1. Tujuan [kembali]
- Memahami prinsip kerja dari rangkaian pencacah Up/ down
- Mendesain rangkaian up/ down pada proteus
- Memahami prinsip kerja dari rangkaian pencacah Up/ down
- Mendesain rangkaian up/ down pada proteus
2. Komponen [kembali]
- Logicstate
- Logicprobe
- IC 74109
- AND
- OR
- Ground
3. Dasar Teori [kembali]
Gambar rangkaian Up Counter Sinkron 3 bit
Timing Diagram untuk Up Counter Asinkron 3 bit :
5. Gambar Rangkaian [kembali]
Counter juga disebut pencacah atau penghitung yaitu rangkaian logika sekuensial yang digunakan untuk menghitung jumlah pulsa yang diberikan pada bagian masukan. Counter digunakan untuk berbagai operasi aritmatika, pembagi frekuensi, penghitung jarak (odometer), penghitung kecepatan (spedometer), yang pengembangannya digunakan luas dalam aplikasi perhitungan pada instrumen ilmiah, kontrol industri, komputer, perlengkapan komunikasi, dan sebagainya .
Counter tersusun atas sederetan flip-flop yang dimanipulasi sedemikian rupa dengan menggunakan peta Karnough sehingga pulsa yang masuk dapat dihitung sesuai rancangan. Dalam perancangannya counter dapat tersusun atas semua jenis flip-flop, tergantung karakteristik masing-masing flip-flop tersebut.
Dilihat dari arah cacahan, rangkaian pencacah dibedakan atas pencacah naik (Up Counter) dan pencacah turun (Down Counter). Pencacah naik melakukan cacahan dari kecil ke arah besar, kemudian kembali ke cacahan awal secara otomatis. Pada pencacah menurun, pencacahan dari besar ke arah kecil hingga cacahan terakhir kemudian kembali ke cacahan awal.
Tiga faktor yang harus diperhatikan untuk membangun pencacah naik atau turun yaitu (1) pada transisi mana Flip-flop tersebut aktif. Transisi pulsa dari positif ke negatif atau sebaliknya, (2) output Flip-flop yang diumpankan ke Flip-flop berikutnya diambilkan dari mana. Dari output Q atau Q, (3) indikator hasil cacahan dinyatakan sebagai output yang mana. Output Q atau Q. ketiga faktor tersebut di atas dapat dinyatakan dalam persamaan EX-OR.
Secara global counter terbagi atas 2 jenis, yaitu: Syncronus Counter dan Asyncronous counter. Perbedaan kedua jenis counter ini adalah pada pemicuannya. Pada Syncronous counter pemicuan flip-flop dilakukan serentak (dipicu oleh satu sumber clock) susunan flip-flopnya paralel. Sedangkan pada Asyncronous counter, minimal ada salah satu flip-flop yang clock-nya dipicu oleh keluaran flip-flop lain atau dari sumber clock lain, dan susunan flip-flopnya seri. Dengan memanipulasi koneksi flip-flop berdasarkan peta karnough atau timing diagram dapat dihasilkan counter acak, shift counter (counter sebagai fungsi register) atau juga up-down counter.
1). Synchronous Counter
Syncronous counter memiliki pemicuan dari sumber clock yang sama dan susunan flip-flopnya adalah paralel. Dalam Syncronous counter ini sendiri terdapat perbedaan penempatan atau manipulasi gerbang dasarnya yang menyebabkan perbadaan waktu tunda yang di sebut carry propagation delay.
Penerapan counter dalam aplikasinya adalah berupa chip IC baik IC TTL, maupun CMOS, antara lain adalah: (TTL) 7490, 7493, 74190, 74191, 74192, 74193, (CMOS) 4017,4029,4042,dan lain-lain. Pada Counter Sinkron, sumber clock diberikan pada masing-masing input Clock dari Flip-flop penyusunnya, sehingga apabila ada perubahan pulsa dari sumber, maka perubahan tersebut akan men-trigger seluruh Flip-flop secara bersama-sama.
Tabel Kebenaran untuk Up Counter dan Down Counter Sinkron 3 bit :
Gambar rangkaian Up Counter Sinkron 3 bit
Gambar rangkaian Down Counter Sinkron 3 bit
Rangkaian Up/Down Counter Sinkron
Rangkaian Up/Down Counter merupakan gabungan dari Up Counter dan Down Counter. Rangkaian ini dapat menghitung bergantian antara Up dan Down karena adanya input eksternal sebagai control yang menentukan saat menghitung Up atau Down. Pada gambar 4.4 ditunjukkan rangkaian Up/Down Counter Sinkron 3 bit. Jika input CNTRL bernilai ‘1’ maka Counter akan menghitung naik (UP), sedangkan jika input CNTRL bernilai ‘0’, Counter akan menghitung turun (DOWN).
Gambar rangkaian Up/Down Counter Sinkron 3 bit :
2). Asyncronous counter
Seperti tersebut pada bagian sebelumnya Asyncronous counter tersusun atas flip-flop yang dihubungkan seri dan pemicuannya tergantung dari flip-flop sebelumnya, kemudian menjalar sampai flip-flop MSB-nya. Karena itulah Asyncronous counter sering disebut juga sebagai ripple-through counter. Sebuah Counter Asinkron (Ripple) terdiri atas sederetan Flip-flop yang dikonfigurasikan dengan menyambung outputnya dari yan satu ke yang lain. Yang berikutnya sebuah sinyal yang terpasang pada input Clock FF pertama akan mengubah kedudukan outpunyanya apabila tebing (Edge) yang benar yang diperlukan terdeteksi.
Output ini kemudian mentrigger inputclock berikutnya ketika terjadi tebing yang seharusnya sampai. Dengan cara ini sebuah sinyal pada inputnya akan meriplle (mentrigger input berikutnya) dari satu FF ke yang berikutnya sehingga sinyal itu mencapau ujung akhir deretan itu. Ingatlah bahwa FF T dapat membagi sinyal input dengan faktor 2 (dua). Jadi Counter dapat menghitung dari 0 sampai 2” = 1 (dengan n sama dengan banyaknya Flip-flop dalam deretan itu).
Tabel Kebenaran dari Up Counter Asinkron 3-bit
Gambar rangkaian Up Counter Asinkron 3 bit :
Berdasarkan bentuk timing diagram di atas, output dari flip-flop C menjadi clock dari flip-flop B, sedangkan output dari flip-flop B menjadi clock dari flip-flop A. Perubahan pada negatif edge di masing-masing clock flip-flop sebelumnya menyebabkan flip-flop sesudahnya berganti kondisi (toggle), sehingga input-input J dan K di masing-masing flip-flop diberi nilai ”1” (sifat toggle dari JK flip-flop).
Counter Asinkron Mod-N
Counter Mod-N adalah Counter yang tidak 2n. Misalkan Counter Mod-6, menghitung : 0, 1, 2, 3, 4, 5. Sehingga Up Counter Mod-N akan menghitung 0 s/d N-1, sedangkan Down Counter MOD-N akan menghitung dari bilangan tertinggi sebanyak N kali ke bawah. Misalkan Down Counter MOD-9, akan menghitung : 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 15, 14, 13,..
Gambar rangkaian Up Counter Asinkron Mod-6
Sebuah Up Counter Asinkron Mod-6, akan menghitung : 0,1,2,3,4,5,0,1,2,… Maka nilai yang tidak pernah dikeluarkan adalah 6. Jika hitungan menginjak ke-6, maka counter akan reset kembali ke 0. Untuk itu masing-masing Flip-flop perlu di-reset ke nilai ”0” dengan memanfaatkan input-input Asinkron-nya (
dan 
). Nilai ”0” yang akan dimasukkan di PC didapatkan dengan me-NAND kan input A dan B (ABC =110 untuk desimal 6). Jika input A dan B keduanya bernilai 1, maka seluruh flip-flop akan di-reset.
Sebuah Up Counter Asinkron Mod-6, akan menghitung : 0,1,2,3,4,5,0,1,2,… Maka nilai yang tidak pernah dikeluarkan adalah 6. Jika hitungan menginjak ke-6, maka counter akan reset kembali ke 0. Untuk itu masing-masing Flip-flop perlu di-reset ke nilai ”0” dengan memanfaatkan input-input Asinkron-nya (
dan 
). Nilai ”0” yang akan dimasukkan di PC didapatkan dengan me-NAND kan input A dan B (ABC =110 untuk desimal 6). Jika input A dan B keduanya bernilai 1, maka seluruh flip-flop akan di-reset.
Gambar rangkaian Up/Down Counter Asinkron 3 bit
Rangkaian Up/Down Counter merupakan gabungan dari Up Counter dan Down Counter. Rangkaian ini dapat menghitung bergantian antara Up dan Down karena adanya input eksternal sebagai control yang menentukan saat menghitung Up atau Down. Pada rangkaian Up/Down Counter ASinkron, output dari flip-flop sebelumnya menjadi input clock dari flip-flop berikutnya
Prinsip
Kerja Rangkaian 4 BIT Binary Counter
Sebelum
perhitungan dimulai, keempat output DCBA 0000 dengan jalan dibuat Clear dalam
kondisi 0 walaupun sesaat. Pada saat pulsa pertama datang dan bergerak dari 1
ke 0 maka output QA akan berubah dari 0 menjadi 1. Output QB akan tetap 0
karena signal yang masuk pada Flip-Flop "B" berubah dari 0 menjadi 1
Flip-Flop C dan C output-nya juga tidak berubah karena belum ada perubahan pada
bagian output-nya. dalam keadaan inii, kondisi output DCBA = 0001. Jadi sesudah
pulsa yang pertama pada output counter akan terbentuk angka 0001 dan pada saat
pulsa kedua datang dan bergerak dari 1 menjadi 0, maka output QA akan berubah
dari menjadi 0. Perubahan ini akan diteruskan ke Flip-Flop "B".
Akibatnya karena input Flip-Flop "B" berubah dari 0 ke 1, maka output
QB akan berubah dari 0 ke 1. Output Flip-Flop C dan D belum berubah karen belum
ada perubahan pada bagian output-nya. Setelah pulsa kedua datang, maka keempat
output DCBA akan menunjukkan DCBA = 0010, selanjutnya apabila pulsa ketiga
datang output DCBA = 0011. Begitulah seterusnya sampai pulsa ke 15 datang maka
keempat output-nya DCBA = 1111 dan pada saat pulsa ke 16 datang, maka seluruh
output-nya DCBA akan kembali menjadi 0000. Dari uraian di atas, maka dapat
ditarik kesimpulan bahwa BCD Counter 4 BIT Binary Counter hanya bisa menghitung
sampai bilangan ke 16 yaitu dari mulai 0000 = 0 sampai 1111 = 15. Salah satu
dari komponen Integrated (IC) yang berfungsi sebagai 4 BIT BINARY COUNTER
adalah IC Tipe 54/741766 (Presettable Decode Counter adalah seperti gambar
dibawah ini :
Diagram
logic dari komponen ic tipe 54/74176 adalah seperti gambar dibawah ini :
Diagram
waktu dari 4-BIT Binary counter adalah seperti gambar dibawah ini :
Dari
gambar diatas akan terlihat frekuensi :
frekuensi
QA = 1/2 dari Ain
frekuensi
QB = 1/4 dari Ain
frekuensi QC = 1/8 dari Ain
frekuensi QD = 1/16 dari Ain
frekuensi QC = 1/8 dari Ain
frekuensi QD = 1/16 dari Ain
Dengan
demikian maka 4 BIT Binary Counter mampu membagi frekuensi menjadi 16 kali.
Oleh karena itu 4 BIT Binary Counter dapat juga disebut DIVIDE BY 16
COUNTER atau MODULUS 16 Proses menghitung seperti di atas lebih jelasnya pada
tabel di bawah ini:
Pulsa
D C B A
Keadaan Awal 0 0 0 0
Pulsa ke-I 0 0 0 1
Pulsa ke-2 0 0 1 0
Pulsa ke-3 0 0 1 1
Pulsa ke-4 0 1 0 0
Pulsa ke-5 0 1 0 1
Pulsa ke-6 0 1 1 0
Pulsa ke-7 0 1 1 1
Pulsa ke-8 1 0 0 0
Pulsa ke-9 1 0 0 1
Pulsa ke-10 1 0 1 0
Keadaan Awal 0 0 0 0
Pulsa ke-I 0 0 0 1
Pulsa ke-2 0 0 1 0
Pulsa ke-3 0 0 1 1
Pulsa ke-4 0 1 0 0
Pulsa ke-5 0 1 0 1
Pulsa ke-6 0 1 1 0
Pulsa ke-7 0 1 1 1
Pulsa ke-8 1 0 0 0
Pulsa ke-9 1 0 0 1
Pulsa ke-10 1 0 1 0
Pulsa
ke-11 1 0 1 1
Pulsa
ke-12 1 1 0 0
Pulsa ke-13 1 1 0 1
Pulsa ke-14 1 1 0 0
Pulsa ke-15 1 1 1 1
Pulsa ke-16 0 0 0 0
Pulsa ke-13 1 1 0 1
Pulsa ke-14 1 1 0 0
Pulsa ke-15 1 1 1 1
Pulsa ke-16 0 0 0 0
Seperti Keadaan Awal
Pulsa ke-17 0 0 0 1
Pulsa ke-17 0 0 0 1
Seperti
Pulsa ke-1
4. Prinsip Kerja Rangkaian [kembali]
rangkaian ini mempunyai bit selector, apa itu bit selector? yaitu suatu masukkan bit yang akan digunakan sebagai pemilih dan pengatur apakah rangkaian akan menjadi counter up atau counter down. jadi didalam rangkaian keseluruhan counter up/down sinkron modul 8 mempunyai tiga sistem rangkaian utama, yaitu rangkaian counter itu sendiri yang terdiri dari JKFF, rangkaian logika pembuat pencacahan naik (gambar dibawah, gerbang and berada diatas JKFF), dan rangkaian logika pembuat pencacahan turun (gambar dibawah ini, gerbang and berada dibawah JKFF).
 |
| Tabel Kebenaran Counter Up/Down Sinkron Modul 8 |
Apabila bit selector berlogika 1, maka logika tersebut akan diteruskan kedalam gerbang logika "and" yang berada diatas JKFF (lihat gambar diatas) yang akan membuat counter menjadi up atau pencacah naik, sehingga membuat gerbang "and" yang ada dibawah JKFF seolah-olah mengeluarkan logika 0 atau tidak berfungsi. Sedangkan rangkaian diatas adalah cara sederhana apabila bit selector berlogika 0, maka logika tersebut akan diteruskan kedalam gerbang logika "and" yang ada dibawah JKFF (lihat gambar diatas) yang akan membuat counter menjadi down atau pencacah turun, sehingga membuat gerbang "and" yang ada diatas JKFF seolah-olah mengeluarkan logika 0 atau tidak berfungsi.
7. Download File [kembali]
