1
Jobsheet Praktikum REGISTER
A. Tujuan Kegiatan Praktikum 1-4 : Setelah mempraktekkan Topik ini, anda diharapkan dapat : 1. Mengetahui fungsi dan prinsip kerja register. 2. Menerapkan register SISO, PISO, SIPO dan PIPO dalam rangkaian elektronika digital. 3. Mengetahui operasi dan aplikasi ring shift counter dan Johnson shift counter. 4. Mengetahui konsep three-state (logika 3-keadaan) pada komponen elektronika digital. B. Dasar Teori Kegiatan Praktikum 1-4 Register merupakan komponen elektronika digital yang berfungsi untuk menyimpan secara sementara sekumpulan bit. Bit data yang dioperasikan dalam sistem digital kadang-kadang perlu disimpan, dipindahkan, atau digeser ke kiri atau ke kanan satu posisi atau lebih. Register geser dapat menangani perpindahan bit data paralel dan serial, serta dapat digunakan untuk mengonversi dari paralel ke serial dan serial ke paralel. Ada 4 macam register geser, yaitu: 1. Serial-In, Serial-Out (SISO) 2. Serial-In, Parallel-Out (SIPO) 3. Parallel-In, Serial-Out (PISO) 4. Parallel-In Parallel-Out (PIPO) IC 74LS164 merupakan register geser 8-bit serial-in, parallel out. IC ini mempunyai 2 masukan seri yaitu A dan B yang secara sinkron dibaca oleh clock yang dipicu pada tepi positif (CLK). Selain itu ada kaki Master-Reset ( MR ) yang me-reset kedelapan flip-flop ketika diberi logika LOW. Setiap pulsa clock tepi positif akan menggeser bit data 1 posisi ke kanan sehingga bit data pertama yang dimasukkan akan dikeluarkan pada Q7 setelah delapan pulsa clock. Kaki 7 dihubungkan ke GND dan kaki 14 dihubungkan ke +5V. Susunan kaki IC 74LS164 dapat dilihat dalam Gambar 4.1.
Lab Teknik Digital
2
Jobsheet Praktikum 1 2 3 4 5 6 7
A B Q0 Q1 Q2 Q3 GND
VCC Q7 Q6 Q5 Q4 MR CLK
14 13 12 11 10 9 8
74LS164
Gambar 1.1 Susunan Kaki IC 74LS164
IC 74LS165 merupakan register geser 8-bit serial/parallel-in, serial-out. IC ini mempunyai kaki masukan seri SER dan 8 masukan paralel yaitu P0 – P7 serta 2 luaran serial Q7 dan komplemennya Q7 yang merupakan luaran flip-flop paling kanan. Untuk memasukkan 8 bit masukan secara paralel, kaki PL harus berlogika LOW. Selain itu terdapat 2 masukan clock, yaitu CLK1 yang dipicu pada tepi positif untuk menggeser bit data 1 posisi ke kanan dan CLK2 yang merupakan clock enable aktif-LOW untuk memulai/menghentikan operasi geser dengan meng-enable atau men-disable clock. Kaki 8 dihubungkan ke GND dan kaki 16 dihubungkan ke +5V. Susunan kaki IC 74LS165 dapat dilihat dalam Gambar 4.2. 1 2 3 4 5 6 7 8
PL CLK1 P4 P5 P6 P7 Q7 GND
VCC CLK2 P3 P2 P1 P0 SER Q7
16 15 14 13 12 11 10 9
74LS165
Gambar 1.2 Susunan Kaki IC 74LS165
IC 74LS373 merupakan latch oktal yang terdiri dari 8 D-flip-flop dan 8 buffer (penyangga) tri-state yang digunakan untuk menahan data 8-bit. Komponen ini mempunyai 8 masukan, yaitu D0 – D7 dan 8 luaran, yaitu Q0 –Q7. Selain itu ada juga masukan LE (latch enable - aktif-HIGH) yang dihubungkan dengan masukan clock flip-flop dan masukan OE (output enable - aktif-LOW) untuk mengijinkan buffer tri-state agar mengeluarkan data pada luaran. Kaki 10 dihubungkan ke GND dan kaki 20 dihubungkan ke +5V. Susunan kaki IC 74LS373 dapat dilihat dalam Gambar 4.3.
Lab Teknik Digital
3
Jobsheet Praktikum 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
OE Q0 D0 D1 Q1 Q2 D2 D3 Q3 GND
VCC Q7 D7 D6 Q6 Q5 D5 D4 Q4 LE
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
PIN74373
Gambar 1.3 Susunan Kaki IC 74LS373
D. Lembar Praktikum 1. Alat dan Bahan IC 74164
1 buah
IC 74165
1 buah
IC 7414
1 buah
IC 74373
1 buah
Resistor 10K Ω
9 buah
Resistor 220 Ω
8 buah
Resistor 100 Ω
1 buah
Kapasitor 0,47 µF
1 buah
LED
8 buah
Project Board
1 buah
Power Supply DC
1 buah
Pinset
1 buah
Dipswitch
1 buah
Push Button
1 buah
Multimeter
1 buah
Jumper
secukupnya
Lab Teknik Digital
Jobsheet Praktikum
4
2. Kesehatan dan Keselamatan kerja (a) Periksalah kelengkapan alat dan bahan sebelum digunakan. (b) Pelajari dan pahami petunjuk praktikum pada lembar kegiatan praktikum. (c) Pastikan tegangan keluaran catu daya sesuai yang dibutuhkan. (d) Sebelum catu daya dihidupkan hubungi dosen pendamping untuk mengecek kebenaran rangkaian. (e) Yakinkan tempat anda aman dari sengatan listrik. (f) Hati-hati dalam penggunaan peralatan praktikum !
Lab Teknik Digital
5
Jobsheet Praktikum
3. Langkah percobaan 1 1. Rakitlah rangkaian seperti Gambar 1.4 pada project board. Hubungkan kaki SER pada luaran rangkaian DIPSWITCH. 2. Ukur catu daya DC sebesar +5V. Matikan catu daya dan hubungkan ke rangkaian. 3. Hidupkan catu daya. Cek luaran rangkaian DIPSWITCH, catat sisi saklar ke sebelah mana yang mengeluarkan tegangan +5V (logika 1) serta tegangan 0V (logika 0). Matikan catu daya.
Catatan: - LED nyala berarti logika 1 dan LED mati berarti logika 0. - Kondisi luaran rangkaian push button: 1 jika dilepas, 0 jika ditekan, saat ditekan, saat dilepas Input
+5V
10k SW-PB 1
A 74LS14
B 74LS14 2
3
4
100 0,47uF
0 1
10 11 12 13 14 3 4 5 6 2 15 1
SER P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
Output
Q7 Q7
9 7 220
CLK1 CLK2 PL 74LS165
Gambar 1.4 Rangkaian untuk Percobaan Register Geser SISO
4. Beri logika 0 pada kaki CLK2 dan logika 1 pada kaki PL dan hidupkan catu daya. 5. Beri logika 1 pada kaki SER, tekan push button, dan catat kondisi LED pada kaki Q7 dan Q7 pada baris pertama Tabel 4.1. 6. Ulangi langkah 5 sesuai dengan logika lain seperti yang tertera dalam Tabel 4.1 untuk baris 2 dan seterusnya.
Lab Teknik Digital
LED
6
Jobsheet Praktikum Tabel 1.1 Data Hasil Percobaan Register Geser SISO MASUKAN SER CLK1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Lab Teknik Digital
LUARAN Q7 Q7
7
Jobsheet Praktikum
4. Langkah Percobaan 2 1. Rakitlah rangkaian seperti Gambar 1.5 pada project board. Hubungkan kaki P0 – P7 pada luaran rangkaian DIPSWITCH. 0
Input
+5V
10k SW-PB 1
A 74LS14
B 74LS14 2
3
100 0,47uF
4
10 11 12 13 14 3 4 5 6 2 15 1
SER P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
Output
Q7 Q7
9 7 220
CLK1 CLK2 PL
LED
74LS165
Gambar 1.5 Rangkaian untuk Percobaan Register Geser PISO
2. Ukur catu daya DC sebesar +5V. Matikan catu daya dan hubungkan ke rangkaian. 3. Hidupkan catu daya. Cek luaran rangkaian DIPSWITCH, catat sisi saklar ke sebelah mana yang mengeluarkan tegangan +5V (logika 1) serta tegangan 0V (logika 0). Matikan catu daya.
Catatan: - LED nyala berarti logika 1 dan LED mati berarti logika 0. - Kondisi luaran rangkaian push button: 1 jika dilepas, 0 jika ditekan, saat ditekan, saat dilepas 4. Beri logika 0 pada kaki SER dan hidupkan catu daya. 5. Beri logika 0 pada kaki P0 – P7, logika 1 pada kaki PL dan CLK2. Tekan push button, dan catat kondisi LED pada kaki Q7 dan Q7 pada baris pertama Tabel 4.2. 6. Beri logika 10101011 pada kaki P0P1P2P3P4P5P6P7, logika 1 pada kaki CLK2 dan logika 0 pada kaki PL . Catat kondisi LED pada kaki Q7 dan Q7 pada baris kedua Tabel 4.2.
Lab Teknik Digital
8
Jobsheet Praktikum
7. Ulangi langkah 5 sesuai dengan kombinasi logika lain seperti yang tertera dalam Tabel 4.2 untuk baris 3 dan seterusnya. DATA HASIL PERCOBAAN
Tabel 1.2 Data Hasil Percobaan Register Geser PISO MASUKAN P0 P1 P2
P3
P4
P5
P6
P7
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Lab Teknik Digital
PL 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
CLK2
CLK1
1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
X
LUARAN Q7 Q7
9
Jobsheet Praktikum
5. Langkah Percobaan 3 1. Rakitlah rangkaian seperti Gambar 1.6 pada project board. Hubungkan kaki A, B dan MR pada luaran rangkaian DIPSWITCH.
+5V
Output Input
10k SW-PB 1
A 74LS14
1 2
A B
B 74LS14 2
3
100
4
8 9
0,47uF
CLK MR
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
74LS164
3 4 5 6 10 11 12 13 220
Gambar 1.6 Rangkaian untuk Percobaan Register Geser SIPO
2. Ukur catu daya DC sebesar +5V. Matikan catu daya dan hubungkan ke rangkaian. 3. Hidupkan catu daya. Cek luaran rangkaian DIPSWITCH, catat sisi saklar ke sebelah mana yang mengeluarkan tegangan +5V (logika 1) serta tegangan 0V (logika 0). Matikan catu daya.
Catatan: - LED nyala berarti logika 1 dan LED mati berarti logika 0. - Kondisi luaran rangkaian push button: 1 jika dilepas, 0 jika ditekan, saat ditekan, saat dilepas 4. Beri logika 1 dan 0 pada kaki A dan B, logika 1 pada kaki MR . Biarkan push button dalam kondisi tidak ditekan, dan catat kondisi LED pada kaki Q0 – Q7 pada baris pertama Tabel 4.3. 5. Ulangi langkah 4 sesuai dengan kombinasi logika lain seperti yang tertera dalam Tabel 4.3 untuk baris 2 dan seterusnya.
Lab Teknik Digital
LED
10
Jobsheet Praktikum DATA HASIL PERCOBAAN
Tabel 1.3 Data Hasil Percobaan Register Geser SIPO MASUKAN A B 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
LUARAN MR 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
Lab Teknik Digital
CLK 1 1 1 X
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
11
Jobsheet Praktikum 6. Langkah Percobaan 4 1. Rakitlah rangkaian seperti Gambar 1.7 pada project board. INPUT
9
16 15 14 13 12 11 10
+5V
RESPACK3 10k ohm
1 2 3 4 5 6 7 8
OUTPUT
220 ohm 1 2 3 4 5 6 7 8
16 15 14 13 12 11 10 9
3 4 7 8 13 14 17 18 1 11
SW-DIP8
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
2 5 6 9 12 15 16 19
OE LE 74LS373
Gambar 1.7 Rangkaian untuk Percobaan Register Geser PIPO
2. Ukur catu daya DC sebesar +5V. Matikan catu daya dan hubungkan catu daya ke rangkaian.
Catatan:
-
Logika
1
diperoleh
dengan
menghubungkan pada +5V sedangkan logika 0 diperoleh dengan menghubungkan pada GND. - LED nyala berarti logika 1 dan LED mati berarti logika 0. 3. Cek kondisi saklar, catat arah switch untuk menunjukkan logika 0 dan 1. 4. Hidupkan catu daya. 5. Beri logika 0 pada kaki OE . 6. Beri logika 1 pada kaki LE, beri logika 01100000 pada masukan D0– D7 dan catat logika luaran Q0-Y7 dalam Tabel 4.4 baris 1. 7. Beri logika 0 pada kaki LE, beri logika 10011111 pada masukan D0– D7 dan catat logika luaran Q0–Q7 dalam Tabel 4.4 baris 2.
Lab Teknik Digital
12
Jobsheet Praktikum
8. Ulangi langkah 6 dan 7 untuk kombinasi logika lain seperti yang tertera dalam Tabel 4.4 untuk baris 3 - 10. 9. Beri logika 1 pada kaki OE 10. Beri logika sembarang (0 atau 1) pada masukan D0–D7 dan kaki LE, serta catat luaran Q0–Q7 (dengan LED) pada baris 11 Tabel 4.4. 11. Cek luaran Q0–Q7 dengan logic probe dan catat hasilnya dalam baris terakhir Tabel 4.4.
DATA HASIL PERCOBAAN Tabel 1.4 Data Hasil Percobaan Register Geser PIPO OE 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
LE 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
D0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0
MASUKAN D1 D2 D3 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0
D4 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0
D5 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0
D6 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0
D7 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0
Q0
Q1
Q2
LUARAN Q3 Q4 Q5
TUGAS
1. Tuliskan tabel fungsi IC 74LS164, 74LS165, dan 74LS373 beserta penjelasan tentang prinsip kerjanya. 2. Jelaskan tentang ring-shift counter dan Johnson-shift counter beserta operasi kerjanya. 3. Sebutkan jenis-jenis latch berdasarkan pemicuannya dan jelaskan perbedaan diantara jenis-jenis tersebut. Berikan contoh untuk masingmasing latch tersebut. 4. Desain pengonversi serial ke paralel 16-bit.
Lab Teknik Digital
Q6
Q7
Jobsheet Praktikum
13
Analisa _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________
Lab Teknik Digital
Jobsheet Praktikum
14
Kesimpulan _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________
Lab Teknik Digital
