Modul Praktikum
Sistem Digital
Program Studi Sistem Komputer
STMIK STIKOM Indonesia
3
Modul Praktikum Sistem Digital
DAFTAR ISI
MODUL 1..............................................................................................................................3
GERBANG LOGIKA DASAR 1..........................................................................................3
MODUL 2............................................................................................................................12
GERBANG LOGIKA DASAR 2........................................................................................12
MODUL 3............................................................................................................................18
SISTEM BILANGAN.........................................................................................................18
MODUL 4............................................................................................................................24
ARITHMATIC DAN LOGICAL UNIT...........................................................................24
MODUL 5............................................................................................................................27
ARITHMATIC DAN LOGICAL UNIT II.......................................................................27
MODUL 6............................................................................................................................31
DECODER...........................................................................................................................31
MODUL 7............................................................................................................................35
MULTIPLEKSER...............................................................................................................35
MODUL 8............................................................................................................................38
RANGKAIAN SEKUENSIAL............................................................................................38
MODUL 9............................................................................................................................46
REGISTER..........................................................................................................................46
MODUL 10..........................................................................................................................53
COUNTER...........................................................................................................................53
Program Studi Sistem Komputer
4
Modul Praktikum Sistem Digital
MODUL 1GERBANG LOGIKA DASAR 1
Tujuan :
Mengenal dan mempelajari gerbang-gerbang (gate) AND, OR, NOT, NAND, NOR dan
melihat tabel kebenaran dari masing-masing gerbang serta penyederhanaan/ minimialisasi suatu
rangkaian logika.
Tugas Pendahuluan :
1. Apa yang dimaksud dengan gerbang logika ?
2. Bagaimana logika untuk gerbang AND ?
3. Bagaimana logika untuk gerbang OR ?
DASAR TEORI
1. Pengertian operasi gerbang logika dasar (AND, OR, NOT, NAND, NOR).
a) Gerbang AND
Gerbang AND disimbolkan dengan tanda (.)
F = A . B
Gerbang logika AND fungsi outputnya akan bernilai logika 1 apabila semua input
masukannya bernilai 1, hal ini dapat digambarkan sebagai rangkaian seri antara
switch A dengan switch B pada gambar dibawah ini.
Lampu akan menyala jika kedua switch A dan B ditekan , dan lampu akan mati jika
salah satu atau kedua switch dilepaskan.
Gambar 1.1 Rangkaian Seri
Program Studi Sistem Komputer
AB
F
5
Modul Praktikum Sistem Digital
b) Gerbang OR
Gerbang OR disimbolkan dengan tanda (+)
F= A + B
Gerbang logika OR fungsi outputnya akan bernilai logika 1 apabila salah satu atau
semua input masukannya bernilai 1, hal ini dapat digambarkan sebagai rangkaian
parallel antara switch A dengan switch B.
Lampu akan menyala jika salah satu atau kedua switch ditekan, dan lampu akan
mati jika kedua switch A dan B tidak ada yang ditekan.
Gambar1.2 Rangkaian Parallel
c) Gerbang NOT
Gerbang NOT disimbolkan dengan garis diatas variabel nilai logika Ā
Gerbang logika NOT hanya memiliki satu jalur input dan satu jalur output. Output
dari gerbang NOT adalah kebalikan dari inputannya, apabila inputannya berlogika
1 maka outputnya akan berlogika 0 dan begitu pula sebaliknya apabila inputannya
0 outputnya akan berlogika 1. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar dibawah
ini.
Gambar Relay Active Low Input
Program Studi Sistem Komputer
AB
F
6
Modul Praktikum Sistem Digital
Apabila switch A ditekan maka relai (normaly closed ) akan aktif, pada saat aktif
relai akan memutus aliran listrik dari baterey ke lampu dan akibatnya lampu akan
mati, sebaliknya apabila switch A dilepaskan kembali relai akan kembali
mengalirkan listrik ke lampu sehingga lampu akan menyala kembali.
d) Gerbang NAND
Gerbang logika NAND (NOT- AND) merupakan pengembangan dari gerbang
logika AND, gerbang NAND pada dasarnya adalah gerbang AND yang outputnya
di NOT kan. Fungsi output dari gerbang logika NAND merupakan kebalikan dari
fungsi output gerbang AND.
e) Gerbang NOR
Gerbang logika NOR (NOT-OR) merupakan pengembangan dari gerbang logika OR,
gerbang OR pada dasarnya adalah gerbang OR yang outputnya di NOT kan. Fungsi output
dari gerbang NOR merupakan kebalikan dari fungsi output gerbang OR.
2. Pengertian konsep dasar Aljabar Boolean.
Program Studi Sistem Komputer
F = A . B
F = A + B
7
Modul Praktikum Sistem Digital
PERCOBAAN
KEGIATAN PRAKTIKUM
1. Buatlah tabel kebenaran dari gate AND, OR, NOR, NAND dengan 2 input serta NOT.
Tabel Kebenaran AND gate 2 input:
Contoh:
Program Studi Sistem Komputer
8
Modul Praktikum Sistem Digital
Membuat simulasi gerbang AND dengan software Electronics Workbench.
Gambar Tampilan Awal EWB (Electronics Workbench)
Gambarlah rangkaian seperti berikut dengan men-drag komponen sesuai dengan
gambar. Buat kabel penghubung dengan meng-klik ujung komponen dan hubungan
dengan komponen lainnya.
Gambar Rangkaian AND dengan EWB
Program Studi Sistem Komputer
9
Modul Praktikum Sistem Digital
Ubah Key dari 2 buah saklar yang telah dipasang dengan cara mengklik ganda
saklar tersebut.
Gambar Klik Ganda Pada Saklar
Gambar Shortcut Pada Key Saklar
Program Studi Sistem Komputer
10
Modul Praktikum Sistem Digital
Gambar Saklar Dengan Key Baru
Jalankan rangkaian tersebut dengan meng-klik tombol saklar berikut.
Gambar Activate Simulation
Catatan:
Pada gerbang AND jika kedua nilai masukkan bernilai aktif (1) maka lampu akan
menyala. Jika salah satu atau kedua masukkan tidak aktif (0) maka lampu tidak akan
menyala.
Gambar Lampu Padam Ketika Salah Satu Saklar Terputus
Program Studi Sistem Komputer
11
Modul Praktikum Sistem Digital
Sehingga tabel kebenaran dari gerbang AND berdasarkan simulasi tersebut adalah:
A B F0 0 00 1 01 0 01 1 1
Lanjutkan...
Tabel Kebenaran OR gate 2 input:
A B F0 00 11 0
1 1
Tabel Kebenaran NOR gate 2 input:
A B F0 0
0 11 01 1
Tabel Kebenaran NAND gate 2 input:
A B F0 00 11 0
1 1
Program Studi Sistem Komputer
12
Modul Praktikum Sistem Digital
Tabel Kebenaran NOT gate:
A F
0
1
2. Buatlah tabel kebenaran untuk ungkapan aljabar Boolean berikut ini:
a)
b)
3. Rangkailah fungsi dibawah ini pada Electronic Workbench dan buktikanlah fungsi
tersebut
a)
b)
c)
4. Sederhanakan fungsi :
Kemudian buktikan dengan Electronic Workbench bahwa hasil penyederhanaan yang
anda lakukan adalah benar!
TUGAS
1. Rangkailah fungsi dibawah ini pada Electronic Workbench dan buktikanlah fungsi
tersebut
a)
b)
c)
2. Sederhanakan fungsi :
Program Studi Sistem Komputer
13
Modul Praktikum Sistem Digital
Kemudian buktikan dengan Electronic Workbench bahwa hasil penyeder hanaan yang anda lakukan adalah benar!
Program Studi Sistem Komputer
14
Modul Praktikum Sistem Digital
MODUL 2GERBANG LOGIKA DASAR 2
Tujuan :
Mengenal dan mempelajari gerbang-gerbang (gate) AND, OR, NOT, NAND, NOR dan
melihat tabel kebenaran dari masing-masing gerbang serta penyederhanaan/minimisasi suatu
rangkaian logika.
Tugas Pendahuluan :
1. Jelaskan pengertian gerbang logika NAND dan gambarkan!
2. Buat kombinasi dari dua gxerbang AND dan buat tabel kebenarannya!
3. Buktikan bahwa A.( A + B ) = A!
4. Apa yang Anda ketahui tentang K Map? Jelaskan!
DASAR TEORI
1. Tabel kebenaran
Untuk mengekspresikan hubungan antara (input) dan respon (output) dapat
digunakan sebuah tabel yang menyatakan hubungan itu. Tabel itu lazim disebut
sebagai Tabel Kebenaran. Pada tabel kebenaran semua kemungkinan kombinasi
input harus dinyatakan secara jelas. Jadi kalau kita memiliki 2 bit input maka total
kombinasi input sebanyak 2² buah. Secara umum total kombinasi input dapat
dinyatakan sebanyak 2 pangkat n buah, dimana n adalah jumlah bit input.
Contoh tabel kebenaran:
2. Minterm dan Maxterm
Sebuah fungsi boolean dapat ditulis dalam sebuah
ekspresi sederhana yang disebut minterm dan
maxterm. Yang dimaksud dengan minterm
adalah ekspresi Boolean standar menggunakan
Program Studi Sistem Komputer
X y z f1(x, y, z)
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 1
0 1 1 1
1 0 0 1
1 0 1 0
1 1 0 1
1 1 1 1
15
Modul Praktikum Sistem Digital
operator AND. Sedangkan maxterm adalah ekspresi Boolean standar menggunakan
operator OR.
Baik minterm maupun maxterm diberi nomor urut. Nomor urut disesuaikan dengan
besaran dalam desimal kombinasi input yang bersangkutan. Minterm ditulis dengan
simbol m (huruf m kecil) sedangkan maxterm ditulis dengan simbol M (huruf M
besar).
Minterm
Ilustrasi dari tabel diatas adalah:
m0 berekspresi A . B
m1 berekspresi A . B
m2 berekspresi A . B
m3 berekspresi A . B
Dari penjelasan diatas tampak bahwa minterm dibentuk dari operator AND (.).
Untuk menjadikan sebuah fungsi Boolean, minterm-minterm dapat dihubungkan
dengan menggunakan operator OR.
Fungsi SOP (Sum of Product) dari tabel diatas adalah:
F = A . B + A . B
Maxterm
Fungsi dari tabel diatas juga dapat dituliskan kedalam bentuk Maxterm, adapun
maxterm dari tabel diatas adalah:
M0 berekspresi A + B
M1 berekspresi A + B
Program Studi Sistem Komputer
A B f1(A,B)
0 0 0
0 1 1
1 0 0
1 1 1
16
Modul Praktikum Sistem Digital
M2 berekspresi A + B
M3 berekspresi A + B
Dari penjelasan diatas tampak bahwa maxterm dibentuk dari operator OR (+).
Penggabungan Maxterm akan membentuk suatu fungsi POS (product of sum).
Fungsi POS dari tabel diatas adalah:
F = ( A + B) ( A + B )
3. Pembentukan fungsi sederhana dari tabel kebenaran dan K-MAP.
Peta Karnaugh atau populer disebut sebagai Karnaugh Map atau K-map adalah
sebuah peta yang terbangun dari baris dan kolom. Kegunaan dari K-map adalah
untuk menyederhanakan suatu fungsi Boolean, tanpa harus menggunakan teorema
teorema Boolean.
Pengelompokan (grouping ) dalam K-map:
1. Island : Satuan terkecil pengelompokan, terdiri hanya atas satu sel itu sendiri.
2. Dual : Kelompok dari sel yang bertetangga.
3. Quad : Kelompok dari 4 sel yang bertetangga.
4. Group of Eight : Kelompok dari 8 sel yang bertetangga.
Contoh:
Program Studi Sistem Komputer
17
Modul Praktikum Sistem Digital
Penyederhanaan dari fungsi diatas adalah :
F = A . C .D + B C + A.B.C .D
1. Menggambar rangkaian dengan gate NAND
Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah:
1. Lakukanlah operasi double komplemen
2. Berlakukanlah theorema demorgan
3. Menggambar rangkaiannya
5. Menggambar rangkaian dengan gerbang NOR
Program Studi Sistem Komputer
18
Modul Praktikum Sistem Digital
Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah:
1. Tuangkan persamaan kedalam bentuk Product Of Sum (POS)
2. Lakukan double complement
3. Berlakukan theorema demorgan
4. Gambarlah rangkaian logikanya
PERCOBAAN
KEGIATAN PRAKTIKUM
1. Diketahui tabel kebenaran seperti di bawah ini, anda diminta untuk menuliskan fungsi
outputnya dalam bentuk SOP dan POS:
X Y Z f1(x, y, z) f2(x, y, z) f3(x, y, z)
0 0 0 0 0 1
0 0 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0
0 1 1 1 1 1
1 0 0 1 0 0
1 0 1 0 1 1
1 1 0 1 1 0
1 1 1 1 0 1
Program Studi Sistem Komputer
19
Modul Praktikum Sistem Digital
2. Sederhanakan fungsi-fungsi tersebut dan rancanglah rangkaian logikanya dengan
menggunakan NAND saja dan NOR saja.
3. Dari Karnough Map dibawah ini, tuliskan fungsi outputnya dalam bentuk SOP dan POS:
AB
CD 00 01 11 10
00 1 1 1 0
01 0 1 1 0
11 1 1 0 0
10 0 0 1 0
Sederhanakan fungsi-fungsi tersebut dan rancanglah rangkaian logika untuk masing-
masing fungsi yang sudah disederhanakan tersebut dengan hanya menggunakan NAND
saja dan NOR saja.
TUGAS
1. Ubah persamaan aljabar Boolean di bawah ini ke bentuk POS
Y =
2. Buat rangkaian digital dengan gerbang dasar dari persamaan Boolean 4 bit berikut ini
Y =
Program Studi Sistem Komputer
20
Modul Praktikum Sistem Digital
MODUL 3SISTEM BILANGAN
Tujuan :
Setelah mempelajari Sistem Bilangan diharapkan dapat,
1. Memahami jenis-jenis sistem bilangan yang digunakan pada teknik mikroprosessor2. Memahami konversi sistem bilangan desimal ke sistem bilangan biner3. Memahami konversi sistem bilangan desimal ke sistem bilangan oktal4. Memahami konversi sistem bilangan desimal ke sistem bilangan heksadesimal5. Memahami konversi sistem bilangan biner ke sistem bilangan oktal atau sebaliknya6. Memahami konversi sistem bilangan biner ke sistem bilangan heksadesimal atau
sebaliknya7. Memahami konversi sistem bilangan desimal dan sistem bilangan biner antara 0
dan 18. Mampu merubah bilangan desimal ke bentuk BCD atau sebaliknya9. Mampu merubah bilangan desimal ke bentuk BCH atau sebaliknya10. Memahami ASCII Code untuk pembentukan karakter
Tugas Pendahuluan :
1. Apa yang Anda tentang sistem bilangan? Berikan contoh!
2. Apa perbedaan sistem bilangan BIner dengan Desimal? Jelaskan!
DASAR TEORI
Dalam kehidupan sehari-hari, bilangan yang kita pergunakan untuk menghitung
adalah bilangan yang berbasis 10 atau disebut Sistem Desimal. Setiap tempat
penulisan dapat terdiri dari simbol-simbol 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Susunan penulisan
bilangan menunjukan harga / nilai tempat dari bilangan tersebut misalnya, satuan,
puluhan, ratusan dst. Tempat penulisan semakin kekiri menunjukan nilai tempat
bilangan yang semakin tinggi. Dalam teknik Digital maupun teknik mikroprosessor
pada umumnya bilangan yang dipakai adalah bilangan yang berbasis 2 atau Sistem
Biner. Dalam sistem biner disetiap tempat penulisan hanya mungkin menggunakan
simbol 0, atau simbol 1, sedangkan nilai tempat bilangan tersusun seperti pada sistem
desimal. Di bawah ini adalah bilangan 1001 dalam beberapa bentuk sistem bilangan.
Program Studi Sistem Komputer
21
Modul Praktikum Sistem Digital
Disamping sistem Desimal dan sistem Biner dalam gambar terlihat pula bilangan yang
berbasis 8 atau sistim Oktal dan bilangan yang berbasis 16 atau sistem Heksadesimal.
Sistem Desimal ( Dinari )
Pada sistem desimal ( lat. decum =10 ), seperti telah kita ketahui bersama bahwa
sistem ini berbasis 10 dan mempunyai 10 simbol yaitu dari angka 0 hingga 9. Setiap
tempat mempunyai nilai kelipatan dari 10 0, 10 1, 10 2, dst . Penulisan bilangan terbagi
dalam beberapa tempat dan banyaknya tempat tergantung dari besarnya bilangan. Setiap
tempat mempunyai besaran tertentu yang harga masing-masing tempat secara urut dimulai
dari kanan disebut
Program Studi Sistem Komputer
22
Modul Praktikum Sistem Digital
Sistem Biner
Sistem Biner ( lat. Dual ) atau “duo” yang berarti 2, banyak dipakai untuk sinyal elektronik
dan pemrosesan data. Kekhususan sistem biner untuk elektronik yaitu bahwa sistem biner
hanya mempunyai 2 simbol yang berbeda, sehingga pada sistem ini hanya dikenal angka “
0 “ dan angka “1 “.
Dari gambaran di atas seperti halnya pada sistem desimal, cara penulisannya dapat
dinyatakan secara langsung sbb :
Setiap tempat pada bilangan biner mempunyai kelipatan 2 0, 2 1, 2 2, 2 3 dst. yang dihitung
dari kanan kekiri. Selanjutnya kita juga dapat merubah bilangan desimal ke bilangan biner
atau sebaliknya dari bilangan biner ke bilangan desimal.
Program Studi Sistem Komputer
23
Modul Praktikum Sistem Digital
Sistem Oktal
Aturan pada sistem oktal ( lat. okto = 8 ) sama dengan aturan yang dipergunakan pada
sistem bilangan desimal atau pada sistem bilangan biner. Pada bilangan oktal hanya
menggunakan 8 simbol yaitu angka 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 dan setiap nilai tempat
mempunyai kelipatan 8 0, 8 1, 8 2, 8 3, 8 4, dst.
Sistem Heksadesimal
Sistem Heksadesimal yang juga disebut Sedezimalsystem, banyak dipakai pada teknik
komputer. Sistem ini berbasis 16 sehingga mempunyai 16 simbol yang terdiri dari 10
angka yang dipakai pada sistem desimal yaitu angka 0 … 9 dan 6 huruf A, B, C, D, E dan
F. Keenam huruf tersebut mempunyai harga desimal sbb : A = 10; B = 11; C = 12; D =13;
E = 14 dan F = 15. Dengan demikian untuk sistem heksadesimal penulisanya dapat
menggunakan angka dan huruf.
Program Studi Sistem Komputer
24
Modul Praktikum Sistem Digital
Konversi Bilangan Desimal Ke Sistem Bilangan Lain
Sistem bilangan desimal secara mudah dapat dirubah dalam bentuk sistem bilangan yang
lain. Ada banyak cara untuk melakukan konversi bilangan, proses yang paling mudah dan
sering digunakan untuk memindah bentuk bilangan adalah “ Proses Sisa “. Tabel di bawah
memperlihatkan bilangan 0 sampai 22 basis 10 ( desimal ) dalam bentuk bilangan berbasis
2 ( biner ), berbasis 8 ( Oktal ) dan berbasis 16 ( Heksadesimal ).
PERCOBAAN
KEGIATAN PRAKTIKUM
1. Siapkan komputer
2. Buka Microsoft Excel
3. Konversi sistem bilangan dibawah ini :
Konversikan bilangan berikut :a. 10101111(2) = ………….(10)b. 11111110(2) = ………….(8)c. 10101110101 = …………(16)
Konversikan bilangan desimal di bawah ini ke dalam bilangan biner a. 123410 b. 567010 c. 232110
Program Studi Sistem Komputer
25
Modul Praktikum Sistem Digital
Konversikan bilangan biner di bawah ini ke dalam bilangan desimal a. 10101010 b. 01010101 c. 11001100 d. 10011111
Konversikan bilangan biner di bawah ini ke dalam bilangan oktal a. 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 12 b. 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 12
Konversi dari :d. ACD (16) = ………(8)e. 174 (8) = ……..(2)
TUGAS
Selesaikan bilangan Heksadesimal 2E3,4D16 ke bentuk bilangan Biner, Oktal dan
Desimal !
Program Studi Sistem Komputer
26
Modul Praktikum Sistem Digital
MODUL 4ARITHMATIC DAN LOGICAL UNIT
Tujuan :
Mempelajari komponen dasar arithmatic yaitu: half adder, full adder dan pengembangan
aplikasi adder untuk operasi perkalian.
Tugas Pendahuluan :
3. Apa yang Anda ketahui tentang Half adder? Berikan contoh!
4. Apa perbedaan half adder dengan full adder? Jelaskan!
DASAR TEORI
1. Operasi aritmatika untuk bilangan biner dilakukan dengan cara hampir sama dengan
operasi aritmatika untuk bilangan desimal. Penjumlahan, pengurangan, perkalian dan
pembagian dilakukan per digit.
Kelebihan nilai suatu digit pada proses penjumlahan dan perkalian akan menjadi bawaan
yang nantinya ditambahkan pada digit sebelah kirinya.
Aturan dasar penjumlahan pada bilangan biner:
0+0=0
0+1=1
1+0=1
1+1=1, simpan 1
Aturan dasar pengurangan pada bilangan biner:
0-0=0
1-0=1
1-1=0
0-1=1, pinjam 1
2. Penyederhanaan suatu fungsi Boolean dapat dilakukan dengan beberapa cara diantaranya
dengan metode penyederhanaan aljabar. Penyederhanaan boolean akan selalu berhubungan
dengan:
1. Operator AND untuk menyatakan perkalian yang ditulis dengan titik (.), contoh:
A.B, X.Y, P.Q.
2. Operator OR untuk menyatakan penjumlahan yang ditulis dengan tanda plus
(+), contoh: A+B, X+Y, P+Q
Program Studi Sistem Komputer
27
Modul Praktikum Sistem Digital
3. NOT (negasi) yang ditulis dengan tanda kutip tunggal (‘) atau tanda garis diatas
huruf, contoh: A’,B’,C’.
PERCOBAAN
KEGIATAN PRAKTIKUM
1. Lengkapilah tabel kebenaran Half Adder dibawah ini:
Gambarkan rangkaian logikanya dengan NAND gate saja
2. Susunlah rangkaian Full Adder dibawah ini:
Hubungkan A, B, Cin pada logic switch. S dan Cout pada lampu indikator. Kemudian
lakukan percobaan sesuai tabel di bawah ini :
Program Studi Sistem Komputer
A B C S
0 0
0 1
1 0
1 1
28
Modul Praktikum Sistem Digital
3. Susunlah rangkaian paralel adder seperti dibawah ini, dan buatlah tabel
kebenarannya.
TUGAS
Buatlah rangkaian perkalian bilangan biner seperti dibawah ini
Buatlah tabel kebenarannya kemudian desain rangkaiannya (dari adder dan gerbang
logika)
Program Studi Sistem Komputer
A B Cin Cout S
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
B1 B0 A1 A0 Cout S1 S0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
29
Modul Praktikum Sistem Digital
MODUL 5ARITHMATIC DAN LOGICAL UNIT II
Tujuan :
- Mempelajari komponen dasar arithmatic yaitu : half subtraktor dan full subtractor.
- Mempelajari Komparator.
Tugas Pendahuluan :
1. Jelaskan tentang half subtraktor dan gambarkan rangkaian serta tabel kebenarannya!
2. Jelaskan tentang full subtraktor dan gambarkan rangkaian serta tabel kebenarannya!
DASAR TEORI
1. Comparator adalah perangkat/komponen yang membandinkan 2 input tegangan dan
memberikan output sebagai High dan Low. Pada diagram rangkaian biasanya dinyatakan
dalam bentuk segitiga dan memiliki inverting input (-), non inverting input (+), Vcc,
ground, dan output.
2. Half subtraktor adalah suatu rangkaian yang dapat digunakan untuk melakukan operasi
pengurangan data-data bilangan biner hingga 1 bit saja. Half subtraktor memiliki 2
terminal input untuk 2 variabel bilangan biner dan 2 terminal output (summary output dan
borrow output).
3. Full subtraktor adalah rangkaian yang digunakan untuk pengurangan bilangan-bilangan
biner yang lebih dari 1 bit. Rangkaian ini terdiri dari 3 terminal input (a, b, dan carry in)
dan 2 terminal output (difference dan borrow). Rangkaian full subtrator dibentuk dari 2
rangkaian half subtraktor.
Program Studi Sistem Komputer
30
Modul Praktikum Sistem Digital
PERCOBAAN
KEGIATAN PRAKTIKUM
1. Lengkapilah tabel kebenaran rangkaian Binary Half Subtractor berikut.
Gambarkan rangkaian logikannya dengan NAND gate saja
2. Susunlah rangkaian Full Subtractor di bawah ini.
Hubungkan A, B, Bin pada logic switch. D dan Bout pada lampu indikator. Kemudian
lakukan percobaan sesuai tabel di bawah ini:
Program Studi Sistem Komputer
A B D Bout
0 0
0 1
1 0
1 1
31
Modul Praktikum Sistem Digital
3. Susunlah rangkaian paralel subtractor seperti dibawah ini, dan buatlah tabel
kebenarannya.
TUGAS
Rancanglah suatu komparator dengan spesifikasi sebagai berikut
Program Studi Sistem Komputer
A B Bin Bout D
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
B1 B0 A1 A0 Bout D1 D0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
32
Modul Praktikum Sistem Digital
Input dari komparator adalah A (A1,A0) dan B (B1,B0), sedangkan outputnya
adalah X dan Y.
Apabila A< B maka outputnya adalah X= 0 dan Y=1
Apabila A> B maka outputnya adalah X= 1 dan Y=0
Apabila A= B maka outputnya adalah X= 0 dan Y=0
Buatlah tabel kebenarannya kemudian sederhanakanlah fungsinya.
Gambarlah rangkaian logikanya dengan gerbang Nand saja.
Program Studi Sistem Komputer
33
Modul Praktikum Sistem Digital
MODUL 6DECODER
Tujuan :
1. Mengetahui karakteristik decoder
2. Bagaimana membuat cascaded decorder
Tugas Pendahuluan :
1. Apa yang dimaksud encoder?
2. Apa yang dimaksud dengan decoder? Buat decoder 7442 dengan empat input DCB!
3. Jelaskan yang dimaksud dengan seven segment!
4. Jelaskan persamaan decoder 7447 dengan 4511!
DASAR TEORI
1. Decoder adalah alat yang digunakan untuk dapat mengembalikan proses encoding
sehingga kita dapat melihat atau menerima informasi aslinya. Pengertian decoder juga
dapat diartikan sebagai rangkaian logika yang ditugaskan untuk menerima input-input
biner dan mengaktifkan salah satu outputnya sesuai dengan urutan biner tersebut.
2. Seven segment adalah sebuah rangkaian yang dapat menampilkan angka-angka desimal
maupun heksadesimal. Seven segment biasanya tersusun atas 7 bagian yang setiap
bagiannya merupakan LED yang dapat menyala. Seven segment decoder membutuhkan 4
input sebagai angka berbasis heksadesimal yang dinyatakan dalam bahasa mesin (bilangan
berbasis biner) kemudian sinyal-sinyal tersebut akan diterjemahkan decoder ke dalam
sinyal-sinyal pengendali seven-segment-display. Sinyal-sinyal pengendali berisi 7 sinyal
yang setiap sinyalnya mengatur aktif tidaknya setiap LED.
PERCOBAAN
KEGIATAN PRAKTIKUM
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini:
Program Studi Sistem Komputer
34
Modul Praktikum Sistem Digital
Hubungkan input ABCD pada inputan dan isilah tabel kebenaran di bawah ini:
2. Untuk
pengetesan BI/RBO, RBI, LT lakukan percobaan di bawah ini:
Apakah fungsi RBI, BI/RBO, dan LT pada decoder to Seven Segment?
3. Susunlah rangkaian di bawah ini. Hubungkan input A, B, dan C pada logic “1”. Q0
sampai dengan Q7 pada lampu indikator.
Program Studi Sistem Komputer
D C B A a b c d e f g Tampilan
0 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 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
D C B
A
LT RBI BI/RBO Q
0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 X X 0
0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1 1 1
35
Modul Praktikum Sistem Digital
Lakukanlah percobaan seperti pada tabel.
4. Hubungkan rangkaian seperti di bawah. Hubungkan kaki 6 pada pulser (push on)
sedangkan Q0 - Q7 ke lampu indikator. Hubungkan input A, B, C pada logic switch.
TUGAS
Diketahui suatu fungsi boolean sebagai
berikut
Realisasikan fungsi diatas dengan
1 buah Decoder 2X4 dan 4 buah
Decoder 3X8
Program Studi Sistem Komputer
C B A Q
7
Q
6
Q
5
Q
4
Q
3
Q
2
Q
1
Q
0
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
Puls
er
C B A Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
1 0 0 0
0 0 0 1
1 0 0 1
0 0 1 0
1 0 1 0
0 0 1 1
1 0 1 1
0 1 0 0
1 1 0 0
0 1 0 1
1 1 0 1
0 1 1 0
1 1 1 0
0 1 1 1
1 1 1 1
36
Modul Praktikum Sistem Digital
MODUL 7MULTIPLEKSER
Tujuan :
Setelah mempraktekkan Topik ini, mahasiswa diharapkan dapat :
1) Merangkai rangkaian MULTIPLEKSER.
2) Mengetahui cara kerja rangkaian MULTIPLEKSER
Tugas Pendahuluan :
1. Apa yang kalian ketahui tentang Multiplexer ?
2. Sebutkan jenis multiplexer ?
DASAR TEORI
MULTIPLEXER
Multiplekser adalah suatu peranti yang mampu menyalurkan beberapa jalur data ke
satu jalur luaran. Multiplekser mempunyai satu atau lebih sinyal masukan yang terhubung
pada masukannya. Pemilihan saluran masukan dilakukan oleh sinyal kontrol. Suatu
multiplekser dengan 2n saluran masukan memerlukan n sinyal kontrol.
IC 74LS151 merupakan data selector/multiplekser yang memilih satu dari 8 saluran
masukan dengan menggunakan 3 sinyal kontrol. Komponen ini mempunyai 8 masukan, yaitu
I0 - I7 dan 2 luaran yaitu Z dan . Pemilihan data dilakukan oleh kaki A, B dan C. Untuk
mengaktifkan fungsinya sebagai multiplekser, komponen ini juga mempunyai 1 masukan
enable, yaitu (aktif- LOW). Sedangkan kaki 8 dihubungkan ke GND dan kaki 16 dihubungkan
ke +5V. Susunan kaki IC 74LS151 dapat dilihat dalam Gambar berikut
Gambar 7.1 Contoh IC Multiplexer
Program Studi Sistem Komputer
37
Modul Praktikum Sistem Digital
Karakteristik Ic TTL
Bila masukkan IC TTL dihubungkan ground maka ada beda potensial antara basis dan
emitter, sehingga arus mengalir menuju emitter, tidak ada arus yang mengalir menuju
colector. Input IC TTL sama dengan nol.
Alat dan Bahan 1) IC 74151 1 buah 2) Project Board 1 buah 3) Power Supply DC 1 buah 4) Pinset 1 buah 5) Resistor 270 Ω 2 buah 6) LED 2 buah 7) Jumper secukupnya
Kesehatan dan Keselamatan kerja
1) Periksalah kelengkapan alat dan bahan sebelum digunakan.
2) Pelajari dan pahami petunjuk praktikum pada lembar kegiatan praktikum.
3) Pastikan tegangan keluaran catu daya sesuai yang dibutuhkan.
4) Sebelum catu daya dihidupkan hubungi dosen pendamping untuk mengecek kebenaran rangkaian.
5) Yakinkan tempat anda aman dari sengatan listrik.
6) Hati-hati dalam penggunaan peralatan praktikum !
PERCOBAAN
KEGIATAN PRAKTIKUM
Program Studi Sistem Komputer
38
Modul Praktikum Sistem Digital
1) Rakitlah rangkaian seperti gambar berikut pada project board.
2) Hubungkan kaki-kaki input I0 sd I7 dan A, B, C, E dengan input logika 1 (5V) atau 0 (GND) sesuai dengan kombinasi pada tabel 1
3) Catat hasil percobaan pada tabel 1
4) Buatlah Analisa dan Kesimpulan dari percobaan tersebut
Program Studi Sistem Komputer
Vcc = 1
Ground = 0
39
Modul Praktikum Sistem Digital
MODUL 8RANGKAIAN SEKUENSIAL
Tujuan :
Mempelajari prinsip kerja rangkaian Sekuensial dan memahami prinsip kerja dari flip-flop
RS-FF, D-FF, dan JK-FF dengan input sinkron dan asinkron.
Tugas Pendahuluan :
1. Jelaskan yang dimaksud dengan rangkaian flip flop!
2. Gambarkan rangkaian flip flop RS (RS-FF) dan buat tabel kebenarannya!
DASAR TEORI
1. Flip-flop adalah sirkuit elektronik yang memiliki dua arus stabil dan dapat digunakan
untuk menyimpan informasi.
2. Rangkaian sekuensial adalah rangkaian yang mempunyai output yang tidak hanya
bergantung pada masukan sekarang, melainkan juga pada masukan yang sebelumnya.
Rangkaian sekuensial adalah rangkaian logika yang memperhatikan faktor clock.
PERCOBAAN
KEGIATAN PRAKTIKUM
1. RS-FF
a) Bukalah program Elektronic Workbench pada komputer anda
b) Pilihlah part :- Vcc dan Gnd yang terdapat pada Icon Sources
- SR-FF yang terdapat pada Icon Digital
- Lampu test yang terdapat pada Icon Indicators.
c) Rangkailah komponen tersebut seperti gambar dibawah ini.
d) Isilah tabel berikut berdasarkan percobaan yang telah anda lakukan.
Program Studi Sistem Komputer
40
Modul Praktikum Sistem Digital
2. D-FF
a) Input asinkron
1. Buka New projeck pada Electronick Workbench
2. Pilihlah part :- Vcc dan Gnd yang terdapat pada Icon Source
- D-FF with Active Low Asyinch Inputs yang terdapat pada Icon Digital
- Lampu test yang terdapat pada Icon Indicators.
3. Rangkailah komponen tersebut seperti gambar dibawah ini.
4. Isilah tabel berikut berdasarkan percobaan yang telah anda lakukan.
Program Studi Sistem Komputer
Step S1 S2 Q
1 0 1
2 1 1
3 1 0
4 1 1
5 0 0
6 1 0
7 1 1
8 0 1
9 1 1
Step Cl Pr Q1 0 02 0 13 1 14 0 05 1 06 1 17 1 08 0 1
41
Modul Praktikum Sistem Digital
b) Input sinkron
1. Buka New projeck pada Electronick Workbench
2. Pilihlah part :
-Vcc dan Gnd yang terdapat pada Icon Sources
-D-FF With Active High Asynch Input pada Icon Digital
-Lampu test yang terdapat pada Icon Indicators.
3. Rangkailah komponen tersebut seperti gambar dibawah ini.
4. Isilah tabel berikut berdasarkan percobaan yang telah anda lakukan.
3. JK-FF
a) Input asinkron.
1. Buka New projeck pada Electronick Workbench
2. Pilihlah part : -Vcc dan Gnd yang terdapat pada Icon Sources
-JK-FF With Active Low Asynch Inputs pada Icon Digital
-Lampu test yang terdapat pada Icon Indicators.
3. Rangkailah komponen tersebut seperti gambar dibawah ini.
4. Isilah tabel berikut berdasarkan percobaan yang telah anda lakukan.
b) Input
sinkron.
1. Buka New projeck pada Electronick Workbench
2. Pilihlah part : -Vcc dan Gnd yang terdapat pada Icon Sources
Program Studi Sistem Komputer
Clk D Q1 00 01 10 11 0
Step Cl Pr Q1 0 02 0 13 1 14 0 05 1 06 1 17 1 08 0 1
42
Modul Praktikum Sistem Digital
-JK-FF With Active High Asynch Inputs pada Icon Digital
-Lampu test yang terdapat pada Icon Indicators.
3. Rangkailah komponen tersebut seperti gambar dibawah ini.
4. Isilah tabel berikut berdasarkan percobaan yang telah anda lakukan.
Step Clk J K Q
1 1 0 0
2 1 0 1
3 1 1 0
4 1 0 0
5 1 1 1
6 1 0 0
7 1 0 1
8 1 1 1
9 1 1 0
10 1 1 1
11 1 0 0
5. Desain Flip-flop
Desain D flip-flop dari R/S flip-flop
Program Studi Sistem Komputer
43
Modul Praktikum Sistem Digital
Langkah-langkah:
1. Lengkapilah tabel kebenaran berikut
Qn Qn+1 D S R
0 0 0
0 1 1
1 0 0
1 1 1
Keterangan: Bagian sebelah kiri (yang sudah terisi) adalah tabel karakteristik
D flip-flop, sedangkan bagian kanan adalah (yang masih kosong) tabel
karakteristik S dan R.
2. Minimumkan fungsi S/R menggunakan K-map
Kita perlu mengetahui fungsi S/R sebagai fungsi dari D, Q dan Q not
3. Desainlah rancangan yang telah anda buat ke EWB kemudian simulasikan.
4. Buatlah tabel karakteristik D flip-flop yang barusaja anda buat dengan S/R
flip-flop tadi.
TUGAS
Desain T flip-flop dari J/K flip-flop
Langkah-langkah:
1. Lengkapilah tabel kebenaran berikut
Qn Qn+1 T J K
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Keterangan: Bagian sebelah kiri (yang sudah terisi) adalah tabel karakteristik
T flip-flop, sedangkan bagian kanan adalah (yang masih kosong)
tabel karakteristik J dan K.
2. Minimumkan fungsi J/K menggunakan K-map. Kita perlu mengetahui fungsi
J/K sebagai fungsi dari T, Q dan Q not
Program Studi Sistem Komputer
44
Modul Praktikum Sistem Digital
3. Desainlah rancangan yang telah anda buat ke EWB kemudian simulasikan.
Buatlah tabel karakteristik T flip-flop yang baru saja anda buat dengan J/K flip-flop tadi.
Program Studi Sistem Komputer
45
Modul Praktikum Sistem Digital
MODUL 9REGISTER
Tujuan :
- Mahasiswa mampu menjelaskan cara kerja register.
- Mahsiswa mampu menjelaskan pemindahan data dari register X ke register Y.
Tugas Pendahuluan :
1. Jelaskan yang dimaksud dengan register!
2. Jelaskan perbedaan antara shift register SISO dengan SIPO!
3. Buat gambar rangkaian shift left register 3 bit (SISO ; SIPO)!
4. Gambarkan rangkaian PIPO!
DASAR TEORI
1. Tabel Kebenaran Flip-flop JK:
Tabel eksitasi flip-flop JK:
Prev. State Next State J K0 0 0 X0 1 1 X1 0 X 11 1 X 0
Tabel Kebenaran flip-flop D:
Program Studi Sistem Komputer
J K Qn+1 Keterangan0 0 Qn Mengingat0 1 0 Reset1 0 1 Set1 1 Qn (strep) Togle
Masukan KeluaranD Qn+1
0 01 1
46
Modul Praktikum Sistem Digital
Tabel eksitasi flip-flop D:
Prev. State Next State D0 0 00 1 11 0 01 1 1
2. Register adalah sekelompok flip-flop yang dapat dipakai untuk menyimpan dan
untuk mengolah informasi dalam bentuk linier.
PERCOBAAN
KEGIATAN PRAKTIKUM
1. Susun rangkaian register (PIPO) dibawah ini :
1. Atur Clock (space) dan Output enanble (Z) pada kondisi rendah, semntara
power sudah dihidupkan
2. Masukkan data 1110
3. Naikkan clock menjadi logika satu dalam waktu sesaat kemudian kembali ke 0,
hal ini berarti data sudah masuk dan disimpan oleh flip-flop.
4. Untuk mengeluarkan data naikkan Output Enable menjadi logika satu.
5. Catat hasil percobaan anda untuk input yang lain kedalam tabel.
Program Studi Sistem Komputer
47
Modul Praktikum Sistem Digital
2. Susun rangkaian register (SIPO) dibawah ini :
1. Atur Output enable (space) dan Clock (C) pada kondisi rendah.
2. Masukkan input data 1110 secara serial melalui (A), adapun caranya adalah:
Masukkan bit ke 1 setelah itu masukkan pulsa clock, begitupula untuk data bit
Ke-2 dan seterusnya.
3. Untuk menampilkan output naikkan output enable menjadi logika 1.
4. Catat hasil percobaan anda untuk input yang laian kedalam tabel.
No Input Pada Clock
1 2 3 4
QA QB QC QD
1 1 1 0 1
2 0 1 1 0
3 1 0 1 1
Program Studi Sistem Komputer
No Input QA QB QC QD
1 1101
2 0110
3 1011
4 0011
5 1100
6 0010
7 1001
8 0111
48
Modul Praktikum Sistem Digital
4 0 0 1 1
5 1 1 0 0
6 0 0 1 0
7 1 0 0 1
8 0 1 1 1
3. Susun rangkaian register (PISO) dibawah ini :
1. Hidupkan tombol power, atur input enable (E) dan clock (Space) sama dengan
nol, sedangkan reset (R) sama dengan satu.
2. Untuk mereset semua flip-flop, ubahlah kondisi reset untuk sesaat menjadi nol.
3. Masukkan input A,B,C dan D misalkan 1101. Untuk memasukkan
memasukkan data secara paralel ubahlah input enable sesaat menjadi satu.
4. Jalankan pulsa clock, sehingga output akan keluar secara serila melalui Q0
dengan data 1101 sesuai dengan inputan.
5. Catat hasil percobaan anda untuk input yang laian kedalam tabel.
No A B C D Q0 pada Clock Ke
0 1 2 3
1 1 1 0 1
2 0 1 1 0
3 1 0 1 1
4 0 0 1 1
5 1 1 0 0
Program Studi Sistem Komputer
49
Modul Praktikum Sistem Digital
6 0 0 1 0
7 1 0 0 1
8 0 1 1 1
4. Susun rangkaian register (SISO) dibawah ini :
1. Nyalakan tombol power, pastikan bahwa output enable (E) dan clock (C) pada
logika 0.
2. Masukkan data input secara serial melalui saklar (I), misalkan datanya adalah
1101. Adapun cara memasukkannya adalah: masukkan data bit Ke-1 kemudian
aktifkan pulsa clock dan begitu seterusnya sampai data bit ke-4. Setelah clock
ke 4 dan output enable dibuat tinggi maka output dari flip-flop QA,QB,QC dan
QD akan sama dengan 1101.
Data ini akan dikeluarkan secara serial melalui output QD setelah tiga pulsa clock
dimasukkan.
No A B C D Q0 pada Clock Ke0 1 2 3
1 1 1 0 1 1 0 1 12 0 1 1 03 1 0 1 14 0 0 1 15 1 1 0 06 0 0 1 07 1 0 0 18 0 1 1 1
Program Studi Sistem Komputer
50
Modul Praktikum Sistem Digital
TUGAS
Susun rangkaian register (SISO) dibawah ini :
1. Nyalakan tombol power, pastikan bahwa output enable (E) dan clock (C) pada
logika 0.
2. Masukkan data input secara serial melalui saklar (I), misalkan datanya adalah
1011. Adapun cara memasukkannya adalah: masukkan data bit Ke-1 kemudian
aktifkan pulsa clock dan begitu seterusnya sampai data bit ke-4. Setelah clock
ke 4 dan output enable dibuat tinggi maka output dari flip-flop QA,QB,QC dan
QD akan sama dengan 1011.
Data ini akan dikeluarkan secara serial melalui output QD setelah tiga pulsa clock
dimasukkan.
No A B C D Q0 pada Clock Ke0 1 2 3
1 1 1 0 12 0 1 1 03 1 0 1 14 0 0 1 15 1 1 0 06 0 0 1 07 1 0 0 18 0 1 1 1
Program Studi Sistem Komputer
51
Modul Praktikum Sistem Digital
MODUL 10COUNTER
Tujuan :
1. Mahasiswa mampu menjelaskan cara kerja Counter
2. Mahsiswa mampu menjelaskan jenis-jenis Counter
Tugas Pendahuluan :
1. Apa yang kalian ketahui tentang Counter ?
2. Sebutkan jenis Counter?
DASAR TEORI
Sebuah Flip-flop akan mempunyai dua keadaan yaitu keadaan reset (Q = 0) dan set (Q
= 1). Sehingga untuk sederetan n buah FF akan mempunyai 2 keadaan yang berbeda.
Dalam penggunaannya sebagai pencacah pulsa, setiap satu keadaan (dari 2n keadaan)
digunakan untuk menyatakan sudah berapa jumlah pulsa yang masuk pada pencacah. Dengan
demikian hubungan antara FF yang satu dengan yang lain harus demikian rupa sehingga
keadaannya akan berubah secara berurutan setiap kali ada pulsa masuk. Sehingga, kalau
jumlah pulsa sudah mencapai harga tertentu, pencacah akan kembali ke keadaan awalnya.
Suatu pencacah modulo-k adalah pencacah yang kembali ke keadaan mula-mula setelah k
buah pulsa masuk.
Contoh pencacah 3 bit dengan 5 kondisi atau pulsa klok, pada pencacah ini akan
terdiri dari 000, 001, 010, 011, 100. Perubahan dari nilai satu ke nilai berikutnya akan
dilakukan pada 1 klok. Pada kondisi nilai terakhir 100 akan kembali ke nilai awalnya yaitu
000. Perubahan nilai ini akan terus berlanjut sampai adanya pemutusan atau penghentian
sinyal klok.
Program Studi Sistem Komputer
52
Modul Praktikum Sistem Digital
Kondisi awal A, B, C akan berubah menjadi A+, B+, C+ pada setiap 1 buah klok. Penjelasannya yaitu : Pada pulsa 1 nilai 000 akan menjadi 001 Pada pulsa 2 nilai 001 akan menjadi 010 Seterusnya sampai pulsa kelima akan mengubah nilai 100 menjadi nilai awal 000.
Karena setiap keadaan dari pencacah menyatakan jumlah dari pulsa yang masuk, sedang keadaan dari pencacah ditentukan oleh harga keluaran dari FF pembentuknya (Qa, Qb, Qc, …), maka akan lebih mudah kalau harga dari Qa, Qb, Qc, … sebagai bilangan biner digunakan untuk menyatakan jumlah yang masuk.
Pencacah modulo-16 disebut juga pencacah biner 4-bit. Pencacah modulo-8 disebut juga pencacah biner 3-bit. Pencacah modulo-10 disebut juga pencacah desimal (Decade Counter).
Counter-Counter AsinkronGambar 2 menunjukkan suatu rangkaian counter biner 4-bit, poin-poin berikut yang
berkenaan dengan operasinya :
1. Pulsa clock hanya diberikan kepada CLK input dari FF A. Jadi, FF A akan toggle
setiap saat pulsa-pulsa CLK melakukan transisi negatip (Tinggi ke Rendah). Ingat
bahwa untuk semua J=K=1.
2. Output FF A berfungsi sebagai CLK input untuk FF B, sehingga FF B akan toggle
setiap saat output A berubah dari 1 ke 0. Demikian juga FF C akan toggle pada saat
B berubah dari 1 ke 0 dan FF D akan toggle apabila C berubah dari 1 ke 0.
3. Tabel 8.1 menunjukkan urutan keadaan-keadaan biner, dengan D sebagai MSB dan
A sebagai LSB maka akan dihasilkan urutan counting biner dari 0000 sampai 1111.
4. Setelah terjadi pulsa ke 15, counter FF berada dalam keadaan 111. Atas komando
pulsa clock yang ke 16 FF A beruabah dari 1 ke 0, yang menyebabkan FF B
berubah dari 1 ke 0, dan seterusnya sampai counter berada dalam keadaan 0000.
Dengan kata lain, counter tersebut telah melewati satu cycle lengkap dan telah
recycled kembali ke 0000, dimana counter akan mulai suatu cycle counting baru
apabila diberikan pulsa-pulsa clock berikutnya.
Jenis counter ini dikenal sebagai counter asinkron. Karena kerjanya saling menunggu,
maka terjadi penundaan antara respond dari setiap FF. Pada FF modern penundaan ini
sangat kecil (10-40 ns), tapi dalam beberapa hal penundaan ini dapat menyulitkan.
Dikarenakan cara bekerjanya, jenis counter ini juga umum dikenal sebagai ripple counter.
Program Studi Sistem Komputer
53
Modul Praktikum Sistem Digital
Gambar 2. Counter Asinkron 4-bit
D C B A Jumlah pulsa clock0 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 20 0 1 1 30 1 0 0 40 1 0 1 50 1 1 0 60 1 1 1 71 0 0 0 81 0 0 1 91 0 1 0 101 0 1 1 111 1 0 0 121 1 0 1 131 1 1 0 141 1 1 1 150 0 0 0 16 ( recycles )0 0 0 1 170 0 1 0 180 0 1 1 190 1 0 0 200 1 0 1 21
Modulo Number
Counter pada gambar 8.6 mempunyai 16 kedudukan yang berbeda (0000 sampai
1111). Jadi counter ini merupakan Mod-16 ripple counter. Ingat bahwa Modulo number
selalu sama dengan jumlah kedudukan atau keadaan yang dilewati counter dalam setiap
cycle lengkap sebelum recycle kembali ke kedudukan permulaannya. Mod number dengan
mudah dapat diperbesar dengan menambah lebih banyak FF pada counter. Yaitu :
Modulo number = 2N
Dimana N adalah jumlah FF yang dihubungkan dalam susunan counter. Misalnya
apabila digunakan lima FF, maka akan didapatkan mod-32 counter (25 = 32), yang berarti
memiliki 32 kedudukan yang berbeda (00000 sampai 11111).
Program Studi Sistem Komputer
54
Modul Praktikum Sistem Digital
Counter Sinkron
Masalah yang dihadapi ripple counter disebabkan oleh berakumulasinya penundaan
perambatan FF. Kesukaran-kesukaran ini dapat diatasi dengan menggunakan counter
sinkron atau paralel, dimana semua FF di-trigger secara serentak (secara paralel) oleh
pulsa clock. Karena pulsa-pulsa input diberikan kepada semua FF, maka harus digunakan
beberapa cara untuk mengontrol kapan tiap-tiap FF harus toggle atau diam tak terpengaruh
oleh suatu pulsa clock.
Berikut dibahas bagaiman merancang counter sinkron modulo-8 dengan
menggunakan JK Flip-Flop.
Counter modulo-8 membutuhkan tiga buah flip-flop, yang mampu mencacah dari
000 sampai 111 dan berulang. Runtutan cacahan ditunjukkan pada tabel 2.
Present State Next StateA B C A+ B+ C+0 0 0 0 0 10 0 1 0 1 00 1 0 0 1 10 1 1 1 0 01 0 0 1 0 11 0 1 1 1 01 1 0 1 1 11 1 1 0 0 0
Untuk menganalisis lebih lanjut harus diingat tabel exitasi dari JK FF, seperti ditunjukkan
pada tabel berikut
Tabel exitasi untuk JK Flip-Flop
PresentState
NextState
Input
Q Q+ J K0 to 0 0 x0 to 1 1 x1 to 1 x 01 to 0 x 1
Program Studi Sistem Komputer
55
Modul Praktikum Sistem Digital
Langkah perancangan selanjutnya yaitu dengan menggunakan tabel present state, next
state dan exitasi Jk FF seperti ditunjukkan tabel berikut,
A B C A+ B+ C+ JA KA JB KB JC KC0 0 0 0 0 1 0 x 0 x 1 x0 0 1 0 1 0 0 x 1 x x 10 1 0 0 1 1 0 x x 0 1 x0 1 1 1 0 0 1 x x 1 x 11 0 0 1 0 1 x 0 0 x 1 x1 0 1 1 1 0 x 0 1 x x 11 1 0 1 1 1 x 0 x 0 1 x1 1 1 0 0 0 x 1 x 1 x 1
Dari tabel di atas dibuat peta karnaugh untuk input J dan K :
JA = B C
JB = C
KA
= B C
KB = C
JC = 1 KC = 1
Dari persamaan J dan K untuk masing-masing FF dapat disusun rangkaian counter sinkron
modulo-8 sebagai berikut :
Program Studi Sistem Komputer
B A
C00 01 11 10
0 0 x x 0
1 0 x x 1
B A
C00 01 11 10
0 x 0 0 x
1 x 0 1 x
B A
C00 01 11 10
0 0 0 x x
1 1 1 x x
B A
C00 01 11 10
0 x x 0 0
1 x x 1 1
B A
C00 01 11 10
0 1 1 1 1
1 x x x x
B A
C
00 01 11 10
0 x x x x
1 1 1 1 1
56
Modul Praktikum Sistem Digital
KEGIATAN PRAKTIKUM
Percobaan a) Alat yang diperlukan Catu daya 1 buah Protoboard 1 buah AFG 1 buah Frekuensi Counter 1 buah Osiloskop 1 buah Seven-segment common anoda 1 buah Resistor 470 ohm 10 buah IC 7476, 74293, 7447 1 buah Dip Switch 4 buah Kabel Penghubung Secukupnya
Langkah Percobaan 1. Counter Naik dan Counter Turun 1) Dengan menggunakan IC 7476, buatlah rangkaian seperti Gambar 14
2) Hubungkanlah input clock dengan AFG yang telah diset frekuensi 1 kHz. 3) Hubungkan keluaran Q1 dan Q2 dengan probe osiloskop. 4) Gambarlah gelombang yang dihasilkan dan hitunglah frekuensi yang terjadi 5) Modifikasilah rangkaian Gambar 14 menjadi counter turun dengan cara menghubungkan negasi Q1 dengan clock flip-flop 2. 6) Ulangi langkah ke-2, ke-3, dan ke-4.
Program Studi Sistem Komputer
57
Modul Praktikum Sistem Digital
Tugas
Pertanyaan 1) Apakah perbedaan antara counter sinkron dan counter asinkron? 2) Apakah yang dimaksud dengan BCD? Jelaskanlah dengan lengkap
Program Studi Sistem Komputer