Post on 25-Oct-2015
LAPORAN AKHIR MODUL 4
SHIFT REGISTER DAN SEVEN SEGMEN
PRATIKUM RLTD
NAMA : AGHA IKRAM ARRAHMAN
NO. BP : 1110951015
LABORATORIUM ELEKTRONIKA INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
I. TUJUAN PERCOBAAN
1. Memahami prinsip kerja dari Shift Register
2. Mengetahui cara kerja dari Shift Register dan Seven Segment
3. Mengetahui aplikasi dari Shift Register dan Seven Segment
II. ALAT YANG DIGUNAKAN
1. Panel DL 2203D
2. Panel DL 2203C
3. Panel DL 2203S
4. Jumper
III. DASAR TEORI
A. Shift Register
Dalam elektronika digital seringkali diperlukan penyimpan data sementara
sebelum data diolah lebih lanjut. Elemen penyimpan dasar adalah flip-flop.
Setiap flip-flop menyimpan sebuah bit data. Sehingga untuk menyimpan data
n-bit, diperlukan n buah flip-flop yang disusun sedemikian rupa dalam
bentuk register. Suatu memori register
menyimpan data 1001 dapat ditunjukkan secara blok diagram seperti gambar dibawah ini.
1 0 0 1
Blok diagram register memori 4-bit
Data biner dapat dipindahkan secara seri atau parallel
Transfer data (a) mode seri , dan (b) mode paralel
Dalam metode seri, bit-bit dipindahkan secara berurutan satu per satu : b0,
b1, b2, dan seterusnya. Dalam mode paralel, bit-bit dipindahkan secara
serempak sesuai dengan cacah jalur paralel (empat jalur untuk empat bit)
secara sinkron dengan sebuah pulsa
clock. Ada empat cara dimana register dapat digunakan untuk
menyimpan dan memindahkan data dari satu bagian ke bagian sistem yang lain :
1. Serial input paralel output ( SIPO )
2. Serial input serial output ( SISO )
3. Paralel input parallel output ( PIPO )
4. Paralel input serial output ( PISO )
Beberapa tipe flip-flop dapat digunakan untuk membuat suatu register.
Jika D FF digunakan untuk membentuk register memori 4-bit, susunannya
dapat dilihat pada gambar berikut.
Rangkaian register memori 4-bit
Pada gambar diatas ditunjukkan sebuah register memori 4 bit yang
terdiri dari 4 buah D FF. Data input dimasukkan secara paralel pada terminal
A, B, C, dan D. Data pada input akan di transfer ke output setiap ada pulsa
clock secara paralel juga. Karena data input masuk secara paralel dan output
juga secara paralel maka rangkaian di atas disebut sebagai Paralel Input dan
Paralel Output (PIPO).
Data yang disimpan pada rangkaian tidak dapat digeser dari satu D FF
ke D FF yang lainnya. Jika output QA dihubungkan ke input B, data akan di
geser dari kiri ke kanan yang dikenal sebagai shift register, seperti ditunjukkan
pada gambar berikut.
Shift Register 4-bit
Misalkan QA dan QB diset awal ke 0. Bit pertama dimasukkan ke input
flip-flop A, jika ada clock pertama, bit tersebut akan di transfer ke output
QA. Bit pertama sekarang telah tersambung ke input B, dan bit ke dua dari data
input terhubung ke input flip-flop A. Jika ada pulsa clock kedua, bit pertama
berpindah ke output QB dan bit kedua berpindah ke output QA. Proses
perpindahan data akan berlanjut sampai 4-bit. Data dapat dibaca secara paralel
dari QA, QB, QC, dan QD secara simultan, dikenal sebagai Serial Input Serial
Output (SISO).
Shift register juga dapat disusun dari SR FF atau JK FF, dengan penambahan
fasilitas Preset dan Clear. Rangkaian dapat digunakan untuk serial input maupun
paralel input. Untuk paralel input dan paralel output dapat ditunjukkan pada
gambar berikut.
Register paralel input paralel output
B. Peraga 7-segmen
Peraga 7-segmen berfungsi untuk menampilkan angka 0 sampai 9. Segmen-
segmen diberi label : a, b, c, d, e, f dan g.
Dengan menyalakan segmen tertentu maka dapat ditampilkan karakter
0 sampai dengan karakter 9.
Seven segment terdiri dari 2 jenis konfigurasi yaitu katoda bersama atau
common cathoda (CC) dan anoda bersama atau common anoda (CA) .
Dari gambar diatas sudah dapat langsung dibedakan antara common cathoda
dan common anoda. Jika common cathoda, dimana sisi katoda pada LED tiap
segmennya digabungkan (common) sehingga sering disebut katoda bersama.
Sedangkan jika common anoda, pada sisi anoda pada LED tiap segmennya
digabungkan sehingga sering disebut katoda bersama.
Antara CC (common cathoda) dan CA (common anoda) mempunyai
perbedaan yang mendasar yaitu cara untuk mengaktifkan/menyalakan tiap
segmennya. Untuk CC agar segmennya dapat menyala harus diberi logika HIGH
(misalnya 5V), sedangkan untuk CA agar segmennya dapat menyala harus diberi
logila LOW (GND).
Berikut adalah cara untuk menampilkan angka pada CA dan CC, disini akan
ditampilkan angka 7 (tujuh).
Dari gambar diatas terlihat jelas bahwa untuk menampilkan angka 7 pada
CA harus menyalakan segment a (bit0), b (bit1) dan c (bit2) dengan memberikan
logika LOW (GND).
Sedangkan untuk CC merupakan kebalikan dari CA, dimana untuk
menampilkan angka 7 harus menyalakan segment a (bit0), b (bit1) dan c (bit2)
dengan memberikan logika HIGH (5V atau VCC).
IV. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Percobaan 1Tujuan : Mencek operasi dari Serial In /Serial Out dan Serial In/Paralel-Out Shift register dengan kapasitas 4 bit.
Prosedur Percobaan:
1. Buatlahrangkaiansepertipadagambar 1 rangkaianpercobaandibawahini.
S
1J
C1
1K
R
Q
_Q
S
1J
C1
1K
R
Q
_Q
S
1J
C1
1K
R
Q
_Q
S
1J
C1
1K
R
Q
_Q
H3 H2 H1 H0parallel out
&
1serial outserial in
B1
B0
B2
CLK1
H
Gambar4.1 Shift Register Serial In/Serial Out
2. Cek output yang terjadidenganmenset switch S0,S1,S2padalogika 1.3. Cekpengaruhdari S0,S1,S2terhadap output denganmemvariasikansetiap switch yang ada. Analisahasil yang didapat.
2. Percobaan 2Tujuan :Mencek operaasi logika dari Righ Paralel In/ Paralel Out Shift Register dengan Asyncronous Paralel input data.
Prosedurpercobaan:1. Rangkairangkaiansepertigambar 2.2. Set switch S6 denganlogika 0 dan switch S4 denganlogika 1. Cek output
yang terjadisambilmemvariasian switch S5. Berikesimpulanandatentangpengaruh switch S5 tersebut.
3. Set Switch S6 dan S5 denganlogika 1, switch S4 denganlogika 0, sedangkan switch S0,S1,S2,S3denganbilangan/Set tertentu. Kemudian set switch S4 padalogika 1, setelahitu switch S6 padalogika 0. Cek output yang terjadi.
4.
S
1J
C1
1K
R
Q
_Q
&
S
1J
C1
1K
R
Q
_Q
&
S
1J
C1
1K
R
Q
_Q
&
S
1J
C1
1K
R
Q
_Q
&
&
1
B3
B6
B5
serial in
B4__B6
CLK1
H H3 H2 H1 H0
parallel out
B0B1B2
parallel in
Gambar4.2 Serial In,Paralel In / Paralel Out
5. Variasikan switch S4,S5,S6. Perhatikanpengaruhdarisetiapvariasiterhadap output pada LED H0 sampai H3. Analisa dan simpulkan out put yang di dapat dari pengaruh masing-masing switch.
3. Percobaan 3Tujuan :
Memeriksa fungsi display 7-segments.
Prosedur Percobaan:1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 3 rangkaian dibawah ini.
7xR270
R 270
+5V
DP2(B7)
a b c d e f g(B6 - B5 - B4 - B3 - B2 - B1 - B0)
Gambar4.3 Display common-anode
2. Variasikan Switch S0 sampaidengan Switch S6. Berikesimpulanandaterhadaptampilan seven segment.
1. Lakukanhal yang samauntuk seven segment common katoda.
4. Percobaan 4
Tujuan :
Memeriksa fungsi switch binary rotating.
Prosedur Percobaan:1. Buatlahrangkaiansepertipadagambar 4.1 rangkaiandibawahini.
C11A3
1A2
1A1
1A0
+5V
H3
H2H1
H0
Gambar 4.4 switch binary rotating pada C1= +5V
2. Set switch binary rotatingdalamsepuluh digit decimal dancatat output H0 s/d H3 dalamtabel.
3. Ulangilangkah 2 untukgambar 4.2
C1 1A3 1A2 1A1 1A0
R1 R2 R3 R4
1
1
1
1
+5V
H3
H2
H1
H0
Gambar 4.5 switch binary rotating pada C1 = 0V
5. Percobaan 5Tujuan :Memeriksaoperasi decoder BCD Prosedur Percobaan:1. Buatlahrangkaiansepertipadagambar 5.1 rangkaiandibawahini.
+5V
20,21abcdefg4
3
2
1
`
CT=0 ----V20
& G21
1BIN/7SEG__ ___
BI/RB0
___RBI
__LT
A
B
C
D
MSB
B1
B2
B0
B6
B5
B4
B3
Gambar4.6 IC decoder BCD 7447
2. Variasikan switch S0 sampai S6 sesuaidenganjurnalcekout put yang terjadi.
3. Ulangi langkah 1 & 2 untuk rangkaian gambar 5.2.
Gambar4.7 IC decoder BCD 7448
6. Percobaan 6Tujuan :
Memeriksa operasi counter decimal dari rangkaian decoding dan display.
Prosedur Percobaan:1. Buatlahrangkaiansepertipadagambar 6.2. Set S0 dan S1 berlogika 1 dan set rotaringconterpada decimal yang di
inginkan. Selanjutnya S1 berlogika 1 cekout put yang terjadi.
Gambar4.8 counter desimaldenganmensetnilai start counting
3. Buatlahkesimpulansetelahpercobaanrangkaianini.
7. Percobaan 7Tujuan :
Merealisasikan suatu counter yang menunjukkan perbedaan frekuensi
counting.
Prosedur Percobaan:1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 7 rangkaian dibawah ini.
&PRE1
PRE2
CLK1
CLK2
CTR
{0
2
+
+ DIV2
DIV5
QA
QB
QC
QD
&R
R6/S7
7
6
6
CLR1
CLR2
20,21abcdefg4
3
2
1
`
CT=0 ----V20
& G21
1BIN/7SEG__ ___
BI/RB0
___RBI
__LT
A
B
C
D
1
&CLR1
CLR2
CLK1
CLK2
CTR
{CT
0
2
+
+ DIV2
DIV8
QA
QB
QC
QD
20,21abcdefg4
3
2
1
`
CT=0 ----V20
& G21
1BIN/7SEG__ ___
BI/RB0
___RBI
__LT
A
B
C
D
&S
1J
C1
1K
R
Q
_Q
S
1J
C1
1K
R
Q
_Q
&
&
1
& &S
1J
C1
1K
R
Q
_Q
B0MSB
+5V
‘1’ ‘1’
MSB
+5V
1
B3
B4ff1
B4
‘1’ B3
CLK1 1
2
Gambar 4.9 counter yang menunjukkan perbedaan frekuensi counting
2. Buatlah kondisi Swith S0 berlogika 1 untuk meng-clear counter-counter.Dan set switch S4 berlogika 1 sedangkan switch S3 diberi logika 0 sesaat untuk meng-clear FF-FF.
3. Set CLK1 pada frekuensi rendah, untuk jelas diamati pada display.4. Set switch S0 berlogika 0 untuk melewatkan counter jalan.5. Cek kedua counter ?beri kesimpulannya.
8. Percobaan 8Tujuan :
Mengetahui sejauh mana kemampuan mahasiswa dalam membuat suatu
rangkaian dari bahan praktikum ini.
Prosedur Percobaan:
1. Bebas / sesuai tujuan suatu aplikasi oleh kelompok-praktikan
V. JURNAL
VI. ANALISA DAN PEMBAHASAN
Percobaan 1
Switch Variasi Keadaan yang terjadiS0 0 Mati
1 Semua LED hidup, SISOS1 0 SISO
1 SISOS2 0 SIPO
1 SIPOPercobaan 1 ini bertujuan untuk mengecek operasi dari Serial In / Serial Out
dan Serial In / Paralel-Out Shift register dengan kapasitas 4 bit, sehingga dapat
diketahui pengaruh dari menvariasikan switch terhadap keluaran (output).
Pertama kita mengecek pengaruh variasi switch S0, dimana swicth S0
tehubung ke masukan J dan K pada JK flip-flop. Pada percobaan ini didapatkan
hasil pada saat S0 = 1, maka data 1 terus masuk dan bergeser secara serial kekiri
(SISO)sehingga semua LED menjadi hidup, sedangkan pada saat S0 = 0, data 0
terus masuk dan bergeser secara serial kekiri, sehingga semua LED menjadi mati.
Hal ini disebabkan pada rangkaian tersebut S0 dihubungkan pada masukan J dan
K flip-flop, dimana masukan J dan K flip-flop ini berfungsi sebagai masukan shift
register.
Kemudian kita akan mengecek pengaruh variasi switch S1, pada rangkaian
ini switch S1 terhubung pada kaki reset JK flip-flop, sehingga pada saat S1=0,
data 0 terus masuk dan bergeser secara serial kekiri(SISO) seharusnya maka
register dalam keadaan reset dan saat S1 benilai 1 maka shift register kembali
bekerja(SISO).
Selanjutnya kita akan meliahat pengaruh variasi S2, pada percobaan yang
dilakukan saat S2 benilai 0, SIPO seharusnya shift register berhenti bekerja.
Sedangkan pada saat shift register bernilai 1 shift register kembali bekerja(SIPO).
Hal ini disebabkan karena S2 digunakan sebagai pengendali clock masuk, dimana
keluaran S2 dan clock dihubungkan pada masukan NAND, sehingga pada saat S2
benilai 0 clock tidak dilewatkan dan saat S2 benilai 1 maka clock dilewatkan.
Percobaan 2
Kondisi Output yang terjadiS6 logika 0, S4 logika 1, S5 variasi
Reset
S6 dan S5 logika 1, S4 logika 0, S0 – S3 nilai tertentu
PIPO
S4 logika 1, S6 logika 0
Reset
P a d a p e r c o b a a n i n i k i t a a k a n m e n g e t a h u i p e n g a r u h S 4 , S 5 d a n S 6 t e r h a d a p
keluaran. Pada saat S4 berlogika 1 ,S6 berlogika 0 dan S5 don’t care maka lampu
akan mati.Sedangkan switch S5 tidak berpengaruh, artinya walaupun S5
divariasikan berapapun maka keluran akan tetap.
Pada saat S4 berlogika 0 ,S5 dan S6 berlogika 1 dan S0-S3 nilai tertentu maka
terjadi PIPO.Sedangkan switch S0-S3 tidak berpengaruh, artinya walaupun S0-S3
divariasikan berapapun maka keluran akan tetap.
Pada saat S4 berlogika 1 ,S6 berlogika 0 maka lampu akan mati.
Prinsip kerja PIPO & PISO
PIPO Masukan diumpan secara serentak ke semua flip flop sehingga
keluarannya serentak.
PISO Clock diumpankan secara serentak kesemua flip flop . Sinyal
pendetak akan menggerakkan pergeseran data flip flop. Karena mode operasi
bergerak berubah dari positif ke negatif, flip flop akan menanggapi untuk
masukan sinyal kendali J dan K, pada setiap pulsa negatif. Setiap kali flip flop
menanggapi akan terjadi pergeseran posisi kekanan
Pada percobaan ini, dapat kita simpulkan, yaitu :
Switch Variasi Output yang terjadiS4 0 Reset
1 SISOS5 0 Reset
1 SIPOS6 0 Pause shift register
1 Continuous Shift Register
S6 = 1 maka yang akan terjadi adalah register akan berhenti. S6 = 0 maka
register akan jalan.
S5 = tidak mempengaruhi karena multivibrator JK.
S4 berfungsi sebagai RESET. Jika S4 = 1 maka register akan hidup
(SISO)sedangkan jika S4 = 0 maka register akan mati.
Percobaan 3
Tampilan
S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6
1 0 1 1 0 0 0 02 1 1 0 1 1 0 13 1 1 1 1 0 0 14 0 1 1 0 0 1 15 1 0 1 1 0 1 16 0 0 1 1 1 1 17 1 1 1 0 0 0 08 1 1 1 1 1 1 19 1 1 1 0 0 1 10 1 1 1 1 1 1 0
Bilangan Desimal
H0 H1 H2 H3
1 1 0 0 02 0 1 0 03 1 1 0 04 0 0 1 05 1 0 1 06 0 1 1 07 1 1 1 08 0 0 0 19 1 0 0 10 0 0 0 0
Bilangan Desimal
H0 H1 H2 H3
1 1 0 0 02 0 1 0 03 1 1 0 04 0 0 1 05 1 0 1 06 0 1 1 07 1 1 1 08 0 0 0 19 1 0 0 1
0 0 0 0 0
Swicth binary adalah sebuah alat yang dapat menghasilkan keluran binary.
Sebagai contoh pada saat bilangan desimal 7 maka keluaran swicth binary adalah
0111. Pada percobaan a C1 diumpankan ke 5V, sehingga keluran pada swtich
binary saat logika aktif adalah 5 volt. Sedangkan pada percobaan b C2
diumpankan ke 0V atau GND, sehingga keluran pada swtich binary saat logika
aktif adalah 0 volt. Namun pada keluran switch binary diumpankan ke gerbang
not, sehingga 0 volt (logika 0) dibalik menjadi 1. Oleh karena itu hasil percobaan
a dan b sama.
Percobaan 5
Percobaan a
Tampilan
S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6
1 1 X 1 1 0 0 02 1 X 1 0 1 0 03 1 X 1 1 1 0 04 1 X 1 0 0 1 05 1 X 1 1 0 1 06 1 X 1 0 1 1 07 1 X 1 1 1 1 08 1 X 1 1 1 1 19 0 X 1 1 0 0 10 1 X 1 0 0 0 0Percobaan bTampilan
S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6
1 1 X 1 1 0 0 02 1 X 1 0 1 0 03 1 X 1 1 1 0 04 1 X 1 0 0 1 05 1 X 1 1 0 1 06 1 X 1 0 1 1 07 1 X 1 1 1 1 08 1 X 1 0 0 0 19 1 X 1 1 0 0 10 1 1 1 0 0 0 0
Percobaan ini bertujuan untuk memeriksa cara kerja dari decoder BCD to 7-
segmen. Pada percobaan ini S0 diumpankan ke BI/RBO, dimana berfungsi untuk
mematikan output sehingga output dari decoder selalu tidak aktif. Untuk
menampilakn tampilan pada 7-segmen BI/RBO tidak boleh diaktifkan oleh karena
itu BI/RBO harus diberi masukan 1 (aktif rendah) agar tidak aktif. Kemudian kaki
S1 diumpankan ke RBI, dimana RBI berfungsi untuk memberikan logika nol pada
input, fungsi dari RBI menjadi tidak aktif(dont care) saat ada masukan biner pada
decoder. Selanjutnya switch S2 diumpankan kekaki LT, kaki LT merupakan
fungsi Light Test dari dekoder, sehingga saat LT aktif maka semua output akan
aktif. . Untuk menampilakn tampilan pada 7-segmen LT tidak boleh diaktifkan
oleh karena itu LT harus diberi masukan 1 (aktif rendah) agar tidak aktif.
Kemudian masukan S3-S6 merupakan masukan biner dimana S3 bit terendah dan
S6 merupakan bit tertinggi. Nilai dari S3 dan S6 ini pada percobaan diset untuk
menampilkan digit desimal pada 7-segmen.
Perbedaan antara percobaan a dan b adalah pada output decoder dimana
pada percobaan a outputnya aktif rendah dimana decoder ini digunakan untuk 7-
segmen common katroda. Sedangkan pada percobaan b outputnya aktif tinggi
dimana decoder ini digunakan pada 7-segmen common anoda.
Percobaan 6
Kondisi Variasi Output yang terjadiS0 0 Counter down
1 ResetS2 0 Membaca masukan biner
1 Counter downPerocobaan ini bertujuan untuk memeriksa operasi counter decimal dari
rangkaian decoding dan display. Pada praktikum ini, kita akan mengecek
pengaruh variasi S0 dan S2. Pada percobaan ini S0 diumpankan pada kaki reset
counter(aktif tinggi), sehingga saat diberi nilai 0 maka fungsi reset tidak aktif dan
kondisi couter adalah counter down. Sedangkan pada saat S0 diberi nilai 1, fungsi
reset counter aktif dan keluaran pada 7-segmen adalah nol. Kemudian S2
diumpankan kekaki LOAD counter. Dimana kaki load ini berfungsi membaca
masukan biner dari counter. Saat diberi masukan 0 fungsi LOAD dari counter
aktif sehingga keluaran pada 7-segmen sama dengan binary swtich rotary.
Sedangkan saat diberi logika 1 fungsi load tidak aktif dan kondisi counter kembali
pada kondisi counter down.
VII. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari Praktikum yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
1. Shift Register dibentuk dari D-flip flop
2. Pada shift register serial in serial out, terjadi keluaran hidup mati LED
secara berurutan.
3. Pada shift register serial ini parallel out terjadi keluaran yang serentak.
4. Ada 2 macam 7-segmen yaitu common cathoda dan common anoda
5. Switch binary rotating berfungsi untuk membuat keluaran biner sesuai
denagn tampilan desimal pada Switch binary rotating
6. IC 7447 dan 7448 berfungsi sebagai decoder dari bner ke display 7-
segmen.
7. Dengan menggabungkan switch binary rotating IC TTL 74192 dan
display seven segment data diperiksa operasi counter desmal.
B. Saran
Diharapkan praktikan lebih berhati-hati dalam merangkai rangkaian
percobaan, karena dapat mengakibatkan kesalahan data hasil praktikum.
Kemudian praktikan juga diharapkan lebih jeli dalam melihat hasil percobaan
DAFTAR PUSTAKA
Mano, Morris.1997.Logic and Computer Design Fundamentals.New
Jersey:Prentice Hall
Tokheim, Roger.1995.Elektronika Digital Edisi Kedua.Jakarta:Erlangga
Wasito, S.Vedelum.Elektronika Edisi Kedua.Jakarta:Gramedia Pustaka Utama.