PENCACAH
PENCACAH
PENCACAH
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
PERTEMUAN 12<br />
<strong>PENCACAH</strong><br />
Sasaran<br />
Pertemuan 12<br />
Mahasiswa diharapkan mengerti tentang<br />
Pencacah yang terdiri dari :<br />
- Riple Counter<br />
- Pencacah Sinkron<br />
- Pencacah Lingkar<br />
- Pencacah Turun naik<br />
- Pencacah Mod 10<br />
8/5/2010<br />
1
<strong>PENCACAH</strong><br />
�Pencacah merupakan suatu rangkaian<br />
logika(sekuensial)/ rangkaian sirkuit digital<br />
yang kadang-kadang berbentuk chip,yang<br />
berfungsi untuk mencacah jumlah pulsa<br />
pada bagian input dan keluaran berupa digit<br />
biner, dengan saluran tersendiri untuk<br />
setiap pangkat dua 2 0 , 2 1 , 2 2 dan<br />
seterusnya yang umumnya dihasilkan dari<br />
oskilator.<br />
�Penghitung ini bisa menghitung pulsa<br />
�secara biner murni (binary counter), atau bisa<br />
menghitung secara desimal terkodekan secara<br />
biner (decimal counter).Hal ini dikarenakan counter<br />
membutuhkan karakteristik memori.<br />
�Pewaktu (timer) memegang peranan penting<br />
dalam pengoperasian counter. Counter digital<br />
memiliki karakteristik penting sbb:<br />
1.Jumlah hitungan maksimum (Modulus counter)<br />
2.Menghitung ke atas atau ke bawah<br />
3.Operasi asinkron atau sinkron<br />
4.Bergerak bebas atau berhenti sendiri<br />
8/5/2010<br />
2
�Sebagaimana dengan rangkaian sekuensial<br />
yang<br />
�lain, untuk menyusun counter digunakan flipflop.<br />
�Penggunaan counter adalah: untuk<br />
menghitung banyaknya detak pulsa dalam<br />
waktu yang tersedia (pengukuran frekuensi),<br />
membagi frekuensi dan penyimpan data<br />
seperti dalam clock digital, dan dalam<br />
pengurutan alamat serta dalam beberapa<br />
rangkaian aritmatika<br />
Contoh Rangkaian<br />
Pencacah<br />
8/5/2010<br />
3
�Adalah suatu pencacah asinkron yang disusun<br />
dari beberapa flip-flop dalam hubungan kaskade<br />
(seri). Perubahan pada keadaan merupakan suatu<br />
reaksi berantai yang beriak melalui pencacah.<br />
�Oleh karena itu pencacah ini disebut pencacah<br />
riak.<br />
Q 3 J 3<br />
Q 3 K 3<br />
Clock<br />
FF1<br />
FF2<br />
FF3<br />
FF4<br />
Q 2 J 2<br />
Q 2 K 2<br />
1. Pencacah Riak<br />
(Ripple Counter)<br />
Q 1 J 1<br />
Q 1 K 1<br />
Q 0 J 0<br />
Q 0 K 0<br />
High<br />
CLR<br />
Diagram pewaktuan ripple counter<br />
8/5/2010<br />
4
Contoh Pemakaian Riple<br />
Counter<br />
Pencacah ini dibuat untuk mengilangkan<br />
penundaan riak pada pencacah riak<br />
Q 3 J 3<br />
Q 3 K 3<br />
Q 2 J 2<br />
Q 2 K 2<br />
2. Pencacah<br />
Sinkron(Synchronous<br />
Counter)<br />
Q 1 J 1<br />
Q 1 K 1<br />
Q 0 J 0<br />
Q 0 K 0<br />
Tinggi<br />
CLR<br />
8/5/2010<br />
5
Bilamana bit pindahan merambat melalui<br />
deretan n-buah flip-flop,maka waktu tunda<br />
propagasi total yang dialaminya adalah<br />
ntp.Oleh sebab itu,pencacah-pencacah riak<br />
merupakan piranti yang terlalu lambat untuk<br />
beberapa pemakaian tertentu.Guna mengatasi<br />
masalah penundaan-riak (ripple-delay)<br />
tersebut, dapat digunakan sebuah pencacah<br />
sinkron (synchronous counter).<br />
Adalah suatu pencacah yang<br />
menghasilkan kata dengan 1 bit tinggi, yang<br />
digeser satu posisi pada setiap pulsa detak<br />
Q 3 D 3<br />
Q 2 D 2<br />
Q 1 D 1<br />
CLR CLR<br />
CLR<br />
3. Pencacah<br />
Putar/Lingkar (Ring<br />
Counter)<br />
Q 0 PR D 0<br />
CLR<br />
8/5/2010<br />
6
Gambar diatas memperlihatkan sebuah<br />
pencacah putar yang disusun dari flip-flop D.<br />
Keluaran Q0 memberikan masukan D1,<br />
keluaran Q1 memberikan masukan D2 dan<br />
seterusnya. Karena itu pencacah putar<br />
menyerupai register geser kiri sebab bit-bit<br />
data digeser kekiri 1 posisi bit pada setiap<br />
tepi positif dari detak. Akan tetapi rangkaian<br />
ini mempunyai perbedaannya karena<br />
keluaran akhir dari rangkaian ini diumpan<br />
balikan masukan D0, operasi semacam ini<br />
disebut putar kekiri (rotate left).<br />
Bit-bit data digeser kekiri dan diumpankan<br />
kembali kebagian masukan.<br />
Apabila CRL menjadi rendah dan kemudian<br />
menjadi tinggi lagi maka kata luaran pertama<br />
adalah<br />
Q=0001<br />
Tepi positif pulsa detak yang pertama<br />
menggeser MSB kedalam posisi LSB. Bit-bit<br />
yang lain bergeser kekiri 1 posisi. Dengan ini<br />
keluaran menjadi<br />
Q=0010<br />
8/5/2010<br />
7
Sesudah tepi positif yang ketiga kata keluaran menjadi<br />
Q=1000<br />
Tepi positif yang keempat akan memulai kembali siklus<br />
yang sama, karena pemutaran kekiri menghasilkan<br />
Q=0001<br />
Bit satu yang dimpan berpindah tempat mengikuti<br />
lintasan lingkaran yaitu bergerak kekiri melalui semua<br />
flip-flop sampai dikirimkan kembali oleh flip-flop terakhir<br />
kepada flip-flop pertama. Dengan demikian rangkaian<br />
ini disebut pencacah putar (pencacah lingkar).<br />
Contoh berikut Pencacah putar dengan jumlah<br />
bit lebih besar<br />
8/5/2010<br />
8
Tambahkan lagi sejumlah flip-flop maka<br />
anda dapat membangun sebuah pencacah<br />
putar yang lebih panjang. Dengan enam buah<br />
flip-flop kita memperoleh sebuah pencacah<br />
putar 6bit.Disini,sinyal CLR mereset semua<br />
flip-flop kecuali flip-flop LSB.Kata keluaran<br />
berturut-turut adalah:<br />
Q =000001 (0) Q = 001000 (3)<br />
Q =000010 (1) Q = 010000 (4)<br />
Q =000100 (2) Q = 100000 (5)<br />
Setiap kata diatas hanya memiliki 1 bit<br />
tinggi. Kata pertama menyatakan angka<br />
decimal 0 dan kata terakhir bersesuaian<br />
dengan angka decimal 5.Jika pencacah<br />
putar memiliki n buah flip-flop,maka kata<br />
terakhir merupakan representasi biner dari<br />
angka decimal n-1<br />
8/5/2010<br />
9
4. Pencacah Mod-10<br />
Modulus dari suatu pencacah adalah<br />
jumlah keadaan keluaran yang dimilikinya.<br />
Sebuah pencacah riak 4-bit mempunyai<br />
modulus 16, yang menyatakan adanya 16<br />
keadaan keluaran berbeda dengan nomor<br />
dari 0000 sampai 1111. Dengan mengubah<br />
desain, dapat dibuat sebuah pencacah<br />
dengan modulus yang diinginkan.<br />
Berikut ini adalah rangkaian<br />
pencacah bermodulus 10 (mod-10).<br />
Pencacah mod-10 dikenal juga sebagai<br />
rangkaian pembagi-10 (divide-by-10<br />
circuit) atau pencacah dekade (decade<br />
counter).<br />
Q 3 J 3<br />
Q 3 K 3<br />
Q 2 J 2<br />
Q 2 K 2<br />
Q 1 J 1<br />
Q K 1<br />
Q 0 J 0<br />
Q 0 K 0<br />
Y<br />
High<br />
CLK<br />
CLR<br />
8/5/2010<br />
10
Pencacahan sekuensial berurutan dari<br />
counter modulo-10 adalah dari 0000 sampai<br />
1001 (0 hingga 9 desimal). Counter mod-10<br />
memiliki 4 bit dengan harga: 8-an, 4-an, 2-an<br />
dan 1-an. Untuk itu dibutuhkan empat flip-flop<br />
yang dihubungkan seperti ripple counter. Kita<br />
harus menambahkan gerbang NAND untuk<br />
menghapus (clear) semua flip-flop kembali ke<br />
keadaan nol segera sesudah hitungan ke 10.<br />
Karena modulus-10 menghitung hingga 9<br />
(1001),<br />
maka hitungan berikut (10 - 1010) digunakan<br />
untuk menghasilkan pulsa reset. Hal ini<br />
dilakukan dengan mengumpankan kedua<br />
logika 1 pada 1010 kedalam gerbang NAND<br />
yang akan mereset seluruh flip-flop kembali ke<br />
0000 lagi. Maka counter akan menghitung<br />
mulai 0000 hingga 1001 lagi.<br />
Counter jenis ini juga disebut decade counter<br />
(decade berarti sepuluh). Dengan<br />
menggunakan gerbang NAND, kita dapat<br />
membuat sejumlah counter modul yang lain,<br />
dengan tetap memperhatikan logika 1 sebagai<br />
“tanda” tercapainya batas penghitungan.<br />
8/5/2010<br />
11
Counter ini dapat dibangun dari berberapa flip-flop<br />
individual, namun juga diproduksi keempat flip-flop<br />
dalam satu paket IC, yang bahkan sudah menyertakan<br />
gerbang reset NAND seperti IC 7493.<br />
Urutan pencacahan Counter modul-10:<br />
Q =0000 (0) Q =0110 (6)<br />
Q =0001 (1) Q =0111 (7)<br />
Q =0100 (2) Q =1000 (8)<br />
Q =0011 (3) Q =1001 (9)<br />
Q =0100 (4) Q =0000 (0)<br />
Q =0101 (5)<br />
5. Pencacah Turun (Down Counter)<br />
Pencacah turun (down counter) dapat melakukan<br />
pencacahan dari 1111 sampai 0000 atau secara desimal<br />
dari 9 sampai dengan hitungan 0<br />
Pencacah ini hampir sama dengan up counter.<br />
Perbedaanya hanya dalam muatan dari flip flop<br />
pertama ke flip flop kedua ke flip flop ke tiga. Up counter<br />
membawa dari Q ke masukan CLK dari flip flop<br />
selanjutnya. Pencacah ke bawah membawa komplemen<br />
Q (bukan Q) ke masukan CLK dari flip flop selanjutnya.<br />
8/5/2010<br />
12
Q 3 J 3<br />
Q 3 K 3<br />
Q 2 J 2<br />
Q 2 K 2<br />
Q 1 J 1<br />
Q K 1<br />
Q 0 J 0<br />
Q 0 K 0<br />
PRE<br />
High<br />
CLK<br />
Counter yang menghitung dari bilangan besar ke<br />
kecil disebut down counter. Pada rangkaian<br />
counter asinkron diatas, hal itu dapat dibangun<br />
dengan mudah dengan memindahkan input clock<br />
dari Q menjadi Q.<br />
Sedangkan contoh untuk down counter sinkron<br />
modulus-8 adalah seperti gambar 6.5 berikut.<br />
8/5/2010<br />
13
6. Pencacah Naik-Turun (Up-down counter)<br />
Pencacah ini dapat menghitung naik (up<br />
counter) yang menghitung dari bilangan yang<br />
kecil ke bilangan yang lebih besar, juga dapat<br />
menghitung turun (down counter) yang<br />
menghitung dari bilangan yang besar ke<br />
bilangan yang lebih kecil.<br />
8/5/2010<br />
14
Q 3 J<br />
Q 3 K<br />
Q2 Q2 Q1 Q1 Q0 Q0 Q 2 J<br />
Q 2 K<br />
Q 1 J<br />
Q 1 K<br />
Q 0 J<br />
Q 0 K<br />
ATAS<br />
High<br />
CLK<br />
CLR<br />
Skema diatas menunjukan cara menyusun<br />
sebuah pencacah naik-turun.Keluaran flip-flop<br />
dihubungkan dengan jaringan pengarah<br />
pengemudi (steering network ),sebuah sinyal<br />
kendali UP menghasilkan baik pencacahan<br />
turun maupun naik.Apabila sinyal UP<br />
merupakan tingkat logika rendah..Q2,Q1 dan<br />
Q0 akan disalurkan ke masukan-masukan<br />
detak,ini akan menghasilkan pencacah<br />
turun,dipihak lain,apabila UP tinggi,Q2,Q1 dan<br />
Q0 menggerakkan masukan-masukan<br />
detak,dan rangkaian menjadi sebuah pencacah<br />
naik.<br />
8/5/2010<br />
15
7. Counter Berhenti Sendiri (PRESET)<br />
Counter yang kita bicarakan selama ini<br />
merupakan counter yang terus menghitung<br />
dalam siklus yang terus berputar. Kadang kala<br />
dibutuhkan counter yang berhenti menghitung<br />
ketika hitungan yang diinginkan tercapai. baik<br />
counter naik maupun turun dapat dihentikan<br />
setelah hitungan tertentu dengan<br />
menggunakan gerbang logika atau gerbang<br />
kombinasional<br />
Output dari gate diumpan balikkan ke input J<br />
dan K dari flip-flop pertama pada ripple<br />
counter. Logika 0 - 0 pada input J dan K dari<br />
FF1 akan menahan output tetap sama. Hal ini<br />
menghentikan togel dari FF1. Contoh<br />
rangkaian digambarkan pada Gambar 6.6,<br />
dimana counter turun berhenti pada 000, dan<br />
untuk memulai lagi penghitungan harus<br />
dengan memberi logika 0 pada preset.<br />
8/5/2010<br />
16
LATIHAN SOAL-SOAL<br />
8/5/2010<br />
17
Ketentuan Pilihan :<br />
a. Jika Pernyataan (1) dan (2) benar<br />
b. Jika Pernyataan (1) dan (3) benar<br />
c. Jika Pernyataan (2) dan (3) benar<br />
d. Jika Pernyataan (1), (2), dan (3) benar<br />
01.Pencacah Sinkron memiliki fungsi (Synchronous Counter)<br />
(1).Mengilangkan penundaan riak pada Ripple Counter<br />
(2).Pencacah-pencacah riak merupakan piranti yang terlalu<br />
lambat untuk beberapa pemakaian tertentu<br />
(3).Flip-flop dihubungkan kaskade (seri)<br />
02. Pencacah Turun (Down Counter)<br />
(1). Dapat menurunkan cacah dari 15 atau 9 sampai 0<br />
(2). Membawa dari Q ke masukan CLK dari flip flop<br />
selanjutnya<br />
(3). Membawa komplemen Q (bukan Q) ke masukan CLK<br />
dari flip flop selanjutnya<br />
02. Pencacah Turun (Down Counter)<br />
(1). Dapat menurunkan cacah dari 15 atau 9 sampai 0<br />
(2). Membawa dari Q ke masukan CLK dari flip -flop<br />
selanjutnya<br />
(3). Membawa komplemen Q (bukan Q) ke masukan CLK<br />
dari flip flop selanjutnya<br />
03.Counter digital memiliki karakteristik penting antara lain<br />
(1). Operasi asinkron atau sinkron<br />
(2). Jumlah hitungan maksimum (Modulus counter)<br />
(3). Menghitung ke atas atau ke bawah<br />
8/5/2010<br />
18
03. Counter digital memiliki karakteristik penting antara lain<br />
(1).Operasi asinkron atau sinkron<br />
(2).Jumlah hitungan maksimum (Modulus counter)<br />
(3).Menghitung ke atas atau ke bawah<br />
04. Untuk membuat rangkaian pencacah yang dapat<br />
mencacah 8 angka desimal<br />
(1).Dibutuhkan 2 buah flip flop JK<br />
(2).Sebuah flip flop dapat menyimpan 4 bit<br />
(3).Gerbang NAND menghapus (clear) semua flip-flop<br />
kembali ke keadaan nol segera sesudah hitungan ke 8<br />
04. Untuk membuat rangkaian pencacah yang dapat<br />
mencacah 8 angka desimal<br />
(1).Dibutuhkan 2 buah flip flop JK<br />
(2).Sebuah flip flop dapat menyimpan 4 bit<br />
(3).Gerbang NAND menghapus (clear) semua flip-flop<br />
kembali ke keadaan nol segera sesudah hitungan ke 8<br />
05. Register Ring Counter memiliki fungsi yang benar yaitu<br />
(1).Keluaran akhir dari rangkaian ini diumpan balikan<br />
masukan Do<br />
(2).Mengatasi masalah penundaan-riak (ripple-delay).<br />
(3).Tidak mencacah dengan bilangan biner tetapi bekerja<br />
dengan kata-kata yang hanya memiliki 1 bit tinggi<br />
8/5/2010<br />
19
05. Register Ring Counter memiliki fungsi yang benar<br />
adalah yaitu<br />
(1). Keluaran akhir dari rangkaian ini diumpan balikan<br />
masukan Do<br />
(2). Mengatasi masalah penundaan-riak (ripple-delay).<br />
(3). Tidak mencacah dengan bilangan biner tetapi bekerja<br />
dengan kata-kata yang hanya memiliki 1 bit tinggi<br />
THE<br />
END<br />
8/5/2010<br />
20