RANGKAIAN COUNTER

 Rangkaian Pencacah (Counter)

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-Flop adalah parallel. Dalam Syncronous counter ini sendiri terdapat perbedaan penempatan atau manipulasai gerbang dasarnya yang menyebabkan perbedaan waktu tunda yang disebut 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 :

Timing Diagram untuk 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.

Sumber : https://adityarizki.net/tutorial-teknik-digital-rangkaian-pencacah-counter/

Dibawah ini 2 video penerapan rangkaian counter

RANGKAIAN REGISTER

 Tujuan Pembelajaran : 

1. Mengenal beberapa jenis register. 

2. Menyusun rangkaian register. 

3. Mempelajari cara kerja register.

Register 

Register merupakan suatu piranti yang digunakan untuk menyimpan (sementara) data digit. Data di dalam register itu dapat digeser, dibaca ataupun dihapus. Register dapat disusun secara langsung dengan flip-flop. Sebuah flip-flop (FF) dapat menyimpan (store) atau mengingat (memory) atau mencatat (register) data 1 bit. Jika ada n buah FF tentu saja dapat menyimpan data n bit. Dengan kata lain sederet FF dalam konfigurasi tertentu merupakan register yang kepadanya dapat dituliskan (write) suatu data atau dari register itu dapat dibaca (read) data yang tersimpan sebelumnya. Pekerjaan menulis, mengingat, dan menggeser data dapat dipikirkan pada kalkulator. Untuk memasukkan bilangan 45, pertama menekan tombol (tut) 4 dan segera dilepaskan. Angka 4 muncul pada tampilan kalkulator. Berikutnya menekan tombol 5 dan segera dilepaskan. Tampak bahwa angka 4 tidak hilang (memory) tetapi tergeser ke kiri satu posisi dan bilangan 45 segera muncul pada tampilan. Dalam proses operasi bilangan yang angka-angkanya dimasukkan menurut urutan tertentu, maka sebelum dioperasikan angka itu harus dicatat (disimpan) lebih dahulu. Misalnya dilakukan operasi penjumlahan 2 dan 7. Mula-mula dimasukkan 2, kemudian tekan tombol operasi penjumlahan (+). Angka 2 ini harus 104 disimpan (dicatat) agar nantinya dapat diproses bersama angka 7 yang dimasukkan kemudian. Kedua ilustrasi tersebut menunjukkan bahwa register memiliki ingatan (angka atau angka-angka muncul meskipun penekanan tombol dilepaskan), dapat dikenakan pergeseran (shift), dan dapat mencatat atau menyimpan data. Data tersebut ditampung atau disimpan dalam sekelompok flip-flop yang disebut register.

Operasi yang paling sering dilakukan kepada data yang disimpan di dalam register adalah operasi pergeseran (shift) atau pemindahan (transfer). Hal ini mencakup pemindahan data dari satu FF ke FF lain maupun dari satu register ke register lain. Gambar 10.13 menunjukkan pemindahan data dari satu register (misal register X) ke register lain (misal register Y) yang masing-masing register tersusun dari FF-D.

Dengan mengenakan pulsa transfer, nilai yang tersimpan paxa X0 dipindahkan ke Y0, X1 ke Y1, dan X2 ke Y2. Pemindahan data dari register X ke register Y tersebut merupakan pemindahan secara sinkron, karena nilai dari X0, X1 dan X2 dipindahkan secara bersamaan (paralel) berturut-turut ke dalam Y0, Y1 dan Y2. Jika isi register X dipindahkan ke register Y bit demi bit, maka pemindahan semacam ini disebut sebagai pemindahan secara serial. Gambar 10.14 berikut menunjukkan dua register masingmasing 3 bit yang dihubungkan sedemikian hingga isi register X dipindahkan (digeser) secara serial ke dalam register Y. Jenis FF yang digunakan adalah FF-D karena memerlukan persambungan yang lebih sedikit dari pada FF-JK.

Tampak bahwa FF terakhir (X0) dari register X dihubungkan dengan masukan FF pertama dari register Y. Ketika pulsa geser dikenakan, maka akan terjadi pemindahan data dengan arah sebagai berikut :

Keadaan X2 akan ditentukan oleh masukan D-nya. Sebagai gambaran sebelum dikenakan satu pulsa geser misalkan register X berisi 101, yakni X2 = 1, X1 = 0, X0 = 1 dan register Y dalam keadaan 000. Tabel berikut menunjukkan cara perubahan setiap FF ketika dikenakan tiga pulsa geser.

Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa sebelum pulsa geser dikenakan setiap masukan FF (D) mengambil harga yang telah tersimpan dalam keluaran FF di sebelah kirinya. Dari tabel di atas dapat dikemukakan secara umum bahwa untuk memindahkan semua bit (data) dari register X yang terdiri dari N bit seluruhnya ke register Y secara serial memerlukan N pulsa geser. Pada pemindahan data secara paralel, semua bit (data) dipindahkan secara bersamaan mengikuti satu pulsa geser, tidak bergantung banyak bit yang dipindahkan. Dengan membandingkan kedua cara pemindahan data tersebut tampak bahwa pemindahan data secara paralel lebih cepat dari pada pemindahan data yang sama apabila dilakukan secara serial. Namun demikian, pemindahan secara paralel memelukan lebih banyak persambungan dari pada cara serial. Kedua perbedaan tersebut akan lebih nyata untuk sejumlah besar bit data dan untuk pemindahan jarak jauh yang memerlukan persambungan yang lebih panjang. Jadi pemindahan secara paralel lebih cepat dan pemindahan secara serial lebih sederhana.

Jenis register dapat pula diklasifikasikan berdasarkan cara data masuk ke dalam suatu register untuk disimpan dan cara data dikeluarkan dari register tersebut. Untuk memasukkan dan mengeluarkan data masing-masing dapat dilakukan secara serial atau paralel. Cara serial berarti data dimasukkan atau dikeluarkan ke atau dari register secara beruntun bit demi bit. Sedangkan cara paralel berarti data yang terdiri dari beberapa bit dimasukkan atau dikeluarkan ke atau dari register secara serempak. Berdasarkan hal itu maka dikenal 4 jenis register, yaitu (1) Serial In Serial Out (SISO), (2) Serial In Paralel Out (SIPO), (3) Paralel In Serial Out (PISO), dan (4) Paralel In Paralel Out (PIPO). Salah satu rangkaian sederhana dari setiap jenis register itu tampak pada gambar berikut.

(1). Serial In Serial Out (SISO)

(2). Serial In Paralel Out (SIPO)

(3). Paralel In Serial Out (PISO)

(4). Paralel In Paralel Out (PIPO)

RANGKAIAN DEMULTIPLEXER

 DEMULTIPLEXER

Demultiplexer adalah rangkaian logika yang menerima satu input data dan mendistribusikan input tersebut ke beberapa output yang tersedia.

Seleksi data-data input dilakukan oleh selector line, yang juga merupakan input dari demultiplexer tersebut. Blok diagram sebuah demultiplexer ditunjukkan pada gambar :

 Blok Diagram Demultiplexer

Tabel Kebenaran Demultiplexer dengan 2 Select line

Rangkaian Demultiplexer

Rangkaian Demultiplexer 1x4

Prinsip kerja multiplexer (MUX) dan DEMUX

Penugasan mandiri

1. Buatlah rangkaian Demultiplexer 1x4 di aplikasi android atau aplikasi komputer dengan menambahkan (inp,S0,S1) Switch dan O0,O1,O2,O3 (LED dan Resistor)

2. Hasil pekerjaan disimpan image diberi identitas nama siswa, judul rangkaian dan logo SMK

3. Pengumpulan di google classrom menu tugas kelas

Evaluasi Penugasan Peserta didik

Gambar dibawah ini dibuat di aplikasi komputer Proteus ada komponen AND dengan input 2 dan AND dengan input 3 dan jika membuat menggunakan aplikasi android menggunakan yang AND 2 input

Jika dalam pembahasan ini masih ada yg belum jelas bisa ditanyakan di menu komentar

Rangkaian Multiplexer

Pengertian Multiplexer (Multiplekser) dan Cara Kerja Multiplexer

Pengertian Multiplexer (Multiplekser) dan Cara Kerja Multiplexer – Multiplexer adalah rangkaian logika kombinasional yang dirancang khusus untuk mengalihkan salah satu dari beberapa jalur INPUT (masukan) ke satu jalur OUTPUT (keluaran). Jalur Input yang terpilih menentukan input mana yang akan terhubung ke output. Multiplexer yang juga sering disingkat menjadi MUX atau MPX ini pada dasarnya berupa rangkaian digital yang dibuat dari gerbang logika berkecepatan tinggi yang digunakan untuk beralih data digital atau biner atau dapat berupa tipe analog yang menggunakan komponen transistor, MOSFET atau relay untuk mengalihkan salah satu input ke output.

Rangkaian Logika Kombinasional yang dalam bahasa Indonesia sering ditulis dengan Multiplekser ini biasanya dikemas dalam sebuah perangkat komponen elektronika yang disebut dengan IC Multiplexer seperti IC jenis seri 7400 (74157, 74158, 74153 dan lain-lainnya).  Multiplexer juga sering disebut juga sebagai Perangkat Pemilih Data (Data Selector).

Meskipun merupakan perangkat solid state yang terbuat dari semikonduktor, Multiplexer beroperasi seperti sebuah sakelar rotary (Rotary Switch) yang berhubungan secara seri dengan sebuah sakelar SPST (Single-Pole, Single-Throw) seperti pada gambar yang ditunjukan dibawah ini.

Cara Kerja Multiplexer (Multiplekser)

Untuk jelas mengenai cara kerja Multiplexer, kita dapat mengambil contoh sebuah Sakelar Rotari atau Sakelar Single-Pole Multi-Position seperti yang ditunjukan pada gambar atas. Seperti yang kita lihat, Sakelar Rotari tersebut terdapat 4 Input yaitu D0, D1, D2 dan D3 namun hanya memiliki 1 Output. Kenop Pengendali pada Sakelar berfungsi memilih salah satu Input diantara 4 input tersebut dan menghubungkannya ke jalur Output. Dengan demikian, pengguna dapat memilih satu satu sinyal yang diperlukannya saja. Ini merupakan contoh Multiplexer secara mekanis.

Namun dalam rangkaian elektronik yang memerlukan perpindahan yang berkecepatan tinggi dan juga transfer data, kita harus dapat memilih input yang diperlukan tersebut dengan sangat cepat dengan menggunakan rangkaian digital. Sinyal Pengendali (S1 dan S0) melakukan hal yang hampir sama yaitu memilih salah satu input dari beberapa Input tersedia berdasarkan sinyal yang diberikan kepadanya. Jadi dapat dikatakan bahwa terdapat tiga syarat minimum yang paling dasar yang harus terdapat pada sebuah Multiplexer, yaitu terminal Input, terminal Output dan terminal Sinyal Pengendali.

• Terminal Input : Terminal Input atau jalur Input adalah jalur sinyal yang tersedia yang harus dipilih (biasanya lebih dari satu Input). Sinyal-sinyal ini dapat berupa sinyal digital atau sinyal analog.
• Terminal Output : Perlu diketahui bahwa sebuah Multiplexer akan hanya memiliki satu jalur output. Sinyal input yang dipilih akan dihubungkan ke jalur output.
• Terminal Pengendali atau Terminal Pemilih : Terminal Pengendali ini digunakan untuk memilih sinyal jalur input. Jumlah jalur pengendali pada Multiplexer tergantung pada jumlah jalur input yang dimiliki. Misalnya pada multiplexer yang memiliki 4 input, maka akan memiliki 2 terminal sinyal pengendali sedangkan Multiplexer yang memiliki 2 Input hanya memiliki 1 terminal sinyal pengendali.

Untuk tujuan pemahaman, kita bisa melihat multiplexer 2-input yang ditunjukkan di bawah ini. Multiplexer 2 Input ini memiliki satu sinyal kontrol yang dapat digunakan untuk memilih satu dari dua jalur input yang tersedia. Tabel kebenaran di bawah ini menggambarkan status pin Kontrol (A) untuk memilih pin Input yang diperlukan.

Multiplexer 2 Input

Multiplexer 2 Input ini pada dasarnya dibangun dari gerbang NAND standar untuk mengendalikan input (I₀ atau I₁) mana yang akan diteruskan ke output pada Q. Dari tabel kebenaran di atas, dapat kita lihat bahwa pada saat memilih Input, apabila Terminal Pengendali A berada pada kondisi logika 0 (rendah), Input I₁ akan meneruskan datanya melalui rangkaian multiplexer gerbang NAND ke output, sedangkan input I₀ diblokir. Namun Ketika Pengendali data A berada pada kondisi logika 1 (tinggi), Input I₀ akan meneruskan datanya ke Output Q sedangkan Input I₁ akan diblokir.

Jadi dengan penerapan logika “0” atau logika “1” di terminal Pengendali A, kita dapat memilih input yang sesuai dengan kebutuhan kita seperti halnya sebuah sakelar SPDT. Karena kita hanya memiliki satu jalur pengendali (terminal A) maka kita hanya dapat memilih salah satu dari 2-input yang tersedia dan dalam contoh sederhana ini, multiplexer 2-input menghubungkan salah satu dari dua sumber 1-bit ke output yang sama, menghasilkan 2 Input ke 1 Output multiplexer.

Ekspresi Boolean pada 2 Input Multiplekser ini adalah sebagai berikut.

Q = A.I₀.I₁ + A.I₀.I1 + A.I₀.I₁ + A.I₀.I₁

 Ekspresi Boolean diatas dapat kita sederhanakan menjadi persamaan berikut ini :

Q = A.I₁ + A.I₀

Contoh perhitungan

Dibawah ini adalah contoh perhitungan Input 1 (I₀) dan Input 2 (I₁) serta Sinyal Pengendali (A) untuk mendapatkan Output (Q). Hasilnya akan sama dengan hasil yang terdapat pada tabel kebenaran diatas.

Diketahui :

A = 1
I₁ = 1
I₀ = 0

Penyelesaian :

Q = A.I₁ + A.I₀Q = 1 x 1 + 1 x 0
Q = 1 + 0
Q = 0

Hasilnya sama dengan Tabel Kebenaran diatas.

Sumber:https://teknikelektronika.com/pengertian-multiplexer-multiplekser-cara-kerja-multiplexer/