Transcript Click disini untuk Pertemuan 9

TEKNIK DIGITAL
PENCACAH
PENDAHULUAN
Hampir setiap sistem digital kompleks berisi beberapa
pencacah. Fungsi pencacah merupakan salah satu dan
pencacahan kejadian atau periode waktu atau
menempatkan kejadian secara berurutan.
Flip- flop merupakan alat yang dapat dirangkaikan satu
sama lain untuk membentuk rangkaian yang dapat
mencacah. Oleh karena penggunaan pencacah sangat
luas, maka sekarang telah dibuat pencacah yang terakit
dalam bentuk IC. Beberapa pencacah tersedia dalam
bentuk 7TL dan kelompok CMOS.
PENCACAH RIAK



Pencacahan dalam biner dan desimal dengan empat bagian
biner (D, C, B, dan A), kita dapat mencacah 0000 sampai
1111 (0 sampai 15 dalam desimal).
Kolom A merupakan bagian biner 1-an, atau digit dengan
bobot terkecil (LSD, least significant digit). Biasanya
digunakan pula istilah “bit dengan bobot terkecil” (LSB,
least significant bit).
Kolom D merupakan bagian biner 8-an, atau digit dengan
bbot terbesar (MSD, most significant digit) biasanya
digunakan pula istilah “bit dengan bobot terbesar” (MSB,
most significant bit).
CONT’



Bila kita merancang suatu pencacah untuk mencacah biner
dan biner 0000 sampai 1111, kita membutuhkan suatu
peralatan yang mempunyai 16 keadaan keluaran yang
berbeda: suatu pencacah modulo (mod)-16. Modulus dari
suatu pencacah ialah jumlah keadaan yang berbeda yang
harus dilalui pencacah untuk melengkapi siklus hitungnya.
Suatu pencacah modulo-16 yang menggunakan empat-flipflop. Masing-masing flip-flop J-K berada dalam posisi togel
(baik J maupun K ada pada 1).
Modulo- 16 menggambarkan jumlah keadaan yang dilalui
oleh pencacah.
GAMBAR PENCACAH RIAK MOD-16
(a) Diagram logika.
(b) Diagram bentuk
gelombang
TABEL URUTAN PENGHITUNGAN SUATU
PENCACAH
PENCACAH RIAK MODULO- 10



Urutan penghitungan untuk suatu pencacah modulo 10 ialah
dan 0000 sampai 1001 (0 sampai 9 dalam desimal). ini terlihat
menurun sampai garis tebal pada Gambar 8-1. Dengan
deimikian pencacah mod- 10 ini mempunyai empat harga
bagian: 8-an, 4-an, 2-an, 1-an.
Pencacah ini akan membutuhkan empat flip-flop yang
dihubungkan sebagai pencacah riak. Kita harus menambah
suatu gerbang NAND, kepada pencacah riak tersebut untuk
mengklearkan semua flip-flop kembali kepada nol segera
sesudah hitungan 1001.
Pencacah riak dapat disusun dari masing-masing flip-flop.
Industri juga menghasilkan IC dengan empat flip-flop yang
tercakup dalam suatu paket tunggal. Beberapa IC pencacah
bahkan berisi gerbang NAND reset.
GAMBAR PENCACAH RIAK MOD-10
Gambar Diagram logika dan suatu penghitung riak mod-10
PENCACAH SINKRON


Pencacah riak yang telah kita pelajari merupakan pencacah
asinkron. Masing-masing flip-flop tidak meinicu langkah
secara tepat dengan pulsa detak. Untuk beberapa operasi
frekuensi tinggi, semua tahapan dan pencacah harus dapat
meinicu bersama-sama. Pencacah seperti itu disebut:
pencacah sinkron
Suatu pencacah sinkron yang kelihatan agak kompleks
diperlihatkan Gambar (a). Diagram logika ini merupakan
pencacah tiga-bit (mod-8). Pertama kali perhatikan
hubungan CLK. Detak dihubungkan langsung ke masukan
CLK dan masing-masing flip-flop. Kita katakan bahwa
masukan CLK dihubungkan secara paralel.
CONT’
Gambar (b) memperlihatkan urutan hitungan
yang dilalui pencacah ini:



Kolom A merupakan kolom biner 1-an, dan FF 1
mengerjakan hitungan untuk kolom ini.
Kolom B merupakan kolom biner 2-an, dan FF 2
mengerjakan hitungan untuk kolom ini.
Kolom C merupakan kolom biner 4-an, dan FF 3
mengerjakan hitungan untuk kolom ini.
GAMBAR
(a) Diagram Iogika
(b) Urutan hitungan
PENCACAH KE BAWAH


Sampai sekarang telah kita gunakan pencacah yang
menghitung ke atas (0, 1, 2, 3, 4, . . .). Kadangkadang
kita harus menghitung ke bawah (9, 8, 7, 6,.. . ) dalam
sistem digital. Suatu pencacah yang menghitung dan
angka lebih tinggi ke angka lebih rendah disebut suatu
pencacah ke bawah.
Suatu diagram logika dan penghitung ke bawah
asinkron mod-8 diperlihatkan pada Gambar 8 (a);
urutan hitungan untuk pencacah ini ditabelkan pada
Gambar 8 (b). Berikut ini:
GAMBAR
(a) Diagram Iogika
(b) Urutan hitungan
CONT’



Perbedaannya hanya dalam “muatan” dan FF 1 ke FF 2 ke
FF 3. Pencacah ke atas membawa dan Q ke masukan CLK
dan flip-flop selanjutnya.
Pencacah ke bawah membawa dan Q (bukan Q) ke
masukan CLK dan flip-flop selanjutnya. Perhatikan bahwa
pencacah ke bawah mempunyai suatu kontrol preset (PS)
untuk mengerjakan preset pencacah ke 111 (desimal 7)
untuk memulai hitungan ke bawah.
PP 1 merupakan pencacah bagian biner 1-an (kolom A). PP
2 merupakan pencacah bagian 2-an (kolom B). PP 3
merupakan pencacah bagian 4-an (kolom C).
PENCACAH YANG BERHENTI-SENDIRI

Pencacah ke bawah yang diperlihatkan pada Gambar 8
(a) bersirkulasi kembali, yaitu, bila telah mencapai 000
akan mulai lagi pada 111, kemudian 110, dan
seterusnya.
Namun,
kadang-kadang
Anda
menginginkan pencacah untuk berhenti bila suatu
urutan telah selesai. Gambar 8-9 melukiskan
bagaimana Anda dapat menghentikan pencacahan ke
bawah dalam Gambar 8 pada hitungan 000.


Urutan hitungan ini diperlihatkan pada Gambar 8 (b). Pada
Gamban 8-9 kita menambahkan suatu gerbang OR untuk
menempatkan suatu logika 0 pada masukan J dan K dan PP 1,
bila hitungan pada keluanan C, B, dan A mencapai 000. Preset
hanus dibuka (PS pada 0) lagi untuk memulai urutan pada 111
(desimal).
Pencacah ke atas atau ke bawah dapat dihentikan sesudah setiap
hitungan berurutan dengan menggunakan gerbang logika atau
kombinasi gerbang. Keluaran gerbang diumpan balik ke masukan
J dan K dan flip-flop pertama dalam suatu pencacah. Logika 0
diumpan balik ke masukan J dan K dani PP 1 pada Gambar 8-9,
yang menempatkannya dalam mode. Ini menghentikan PP 1 dan
pentogelan, sehingga menghentikan hitungan pada 000.
GAMBAR
PENCACAH SEBAGAI PEMBAGI
FREKUENSI

Manfaat yang menarik dan unik dan pencacah
ialah untuk pembagian frekuensi. Contoh
sistem sederhana yang menggunakan pembagi
frekuensi diperlihatkan pada Gambar 8-10.
Sistem ini merupakan dasar bagi jam listrik.
Frekuensi masukan 60-Hz diperoleh dan kawat
daya (dibentuk menjadi gelombang segi empat).
Rangkaian harus membagi frekuensi menjadi 60,
dan keluaran akan menjadi satu pulsa per detik
(1 Hz). ini merupakan suatu pewaktu detik.
CONT’


Diagram blok suatu pencacah dekade digambarkan pada
Gambar 8-11(a). Pada Gambar 8-11(b) diperlihatkan
bentuk gelombang pada masukan CLK pada bagian biner
8-an (keluaran QD)• Perhatikanlah bahwa untuk
menghasilkan 3 pulsa keluaran, diperlukan 30 pulsa
masukan.
Dengan menggunakan pembagian, kita dapatkan bahwa 30
+ 3 = 10. Keluaran dan pencacah dekade pada Gambar 811(a) merupakan pencacah dibagi-lO. Dengan kata lain,
frekuensi keluaran
Gambar 8-10 Suatu sistem pewaktu 1-detik
GAMBAR
Gambar 8-10 Suatu sistem pewaktu
1-detik
Gambar 8-11 Pencacah dekade yang biasa dibagi 10. (a) Diagram logika.
(b) Diagram bentuk gelombang
CONT’


Bila kita menggunakan pencacah dekade (pencacah dibagi-lO)
Gambar 8-10 dan pencacah mod-6 (pencacah dibagi-6) dalam
hubungan seri, maka kita peroleh rangkaian dibagi-60 yang kita
perlukan pada Gambar 8-10. Diagram sistem seperti
diperlihatkan pada Gambar 8-12. Gelombang segiempat 60-Hz
memasuki pencacah dibagi-6 dan keluaran menjadi 10 Hz.
Selanjutnya 10 Hz ini memasuki pencacah dibagi-lO dan
keluaran menjadi 1 Hz.
Anda telah mengetahui bahwa pencacah digunakan sebagai
pembagi frekuensi dalam peralatan pewaktu digital, seperti jam
digital elektronik, jam digital mobil, dan arloji digital. Pembagian
frekuensi juga digunakan dalam pencacah frekuensi, osiloskop,
dan pembangkit titik-dan-garis pada bengkel televisi.