bahan disiapkan sesuai kebutuhan
5
•
Alat dan bahan disiapkan tidak sesuai kebutuhan
1
•
Merencanakan sesuai tahapan/ proses desain
5
•
Tidak merencanakan tahapan/ proses desain
• •
Tata letak disiapkan sesuai prosedur Tata letak tidak disiapkan sesuai prosedur
1
5 1
•
Model susunan dilengkapi dengan intruksi penyusunan
5
•
Model susunan tidak dilengkapi dengan instruksi penyusunan
1
•
Ilustrasi dibuat sesuai dengan isi buku
10
•
Ilustrasi dibuat tidak sesuai isi buku
1
3.2. Cara melakukan tata letak
3.3. Cara menetapkan warna
4
Kualitas Produk Kerja 4.1. Hasil desain cover buku fiksi sesuai dengan isi buku
4.2. Hasil desain cover memenuhi unsur estetika 4.3. Pekerjaan diselesaikan dengan waktu yang telah ditentukan
5
Sikap/Etos Kerja 5.1. Tanggung jawab
5.2. Ketelitian
5.3. Inisiatif
6
5.4. Kemandirian Laporan 6.1. Sistimatika penyusunan laporan 6.2. Kelengkapan bukti fisik
Modul ELKA.MR.UM.004.A 133
•
Tata letak memenuhi dasar-dasar estetika
10
•
Tata letak tidak memenuhi dasardasar estetika
1
•
Penggunaan warna memenuhi harmoni warna
10
•
Penggunaan warna tidak harmoni
• •
Hasil desain sesuai dengan isi buku
•
Hasil desain menerapkan unsure estetika
• •
Hasil desain tidak memenuhi estetika Menyelesaikan pekerjaan lebih cepat dari waktu yang ditentukan
•
10
Menyelesaikan pekerjaan tepat waktu
2
•
Menyelesaikan pekerjaan melebihi waktu yang ditentukan
•
Membereskan kembali alat dan bahan yang dipergunakan
2
•
Tidak membereskan alat dan bahan yang dipergunakan
1
•
Tidak banyak melakukan kesalahan kerja
3
•
Banyak melakukan kesalahan kerja
1
• •
Memiliki inisiatif bekerja
3 1
• •
Bekerja tanpa banyak diperintah Bekerja dengan banyak diperintah
2 1
•
Laporan disusun sesuai sistimatika yang telah ditentukan
4
•
Laporan disusun tanpa sistimatika
1
Hasil desain tidak sesuai denan isi buku
Kurang/tidak memiliki inisiatif kerja
1
10 1 10 1 8
•
Melampirkan bukti fisik hasil penyusunan
•
Tidak melampirkan bukti fisik
6 2
BAB IV PENUTUP Setelah menyelesaikan modul ini, maka Anda berhak untuk mengikuti tes praktik untuk menguji kompetensi yang telah dipelajari. Dan apabila Anda dinyatakan memenuhi syarat kelulusan dari hasil evalusi dalam modul ini, maka Anda berhak untuk melanjutkan ke topik/modul berikutnya. Mintalah pada pengajar/instruktur untuk melakukan uji kompetensi dengan sistem penilaiannya dilakukan langsung dari pihak dunia industri atau asosiasi profesi yang berkompeten apabila Anda telah menyelesaikan suatu kompetensi tertentu. Atau apabila Anda telah menyelesaikan seluruh evaluasi dari setiap modul, maka hasil yang berupa nilai dari instruktur atau berupa porto folio dapat dijadikan sebagai bahan verifikasi bagi pihak industri atau asosiasi profesi. Kemudian selanjutnya hasil tersebut dapat dijadikan sebagai penentu standard pemenuhan kompetensi tertentu dan bila memenuhi syarat Anda berhak mendapatkan sertifikat kompetensi yang dikeluarkan oleh dunia industri atau asosiasi profesi.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 134
DAFTAR PUSTAKA Hold Sworth, Digital Logic DesignButter Worth, London, 1985 John D. Ryder, PHD, Engineering Electronics, International Student Edition Millman Jacob dan Halkias Christos C, Elektronika Terpadu Jilid 2, Erlangga, Jakarta 1985 Pudak Scientific, Basic Digital Communication, Bandung, Indonesia Wasito S, Pelajaran ElektronikaTeknik Digit, Karya Utama, Jakarta.
Modul ELKA.MR.UM.004.A 135