MAKALAH ELEKTRONIKA

Makalah :

COUNTER & REGISTER

Disusun Oleh :Kelompok 4

Maya Ayu Aulya Sari 2413100054 Elox Soraya 2413100057

JURUSAN TEKNIK FISIKAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA

2015

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada era modern ini, dunia sains dan teknologi sangat berkembang pesat. Hal ini diikuti

pula oleh berkembangnya dunia elektronika didalam kehidupan sehari-hari. Salah satu

bentuk perkembangan dunia elektronika adalah adanya rangkaian Counter sebagai pencacah

pulsa clock. Counter dibagi menjadi Counter Sinkron dan counter Asyncron dimana

pembagian counter didasarkan pada peletakan sambungan clock. Contoh lain dari bentuk

perkembangan didunia elektronika adalah adanya sistem register, bagian dari memori

mikroprosesor yang dapat diakses dengan kecepatan yang sangat tinggi sehingga berfungsi

untuk menyimapn data dimana dalam sistem register menggunakan flip-flp sebagai

penyusunnya.

Hal tersebutlah yang melatarbelakangi pembuatan makalah ini. Oleh karena itu, dalam

memahami rangkaian Counter dan Register sangat diperlukan didalam dunia elektronika,

karena mempunyai manfaat besar didalam pengaplikasian kehidupan sehari-hari, dimana

salah satunya adalah sebagai penghitung pada traffight light.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang terdapat didalam makalah ini diantaranya adalah :

1. Apa yang dimaksud dengan rangkaian Counter ?

2. Bagaimana cara kerja dari Counter Syncron dan Counter Asyncron ?

3. Apa sajakah wujud aplikasi dari Counter Syncron dan counter Asyncron didalam

kehidupan sehari-hari ?

4. Apa yang dimaksud dengan sistem register ?

5. Bagaimana prinsip kerja dan macam-macam jenis dari sistem register ?

6. Apa sajakah wujud aplikasi dari sistem register didalam dunia kehidupan sehari-hari ?

1.3 Tujuan

Tujuan yang terdapat didalam penyusunan makalah ini antara lain :

1. Memahami secara rinci tentang rangkaian Counter.

2. Memahami prinsip kerja dari rangkaian Counter Syncron dan Counter Asyncron.

3. Memahami wujud aplikasi dari rangkaian Counter Syncron dan counter Asyncron

didalam dunia elektronika kehidupan sehari-hari.

4. Memahami pengertian sistem register.

5. Memahami prinsip kerja dan macam-macam jenis dari sistem register.

6. Memahami wujud aplikasi dari sistem register didalam kehidupan sehari-hari.

1.4 Sistematika Makalah

Sistematika makalah ini terdiri dari 4 Bab. Bab 1 Pendahuluan, berisi tentang Latar

Belakang, Rumusan Masalah, Tujuan, dan Sistematika Mkalah. Bab 2 berisi teori penunjang

makalah. Bab 3 berisi tentang contoh soal dan pembahasan. Bab 4 Penutup, berisi tentang

Kesimpulan dan saran.

BAB II

DASAR TEORI

2.1 COUNTER (PENCACAH)

Counters (pencacah) adalah rangkaian digital yang berfungsi menghitung/mencacah

banyaknya pulsa cIock dalam waktu yang tersedia (pengukuran frekuensi), pembagi

frekuensi, dan pembangkit kode biner dengan menggunakan flipflop sebagai penyusunnya.

Misal menggunakan JK flip flop, maka tabel kebenarannya sebagai berikut :

Tabel 2.1 Tabel kebenaran JK flipflop

Flip-flop ini akan bekerja sebagai counter jika pin J dan K diberi logika tinggi, ketika

sinyal clocknya transisi dari tinggi ke rendah, maka output (Q) akan berubah ke komplemen

sebelumnya (berubah dari rendah ke tinggi) ,disebut mengalami kondisi toggle.

Gambar 2.1 diagram clock FF-JK

2.1.1 ASYNCRON COUNTER

sumber clock hanya diletakkan pada input Clock di Flip-flop terdepan (Least

Significant Bit / LSB), sedangkan input clock yang lain mendapatkan catu dari output flip-flop

sebelumnya. Dengan konfigurasi ini, masing-masing flip-flop di-trigger tidak dalam waktu

yang bersamaan (ripple counter). Sehingga kerjanya saling menunggu, dan terjadi penundaan

antara respond dari setiap FF.

Gambar 2.2 Asyncron counter 4 Bit

Tabel 2.2 Tabel Kebenaran Asyncron 4 Bit

Rangkaian counter asinkron terbagi menjadi 3, diantaranya adalah :

a) Counter up asinkron,

b) Counter down asinkron,

c) Counter up/down asinkron.

a) Counter Up Asyncron 

Counter up asinkron adalah rangkaian digital yang mencacah pulsa listrik dari nilai

terendah ke nilai tertinggi dengan clock secara asinkron. 

Tabel 2.3 Tabel kebenaran Counter Up Asinkron 4 Bit

Clock A4 A3 A2 A1

0 0 0 0 0

1 0 0 0 1

2 0 0 1 0

3 0 0 1 1

4 0 1 0 0

5 0 1 0 1

6 0 1 1 0

7 0 1 1 1

8 1 0 0 0

9 1 0 0 1

10 1 0 1 0

11 1 0 1 1

12 1 1 0 0

13 1 1 0 1

14 1 1 1 0

15 1 1 1 1

Sehingga bentuk rangkaiannya sebagai berikut :

Gambar 2.3 Rangkaian Counter Up Asinkron 4 Bit

Berdasarkan bentuk timing diagram di atas, OQ dari flip-flop 1 menjadi clock dari flip-

flop 2, sedangkan OQ dari flip-flop 2 menjadi clock dari flip-flop 3 dan seterusnya.

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).

b) Counter Down Asyncron 

Counter down asinkron adalah rangkaian digital yang mencacah pulsa listrik dari nilai

tertinggi ke nilai terendah dengan clock secara asinkron. Untuk tabel kebenaran Counter

down syncron ini sama dengan tabel kebenaran Asyncron Up seperti diatas.

Dari tabel kebenaran diatas, Sehingga didapat bentuk rangkaian sebagai berikut :

Gambar 2.4 Rangkaian Counter Down Asinkron 4 Bit

Berdasarkan bentuk timing diagram di atas, output Q-not dari flip-flop 1 menjadi

clock dari flip-flop 2, sedangkan output Q-not dari flip-flop 2 menjadi clock dari flip-flop

3. 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 ”0” (sifat toggle dari JK flip-flop).

c) Counter Up/Down Asyncron

Counter up/down asinkron adalah rangkaian digital 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 rangkaian Up/Down Counter ASinkron, output dari flip-flop sebelumnya menjadi

input clock dari flip-flop berikutnya. 

Operasi counter Up/Down asinkron

Gambar 2.5 Operasi counter Up/Down asinkron

Pada tabel kebenaran Up/Down Syncron ini terdapat control dimana berfungsi sebagai

pengendali rangkaian kapan rangkaian Down dan kapan waktu rangkaian Up.

Tabel 2.4 Tabel kebenaran rangkaian counter up/down asinkron

2.1.2 SYCRON COUNTER

Pada syncron Counter, 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. Syncron Counter dapat

mengatasi masalah ripple Counter pada Asyncron Counter akibat dengan cara

berakumulasinya penundaan perambatan FF dengan cara 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. Dalam Syncronous counter ini sendiri terdapat

perbedaan penempatan atau manipulasi gerbang dasarnya yang menyebabkan perbadaan

waktu tunda yang di sebut carry propagation delay.

Syncron Counter dibagi menjadi 3, diantaranya adalah :

a) Up Counter Sinkron,

b) Down Counter Sincron,

c) Up-Down Counter Syncron.

Tabel 2.5 Tabel Kebenaran Up Syncron Counter dan Down Syncron Counter

a) Up Counter Syncron

Sebuah counter disebut sebagai up counter jika dapat menghitung secara berurutan

mulai dari bilangan terkecil sampai bilangan terbesar. Contoh : 0-1-2-3- 4-5-6-7-0-1-2-

….dst. Berdasarkan tabel Up sinkron diatas, maka dapat dibuat bentuk rangkaian seperti

berikut.

Gambar 2.6 Up Counter Syncron 3 Bit

b) Down Counter Syncron

down counter adalah counter yang dapat menghitung secara berurutan dari bilangan

terbesar ke bilangan terkecil. Contoh : 7-6-5-4-3-2-1-0-7-6….dst. Berdasarkan tabel

Down sinkron diatas, maka dapat dibuat bentuk rangkaian seperti berikut.

Gambar 2.7 Down Counter Syncron 3 Bit

c) Up-Down Counter Syncron

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. Jika

input CNTRL bernilai ‘1’ maka Counter akan menghitung naik (UP), sedangkan jika

input CNTRL bernilai ‘0’, Counter akan menghitung turun (DOWN).

Gambar 2.8 Rangkaian Up/Down Counter Sinkron 3 bit

2.2 SISTEM REGISTER

Register adalah rangkaian logika yang mampu menyimpan data dalam bentuk bilangan

biner dimana elemen penyimpan dasar adalah flip-flop. Setiap flip-flop menyimpan sebuah

bit data. Sehingga untuk menyimpan data n-bit5, diperlukan n buah flip-flop yang disusun

sedemikian rupa dalam bentuk register.

Gambar 2.1 Blok register memori 4-Bit

Data biner tersebut dapat dipindahkan seara seri atau secara parallel.

Gambar 2.2 Transfer data mode seri

Dalam metode seri, bit-bit dipindahkan secara berurutan satu per satu : b0, b1, b2,dan seterusnya.

Gambar 2.3 Transfer data mode parallel

Dalam mode paralel, bit-bit dipindahkan secara serempak sesuai dengan cacah jalur paralel (4 jalur to 4 bit) secara sinkron dengan sebuah pulsa clock.register digunakan dalam menyimpan dan memindahkan data dari satu bagian kebagian sistem lain atau yang biasa disebut register geser lam D flip-flop sebagai berikut.

Gambar 2.4 Konsep Penyimpanan RegisterKapasitas simpan sebuah register adalah jumlah bit total (1 & 0) dari data digital yang disimpan dimana setiap flip-flop mempresentasikan 1 bit kapasitas simpan.

Sedangkan konsep penyimpanan data diantaranya adalah sebagai berikut:2.1.1 Serial Input Serial Output (SISO)Register ini menerima input data serial bit per bit diteruskan menuju outputan secara serial pula, bit per bit setiap satu clock.

Gambar 2.5 Rangkaian register SISO

Jika Q0 dan Q1 diset awal ke 0, bit pertama dimasukkan ke input flip-flop0. ketika diberi clock pertama, bit akan di transfer ke output Q0dan diteruskan ke input 1, dan bit ke dua dari data input terhubung ke inputflip-flop 0, dan seterusnya. Proses perpindahan data akan berlanjut sampai 4-bit.

2.1.2 Serial Input Paralel Output (SIPO) Prinsip kerja register ini adalah semua bit data dimasukan secara serial dan data dikeluarkan secara paralel setelah semua data yang akan dikirim tersimpan dalam masing-masing flip-flop dimana masing-masing tingkat flip-flopdisediakan jalur keluaran.

Gambar 2.6 Rangkaian register SIPO

2.1.3 Paralel Input Serial Output (PISO) Prinsip kerja register PISO adalah bit data input dimasukkan secara simultan kemasing-masing flip-flop yang bersesuaian dan dikeluarkan secara serial bit per bit setiap satu pulsa clock.

Gambar 2.7 Rangkaian register PISO

2.1.4 Paralel Input Paralel Output (PIPO)Prinsip kerja register ini adalah data bit dimasukkan secara parallel dan dikeluarkan secara parallel pula.

Gambar 2.7 Rangkaian register PIPO

BAB III

CONTOH SOAL & PEMBAHASAN

3.1 Syncron Counter

Soal :

Analisa Tabel Kebenaran dan Rangkaian Syncron Counter untuk 3 Bit menggunakan JK

Flip Flop, dan tunjukkan langkah kerja melalui perhitungan K-Map nya.

Jawab :

Langkah awal pengerjaan dalah membuat tabel kebenaran Input 3 Bit dan Tabel

kebenaran JK-fli flop sebagai dasar acuan.

Dari dasar acuan tabel diatas, sehingga didapat Tabel Kebenaran Sycron Counter 3 Bit

sebagai berikut :

Dari tabel di atas dibuat peta karnaugh (K-Map) untuk input J dan K :

Dari persamaan J dan K untuk masing-masing FF dapat disusun rangkaian counterSinkron sebagai berikut.

3.2 Asyncron CounterSoal :

Buatlah Tabel Kebenaran Asyncron 4 bit untuk proses Up Asyncron dan Down Asycron,

Selanjutnya bentuk rangkaiannya untuk masing-masing proses !

Jawab :

Langkah Pertama dibuat Tabel kebenaran 4 Bit.

Clock A4 A3 A2 A1

0 0 0 0 0

1 0 0 0 1

2 0 0 1 0

3 0 0 1 1

4 0 1 0 0

5 0 1 0 1

6 0 1 1 0

7 0 1 1 1

8 1 0 0 0

9 1 0 0 1

10 1 0 1 0

11 1 0 1 1

12 1 1 0 0

13 1 1 0 1

14 1 1 1 0

15 1 1 1 1

Selanjutnya dibuat rangkaian Asyncron Up 4 Bit.

Serta dibuat Rangkaian Asyncron Down 4 Bit.

Yang membedakan antara rangkaian Asyncron Up dan Down adalah pada Asyncron Up

terdapat input Set sedangkan pada Asyncron Down terdapat masukan Clear disetiap

inputan dimana port masukan Set berbanding 180 derajat dengan port masukan Clear.

3.2 Cntoh Soal Register

Mengasumsikan kandungan mula mula dari register 74164 adalah 00000000. Tentukan

keadaan rangkaian pulsa clock yang diterapkan !

Jawab :

A = B = 1

Serial input = 1

CP = clock pulse mula mula =1

MR = Master Reset

BAB IV

PENUTUP

4.1 KESIMPULAN

Counters (pencacah) adalah rangkaian digital yang berfungsi menghitung/mencacah

banyaknya pulsa cIock dalam waktu yang tersedia (pengukuran frekuensi). Berdsarkan

outputan click yang akan diteruskan ke rangkaian, Counter dibagi menjadi Counter Syncron

dan Counter Asyncron. Perancangan Syncron Counter menggunakan metode K-Map,

sedangkan perancangan Asyncron Counter menggunakan metode diagram waktu.

Sistem register adalah rangkaian logika yang mampu menyimpan data dalam bentuk

bilangan biner dimana elemen penyimpan dasarnya adalah flip-flop. Salah satu jenis register

adalah register geser dimana sistem kerjanya adalah dengan menggeser data serta sistem

pemindahan data dilakukan melalui empat cara, diantaranya adalah Serial Input Serial Output

(SISO), Serial Input Parallel Output (SIPO), Parallel Input Seroial Output ( PISO), dan

Parallel Input Parallel Output (PIPO). Sistem register terdapat didalam mikroprosessor atau

dapat dikatakan bahwa sistem register merupakan kaki dan tangan mikroprosessor.

4.2 SARAN

Saran yang bisa diberikan penulis adalah sebaiknya diadakan percobaan secara langsung

tentang Multiplekser dan Demltiplekser, Sehingga dapat mempermudah pembaca dalam

memahami isi makalah secara real.