Modul Rangakaian Digital

Famili IC Logika

Rangkaian Logika Kombinasional dan Sekuensial

Rangkaian logika yang digunakan dalam sistim digital secara garis besar dapat dibedakan menjadi dua yaitu:

• Rangkaian logika combitional (kombisional)• Rangkaian logika sequential (sekuensial)

Rangkaian logika combitional: merupakan rangkaianlogika yang harga outputnya ditentukan setiap saat olehkombinasi harga input pada saat tersebut tanpa melihatatau tanpa terpengaruh oleh harga input sebelumnya.Rangkaian logika combitional dikenal juga sebagairangkaian non regeneratif karena tidak ada hubunganinternal antara input dan output.

Contoh rangkaian cobitional:• Decoder/ Encoder• Multiplexer/ Demultiplexer• Rangkaian Arithmatic, seperti: adder (penjumlah),

comparator, copmplement generator• Dll

Rangkaian logika sequential: merupakan rangkaian logika yang mempunyai elemen-elemen memory (ingatan), sehingga harga output selain tergantung dari harga input pada saat diberikan juga ditentukan oleh harga-harga input sebelumnya (yang tersimpan dalam elemen-elemen memory).

Ciri rangkaian sequenstial adalah satu atau lebih simpul atau output dihubungkan kembali ke input sehingga memberi umpan balik positif (positive feedback) atau disebut juga sebgai rangkaian regeneratif.

Contoh rangkaian logika sequential:• Shift register• Counter (pencacah)• Clock Osilator• Rangkaian time delay (waktu tunda)

Kesemua rangkaian logika dapat diimplementasi dengan teknologi divais semikonduktor seperti:

Bipolar transistor, MOSFET, CMOS dll.

Rangkaian Dasar Sequential

Dasar rangkaian sequential adalah rangkaian multivibrator. Multivibrator adalah rangkaian logika dengan sifat khusus yaitu keluarannya berupa tingkat logika (tinggi dan rendah) yang selalu saling berlawanan. Sifat-sifat ini membuat gerbang logika dapat digunakan sebagai elemen memory, rangkaian clock (osilator) dan rangkaian pewaktu (timer).

Ada tiga jenis rangkaian multivibrator:Astable: dimana output ber-osilasi (bergantian) antar 0 dan 1

secara kontinyu.Monostable: mempunyai output yang berada pada satu keadaan

tertentu (stable) dan berobah sesaat (perioda singkat) ke keadaan berlawanan sebelum kembali ke keadaan stable.

Bistable: mempunyai output dengan dua keadaan stable dan dapat dipicu sehigga berobah dari satu keadaan ke keadaan lain.

Rangkaian Multivibrator:Flip-flop• Fliop-flop R-S• Flip-flop D• Flip-flop JK• Counter (Pencacah, Shift Register)

Pemicu Schmitt (Pemicu Schmitt)Pengatur Waktu (Timer) 555

Rangkaian dan simbol flip-flop R S clock

Simbol

Sinyal Clock dan Pemicuan (Trigger)

Ada beberapa pemicuan dalam operasi Set dan Reset suatu flip-flop yaitu a.l: pemicuan sisi negatif dan pemicuan sisi positip.

Pemicuan sisi negatif yaitu melalui sisi akhir dari pulsa clock atau disebut (transisi tinggi ke rendah).

Sedang pemicuan sisi positif terjadi pada transisi pulsa clock dari rendah ke tinggi (sisi awal).

Pengontrol sinyal yang disebut clock merupakan piranti yang menghasilkan suatu pulsa atau pola perubahan antara 0 dan 1 secara tepat

Flip-flop R-S (Reset-Set)

Flip-Flop D

flip-flop D (D = delay) yaitu suatu rangkaian yang hanya membutuhkan sebuah masukan data

IC 7475 adalah salah suatu rangkaian rangkai terintegrasi TTL (Transistor-transistor logic) yang berisi empat buah D-latch

Empat buah flip-flop D didrive oleh clock yang sama. Pada saat clock naik → data input dimuatkan ke dalam flip-flop dan muncul pada output. Pada saat clock turun → output akan mempertahankan data atau menyimpan data bersangkutan. Selama clock masih rendah, nilai-nilai D dapat berubah tanpa mempengaruhi nilai-nilai Q.

Misalnya input: D3 D2 D1 D0 = 0 1 1 1 → maka output: Q3 Q2 Q1 Q0 = 0 1 1 1

Flip-Flop JK

Dua buah flip-flop RS clock digandengkan akan membentuk J-K flip-flop atau disebut flip-flop Master-Slave (Utama-Pembantu).

Contoh penggunaan Flip-flop J-K sebagi pembagi frekuensiJika pulsa clock di input pada flip-flop J-K yang dihubungkan sebagai toggle,

maka output Q menghasilkan pulsa dengan frekuensi setengah dari frekuensi input.

Flip-flop JK Sebagai 2 flip-flop R-S (Pembagi frekuensi)

Pencacah (Counter)

Pencacah yang di drive oleh suatu clock dapat digunakan untuk mencacah banyaknya cycle (daur) dari clock

Pada titik (1) : 0001 → = 1(desimal), titik (2) : 0010 → = 2 titik (3) : 0011 → = 3 titik (4) : 0100 → = 4

Pencacah ParalelUntuk memeperkecil waktu tunda tiap flip-flop pada serial

Pemicu Schmitt (Pemicu Schmitt)

Pemicu Schmitt merupakan salah satu multivibrator bistabil yaitu multivibrator yang dapat berada pada salah satu diantar kedua keadaan secara tak terbatas

VT- adalah nilai ambang tegangan menuju negatif (ke keadaan rendah) dan VT+ adalah nilai ambang tegangan menuju positif (ke keadaan tinggi)

Contoh: IC 7414 merupakan pemicu schmitt heksa inverter. Tegangan suplay VCC adalah sebesar 5 V dan tegangan ambang secara umum adalah sbb:

• VT+ = 1,7 V → output keadaan rendahVOL

= 0,2 V• VT- = 0,9 V → output keadaan tinggi VOH

= 3,4 V• Misalkan pada IC dimaksud diberi masukan

gelombang sinus dengan tegangan puncak 6 V. Gambarkan sketsa outputnya.

Pengatur Waktu (Timer) 555

IC Timer 555 merupakan IC dengan berbagai fungsi antar lain dapat dioperasikan sebgai multivibrator Astable dan juga sebagai Monostable.

Timer 555 sebagai Astable

Persamaan untuk “selang waktu keadaan tinggi” adalah,

CRRT BAH 639,0

Timer 555 sebagai Monostable

TH = 1.1 x R x C