FLIP -FLOP€¦ · BAB I TUJUAN 1. Untuk mengetahuipengertian memori, set, reset, terlarang dan...
Transcript of FLIP -FLOP€¦ · BAB I TUJUAN 1. Untuk mengetahuipengertian memori, set, reset, terlarang dan...
-
MODUL PRAKTIKUM KE – 3
SISTEMDIGITAL
FLIP-FLOP
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF DR HAMKA
-
BAB I
TUJUAN
1. Untuk mengetahuipengertian memori, set, reset, terlarang dan tidak berubah pada flip-
flop RS.
2. Untuk mengetahui berbagai macam jenis flip-flop beserta lambangnya.
3. Untuk mengetahui perbedaan flip-flop RS menggunakan gerbang NAND dan AND.
4. Untuk mengetahui aplikasi percobaan dari rangkaian flip-flop.
BAB II
LANDASAN TEORI
Semua rangkaian logika yang telah diuraian di bagian depan adalah rangkaian logika
kombinasi yang keadaan keluaran nya setiap saat hanya di tentukan oleh kombinasi masukan
yang di berikan pada saat itu. Setiap system digital akan mempunyai bagian yang merupakan
rangkaian kombinasi. Di samping itu, dalam system digital juga, pada umum nya di
pergunakan bagian rangkaian yang dapat mengingat keadaan keluaran nya sebelumnya dan
keluaran nya untu suatu kombinasi masukan tertentu juga tergantung atas keadaan keluaran
nya sebelum masukan itu dikenakan. Bagian rangkaian demikian disebut sebagai rangkaian
berurut(sequential). Rangkaian logika berurut juga pada umumnya memakai rangkaian logika
kombinasi, setidak-tidaknya pada rangkaian masukan nya.Waktu yang di butuhkan tersebut di
namakan tundaan waktu (time delay) atau tundaan perambatan ( propagation delay).
Rangkaian logika berurut di bedakan atas dua jenis, yaitu serempak (synchro nous)
dan tak serempak (asynchronous). Dalam rangkaian serempak, perubahan keadaan keluaran
hanya terjadi pada saat-saat yang di tentukan saja. Walaupun masukan berubah diantara
selang waktu yang di tentukan itu, keluaran daripada rangkaian itu tidak akan berubah.
Berbeda dari rangkaian yang serempak, keluaran daripada rangkaian tak serempak berubah
menurut perubahan masukannya dan keluaran itu dapat berubah setiap saat masukan berubah.
Umumnya rangkaian tak serempak ini memakai unsur tundaan waktu pada lintasan umpan
baliknya. Tundaan waktu ini biasanya di peroleh dari gerbang-gerbang pada lintasan itu.
Adanya tundaan waktu itu kadang-kadang membuat rangkaiannya tidak stabil dan rangkaian
mungkin mengalami kondisi berpacu(race condition) dimana satu perubahan masukan
menyebabkan lebih dari satu perubahan keluaran. Karena kesulitan ini, dan juga karena
pemakaiannya tidak lah seluas pemakaian rangkaian serempak, maka rangkaian ta serempak
-
tidak akan di bahas dalam buku ini dan di cadangkan sebagai materi untuk pembahasan
rangkaian logika lanjutan.
Unsur pengingat (memory) yang paling umum di pakai pada rangkaian berurut
serempak adalah flip-flop. Setiap flip-flop dapat menyimpan satu bit (binary digit) informasi,
baik dalam bentuk sebenarnya maupun bentuk komplemennya. Jadi, flip-flop pada umumnya
mempunyai dua keluaran, yang satu merupakan komplemen dari yang lainnya. Tergantung
atas cara bagaimana informasi di simpan ke dalam nya, flip-flop di bedakan atas beberapa
jenis RS, JK, D dan T. Setiap sinyal yang di lalukan pada suatu komponen eletronika
membutuhan waktu untuk brgerak dari terminal masukan ke terminal keluaran. Dan karena
gerbang-gerbang logika pada umumnya dibuat dari komponen-komponen elektronika, maka
sinyal masukan pada setiap gerbang juga membutuhkan waktu untuk mencapai terminal
keluaran, muncul nya efek masukan itu di keluarkan. Waktu yang di butuhkan tersebut di
namakan tundaan waktu (time delay) atau tundaan perambatan ( propagation delay). Semakin
banyak gerbang yang harus di lalui oleh sinyal untuk bergerak dari masukan ke keluaran suatu
rangkaian logika, semakin lama pula tundaan waktu yang di alami nya. Sebagai contoh,
perhatikan lah perambatan sinyal yang melalui suatu inverter (gerbang NOT). Kalau sinyal
masukan yang semula berkeadaan 0 di ubah menjadi 1, maka sinyal keluaran berubah dari 1
ke 0. Tetapi perubahan itu tidaklah seketika, melainkan beberapa nano-detik (ns) kemudian
(untuk gerbang-gerbang rangkaian terpadu, IC). Pada saat masukan naik dari 0 ke 1, keluaran
turun dari 1 ke 0 setelah € 1detik kemudian dan pada saat masukan turun dari 1 ke 0, keluaran
naik dari 0 ke 1 setelah € 2 detik kemudian. Pada umum nya €1 =,/ € 2, walaupun dalam
analisis kedua tundaan ini sering di anggap sama. Andaikan tundaan waktu unsur penunda
adalah ∂ nanodetik (ns) dan tundaan waktu gerbang AND adalah € ns. Supaya lebih
sederhana, tundaan waktu ini di anggap sama dengan tundaan waktu turun. Jadi, keluaran
gerbang AND tertunda naik selama (∂+€) ns dan tertunda turun selama € ns. Pada umumnya,
tundaan waktu gerbang-gerbang di abaikan (di anggap nol).
Flip-flop RS atau SR (set-Reset) merupakan dasar dari flip-flop jenis lain. Flip-flop
ini mempunyai 2 masukan : satu disebut S (SET) yang di pakai untuk menyetel (membuat
keluaran flip-flop berkeadaan 1) dan yang lain disebut R (RESET) yang di pakai untuk
mereset (membuat keluaran berkeadaan 0 ). Flip-flop RS dapat di bentuk dari dua gerbang
NOR atau dua gerbang NAND. Perhatikan bahwa keluaran dari suatu gerbang di umpan-balik
ke masukan gerbang lainnya. Keluaran masing-masing gerbang membentuk keluaran-
keluaran dari pada susunan flip-flop RS, untuk flip-flop yang menggunakan gerbang NOR,
masuakan 1 pada S membuat flip-flop diset ( Q=1 ) dan masukan 1 pada R membuat flip-flop
direset (Q=0). Untuk flip-flop yang di susun dari gerbang NAND, S=0 menyetel (set) flip-
-
flop dan R=0 mereset flip-flop. Untuk flip-flop dengan NOR, masukan R=S=0 tidak
mengubah keadaan keluaran, artinya keluaran Q dan Q tetap, ditunjukkan sebagai Q- dan Q- .
Untuk kombinasi masukan R=S=1, yang ditunjukkan dengan “-“ pada kolom keluaran yang
bersangkutan, keadaan keluaran tersebut tidak tentu. Ini dapat diterangkan sebagai berikut :
Andaikanlah untuk R=S=1 keluaran flip-flop adalah Q=1. Untuk Q=1 dan S=1, maka Q = 0.
Tetapi karena R=1, maka Q juga harus 0 dan ini 0, maka juga Q=0 yang berarti bertentangan
dengan sifat flip-flop. Karena itu, untuk flip-flop RS kombinasi masukan R=S=1 dilarang
(tabu). Untuk flip-flop RS dengan NAND, kerjanya saman dengan flip-flop dengan NOR bila
tegangan masukan rendah dianggap logik 1 dan tegangan masukan tinggi di anggap logik 0,
artinya bila kita memakai logika negatif. Jadi table kebenaran untuk flip-flop dengan NAND
dengan logika negative akan tepat sama dengan tabel kebenaran untuk flip-flop dengan NOR.
Untuk keseragaman uraian, maka yang di pakai untuk menyatakan kerja flip-flop RS adalah
tabel kebenaran untuk rangkaian NOR. Dalam hal tundaan waktu, karena setiap masukan
hanya melalui satu gerbang, tundaan waktu flip-flop RS yang disebutkan di atas dianggap
sama dengan tundaan waktu 1 gerbang yang umumnya dalam besaran nano-detik (10-9
detik).
Dalam perencanaan system dengan flip-flop umumnya kita membutuhan keadaan keluaran
flip-flop itu setelah suatu kombinasi masukan tertentu di kenakan pada masukannya. Keadaan
keluaran ini biasanya disebut sebagai “keadaan-berikut” (next state) dari flip-flop yang
bersangkutan dan sering disimbol dengan Q+. Jadi, untuk keadaan-keadaan Q, maka keadaan-
berikut Q+ daripada flip-flop RS untuk bermacam-macam kombinasi masukan R dan S.
Dengan membuat peta Karnaugh dengan anggapan keluaran untuk kombinasi masukan yang
terlarang sebagai abaikan (don’t cares), dengan catatan masukan demikian telah di cegah dari
luar, maka persamaan keadaan -berikut flip-flop RS diperoleh sebagai :
Q+= S + R Q ; RS =0
Persamaan keadaan-berikut ini disebut persamaan karakteristik flip-flop RS. Syarat RS=0
harus di penuhi untuk menjamin bahwa masukan R dan S tidak akan pernah 1 secara bersama-
sama. Dengan adanya gerbang AND tersebut, R dan S akab berkeadaan 0 bila pulsa penabuh
CP (Clock Pulse) berkeadaan 1 dan flip-flop . (Tarigan,Pernantin 2006)
Flip-flop adalah susunan gerbang logika yang menjaga keluaran tetap stabilwalaupun
masukan sudah tidak aktif. Keluaran flip-flop ditentukan olehnilai masukan dan juga nilai
keluaran sebelumnya, sehingga unit logika kombinasionaltidak cukup untuk menangani hal
ini. Flip-flop dapat digunakanuntuk menyimpan informasi bit tunggal, dan berlaku sebagai
pembangunmemori komputer.Jika kedua masukan pada gerbang NOR dua masukan bernilai
1, makakeluarannya akan 0, selain itu keluarannya akan 1. Seperti dibahas padabab
sebelumnya, waktu yang diperlukan untuk menghasilkan keluaran darimasukan gerbang
-
logika tidaklah seketika tetapi sebesar ∆t yang merupakan waktu perambatan melalui gerbang
logika. Waktu tunda ini kadang-kadangdimunculkan sebagai rangkaian tunda untuk keperluan
analisis seperti Gambar4.2. Waktu tunda ini secara normal tidak dimunculkan tetapi tetap
ada.Waktu perambatan melalui gerbang NOR mempengaruhi operasi flipflop.Perhatikan flip-
flop set-reset (S-R) pada Gambar 4.3, yang berisi gerbangNOR yang saling silang. Jika kita
isikan 1 pad S, makaQ akan bernilai 0setelah waktu tunda ∆t , yang menyebabkan Q bernilai
1 (dianggap R bernilai0) setelah waktu tunda 2∆t . Akibatnya adalah selama penggalan
waktutertentu ada waktu singkat sebesar ∆t yang Q danQ bernilai 0, yang secaralogis tidak
dibenarkan, tetapi kondisi ini dapat diperbaiki dengan konfigurasituan-hamba (master-slave)
yang akan kita bahas nanti. Jika kemudian Sdiisi dengan 0, maka Q tetap, sampai nilai R
beranjak menjadi 1. Dengandemikian flip-flop S-R dapat menyimpan nilai bit tunggal dan
dapat berlakusebagai elemen memori paling dasar.Ada banyak cara untuk menyusun
rangkaian sebuah flip-flop S-R. Penggunaangerbang NOR yang saling silang untuk flip-flop
S-R adalah hanyasalah satu cara. Dua gerbang NAND yang dihubungkan saling silang juga
dapatmenghasilkan flip-flop S-R, dengan nilai S = R = 1 mengakibatkan keluarantidak
berubah. Dengan menggunakan teorema DeMorgan kita dapatmengubah gerbang NOR dalam
flip-flop S-R menjadi gerbang AND seperti dalam Gambar 4.5. Dengan penggeseran
gelembung, maka gerbang ANDdapat diubah menjadi gerbang NAND. Penggeseran
gelembung pada S danR mengakibatkan pertukaran label S dan R.
(Suyanto, Yohanes2009)
FLIP FLOP. Gerbang logika hanya mampu mengubah sinyal keluaran sejalan dengan
sinyal masukan. Bagaimana bentuk ragam gelombang dari perubahan sinyal tersebut
tergantung pada gerbang logikanya. Prinsip dari rangkaian-rangkaian gerbang logika dasar
dan kombinasional adalah perubahan keadaan level keluaran tergantung dari keadaan
masukan, untuk setiap saat dari waktu ke waktu. Jika setiap keadaan masukan berubah maka
gerbang logika akan berubah keadaannya. Sehingga keluaran juga berubah keadaannya, saat
itu juga. Jadi rangkaian gerbang logika hanya berfungsi menyiapkan suatu operasi logika dan
memutuskan suatu operasi logika tersebut, kemudian hasilnya dinyatakan pada keluaran, dan
selesailah sudah.
Sinyal akan diolah oleh gerbang logika NOR, sehingga pada bagian keluaran akan
menjadi sinyal yang ragam gelombangnya dapat kita lihat. Setelah sinyal tersebut berlalu,
proses akan selesai. Tidak ada peristiwa apapun yang terjadi lagi. Sinyal yang mengalir pada
bagian masukan tersebut akan dilwatkan begitu saja, tidak ada yang tertinggal sedikitpun.
Karena rangkaian logika yang telah kita pelajari tidak memiliki bagian atau satuan
penyimpanan, yang sering disebut dengan memori (memory).
-
maka data dan informasi yang kita kehendaki tidak bias menetap (reside).
Dengan menggunakan gabungan gerbang-gerbang logika menjadi suatu gerbang
logika kombinasional, dan kemudian diumpan-balikkan (feedback), kita dapat membangun
suatu rangkaian logika yang dapat menyimpan data. Rangkaian logika inilah yang kita sebut
dengan piranti atau rangkain Flip-Flop.
Sekarang, kita akan mulai mempelajari rangkaian penyimpanan yang akan menahan
(atau mengingat) data dalam sebuah keadaan digital yaitu 0 dan 1. Sebuah rangkaian
penyimpan terdiri dari bagian atau unit memori-memori. Bagian memori yang terkecil dan
dasar yang disebut dengan sel-sel memori atau elemen memori. Sel-sel memori inilah yang
nantinya akan membentuk suatu rangkaian logika yang dapat menyimpan. Tiap elemen
mampu menyimpan 1 bit data biner, yang dinyatakan dalam system biner yaitu 0 atau 1. Tiap
elemen terdiri dari sebuah rangkaian logika yang berupa Flip-Flop. Flip-flop adalah elemen
terkecil yang dapat menyimpan data sebesar 1 bit, yaitu 1 atau 0.
Flip-Flop merupakan piranti yang memiliki dua keadaan stabil. Piranti ini akan tetap
bertahan pada salah satu dari dua keadaan itu sampai ada pemicu yang membuatnya berganti
keadaan. Dalam bab ini akan dibahas secara mendalam, mulai dari flip-flop yang paling
sederhana sampai yang rumit (kompleks).
Suatu bagian memori yang sesungguhnya seperti yang dipakai pada computer pribadi
(Personal Computer atau PC) terdiri dari beberapa sampai ribuan bahkan lebih rangkaian
logika Flip-Flop. Bukan hanya itu saja, bagian penyimpan tesebut dilengkapi dengan
pengalaman (Addressing), sinyal kendali (Control Signal) dan sinyal pendetak atau denyut
(Clock Signal). Semuanya itu dikemas dalam suatu chip IC. Hal itu kelak juga akan kita bahas
lebih lanjut.
Lambang dan Notasi. Nantinya berbagai jenis flip-flop akan kita bahas, masing-
masing jenis flip-flop mempunyai lambing tersendiri, yaitu sebuah kotak dengan garis di
depan berupa masukan (input) dan garis di belakang keluaran (output). Sedangkan kotak itu
sendiri berisi rangkain flip-flop.
Menunjukkan dua keluaran, huruf Q dan Ǭ ( Q inverter, yang selalu terbalik terhadap
Q). Sebenernya, tiap huruf dapat digunakan tetapi huruf Q yang paling sering digunakan.
Dalam keadaan normal, keluaran Q disebut keluaran Flip-Flop yang dalam keadaan normal,
dan Ǭ adalah kebalikan (inverted) dari keluaran FF. Sewaktu-waktu kita akan menggunakan,
kita mengacu pada keadaan normal sebuah Flip-Flop yaitu Q, bukannya Ǭ.
Antara Multivibrator (MV) dan Flip-Flop (FF)Piranti Flip-Flop sering juga disebut dengan
Pembangkit-getar Jamak Dua-keadaan atau Multivibrator Bistabil. Istilah ini digunakan untuk
jenis tertentu dari flip-flop yang akan kita uraikan. Istilah Multivibrator bistabil biasanya
-
diungkapkan dalam membahas prinsip kerja ranngkaian dasar, ungkapan ini memang lebih
bersifat teknis. Sedangkan isitlah Flip-Flop digunakan jika kita membicarakan secara umum
dan keseluruhan, dan ungkapan ini lebih praktis dan akrab (familiar) sebab kata flip-flop
indetik dengan lampu yang menyala berkedap-kedip, hidup-padam-hidup-padam, secara
bergantian. Sesungguhnya Multivibrator dan Flip-Flop memiliki prinsip kerja yang sama.
Flip-Flop RS (Reset Set Flip-Flop)
Pertama –tama akan diperkenalkan flip-flop yang paling sederhana dan dasar, yaitu
Penahan RS (RS Latch).Flip-flop SR disebut juga Penahan Transparan (Transparent Latches),
karena keluaran flip-flop langsung menyebabkan terjadinya perubahan terhadap masukannya.
Perubahan yang cepat disebabkan karena flip-flop SR langsung menanggapi perubahan sinyal
pada bagian masukan sehingga keluaran Q akan langsung berubah sejalan dengan perubahan
masukan. Keadaan sinyal sehingga keluaran Q akan langsung berubah sejalan dengan
perubahan masukan. Keadaan sinyal masukan akan diingat dengan cara menahan sinyal
masukannya ke dalam rangkaian logikanya.Penahan RS atau SR, dapat dinyatakan atau
diberlakukan (diimplementasikan) ke dalam rangkain gerbang-gerbang logika kombinasional
yang diumpan balik. Adapun rangkaiannya menggunakan gerbang logika kombinasional
NOR, sehingga disebut Penahan NOR.Waktu yang di butuhkan tersebut di namakan tundaan
waktu (time delay) atau tundaan perambatan ( propagation delay).
Prinsip kerja dari penahan NOR adalah sebagai berikut :
1. Pengujian Rangkaian
Apabila S dalam keadaan 0 (rendah) maka keluaran Q akan rendah. Walaupun R
diubah-ubah keadaaannya (0 atau 1), keluaran Q tetap 0.
2. Keadaan SET (keadaan menyalakan, megaktifkan, atau menyetel flip-flop)
Apabila S dalam keadaan 1 (tinggi) maka keluaran Q akan 1 (tinggi). Dan S hanya
sekali saja memberikan pulsa, dari keadaan 0 menjadi 1. Sesudah itu jika keadaan S
berubah-ubah (0 atau 1), keluaran Q akan tetap 1.
Flip-flop dengan penahan NOR dibangun dengan menggunakan rangkaian terpadu
(IC). Flip-flip yang dibangun dengan menggunakan gerbang logika NOR dinamakan penahan
NOR. Penahan NOR dapat dinyatakn kembali dengan teorema De Morgan, sehingga kita
dapatkan rangkaian penahan yang lain tetapi fungsinya sama.
Masukan R dalam keadaan 0 (rendah) dan S dalam keadaan 1 (tinggi) memberikan keadaan
SET. Sedangkan apabila R tinggi dan S rendah maka keadaan akan menjadi RESET. Lainnya
lagi, bila SET dalam keadaan 1 dan RESET juga dalam keadaan 1 (tinggi), maka akan terjadi
keadaan pacu. Oleh karena itu, kita harus menghindari keadaan R dan S dalam keadaan 1
(tinggi). (Widjanarka, 2006)
-
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
1.1 Peralatan Dan Komponen
3.1.1. Peralatan
1. Power supply 5 volt DC (1 buah)
Berfungsi : Sebagai Sumber tegangan DC
2. Jumper (secukupnya)
Berfungsi : Sebagai alat penghubung komponen satu ke komponen lain
3. Jepit buaya (4 buah)
Berfungsi : Sebagai penghubung komponen dengan alat
4. Saklar (3 buah)
Berfungsi : Sebagai Pengatur keluaran
5. Protoboard (1 buah)
Berfungsi : Sebagai tempat rangkain sementra
3.1.2. Komponen
1. IC 7400 (1 buah)
Berfungsi sebagai gerbang logika dasar NAND.
2. Resistor 330Ω (2 Buah)
Befungsi sebagai penghamabat aliran arus listrik.
3. LED (2buah)
Berfungsi sebagai induktor high dan low.
1.2 Prosedur Percobaan
3.2.1.Untuk rangkaian flip-lop RS
1. disiapkan semua peralatan dan komponen yang akan digunakan.
2. rangkai komponen seperti skematik rangkaian dibawah ini.
3. Dihubungkan kaki 1 dengan saklar 1 sebagaia masukan R dan kaki 4 dengan saklar ke 2 sebagaia masukan S.
4. dihubungkan kaki 2 (masukan) dengan kaki 6 (keluaran)
A
B
Q
Q’
-
5. dihubungkan kaki 5 (asukan) dengan kaki 3 (keluaran).
6. kaki 6 dihubungkan dengan LED 2 sebagai keluaran Q’ dan kaki 3 dengan LED 1
sebagai keluaran Q.
7. kaki 7 sebagai ground dan dihubungkan dengan (-) PSA.
8. kaki 14 sebagai Vcc dan dihubungkan ke (+) PSA.
9. dihidupkan PSA %V.
10. divariasikan masukan RS pada rangkaian mulai dari 00,01,10,11.
11. diamati dan dicatat keluaran melalui LED.
12. Dimatikan PSA 5V.
3.2.2. Untuk Flip-Flop Clocked RS
1. dirangkai komponen seperti skematik rangkaian dibawah ini:
2. Di hubungkan kaki 2 IC708 dengan kaki 4, dan buat sebagai masukan CLK, kaki
sebagai masukan R, dan kaki 2 sebagaia masukan R, dan kaki 5 sebagai masukanS
3. kaki 3 (keluaran IC 7408) dihubungkan kaki 1 (masukan IC7400).
4. kaki 6 (keluaran IC 7408) dihubunkan dengan kaki 6 (keluaran IC7400)
5. kaki 2 (masukan IC7408) dihubungkan dengan kaki 6 (keluaran IC7400)
6. kaki 5 (masukan IC7408) dihubungkan dengan kaki 3 (keluaran n IC7400)
7. kemudian kaki 3 dihubungkan dengan LED 1 sebagai keluaran Q dan kaki 6
dengan LED 2 sebagai keluaran Q’.
8. kaki 7 sebaga ground dan dihuungkan dengan (-) PSA.
9. kaki 14 sebagai Vcc dan dihubungkan ke (+) PSA.
10. Dihidupkan PSA.
11. Diset clocked menjadi 0 dan diariasikan masukan RS pada rangkaian mulai dari
00,01,10,11.
12. diamatai dan dicata keluaran melalui LED.
13. Diset clocked menjadi 1 dan divariasikan masukan RS pada rangkaian mulai dari
00,01,10,11.
14. Diamati dan dicata keluaran melalui LED.
15. Diamati PSA 5 V.
S
S
Q
Q’ CK
-
BAB IV
DATA DAN ANALISA DATA
4.1 Data Percobaan
A. Tabel Rangkaian Flip-Flop RS tanpa Clocked
MASUKAN KELUARAN KETERANGAN
R S Q Q’
0 0 1 1 TERLARANG
0 1 1 0 SET
1 0 0 1 RESET
1 1 0 1 MEMORI
B. Tabel Rangkaian Flip-Flop RS dengan Clocked
MASUKAN KELUARAN KETERANGAN
S R C Q Q’
0 0 0 1 1 TERLARANG
0 1 0 1 1 TERLARANG
1 0 0 1 1 TERLARANG
1 1 0 1 1 TERLARANG
0 0 1 1 1 TERLARANG
0 1 1 1 0 SET
1 0 1 0 1 RESET
1 1 1 0 1 MEMORI
Medan, 10 Maret 2015
Asisten, Praktikan
(Ilham syurryadi Harahap) (Abdul Halim)
-
4.1 Analisa Data
1. Buatlah timing diagram untuk rangkaian yang dicobakan.
Jawab :
a. Rangkaian flip-flop RS tanpa clocked
Masukan : SR
Keluaran : Q
R
S
Q
Q’
b. Rangkaian flip-flop RS dengan clocked
Masukan : C, S, R
Keluaran : Q
R
S
Q
Q’
CP
2. Buatlah karakteristik tiap rangkaian yang dicobakan berdasarkan data yang diperoleh.
Jawab :
a. Karakteristik dari Flip – flop RS adalah flip – flop RS mempunyai dua masukan
yang diberi tabel S dan R yang mana S berasal dari kata set sedangkan R adalah
Reset dan juga dua untuk bagian keluaran yakni Q dan juga Q’ yang mana Q
-
adalah keluaran normal sedangkan Q’ adalah keluaran komplementer. Pada flip –
flop untuk keluaran selalu berlawanan yakni jika Q = 1 maka Q’ = 0 demikian
sebaliknya ketika Q = 1 dan Q’ = 0 kondisi set,dan sebaliknya Q = O dan Q’ = 1
kondisi reset, namun ketika Q dan Q’ bernilai 1 keadaan ini disebut keadaan
terlarang dengan Q’ = S + RQ dimana RS=0 yang dijelaskan pada tabel berikut :
Q Q’ R S
0 0 X 0
0 1 0 1
1 0 1 0
1 1 0 X
Ket: X dapat bernilai 1 maupun 0
b. Karakteristik rangkaian RS-C, kondisi pada RS tetap berlaku namun dengan
adanya faktor Ck yang jika dalam kondisi Ck=0 kondisi Q maupun Q’ tetap
bernilai 1 (tidak mengalami perubahan) dengan kata lain ketika C bernilai satu (1)
kondisi rangkaian kembali seperti rangkaian RS.
3. Sebutkan aplikasi dari flip-flop dan jelaskan.
Jawab :
a. Mesin Sekuensial Elektronis. Banyak untai sekuensial yang merupakan realisasi
secara elektronis dari mesin sekuensial.Beberapa diantaranya seperti sistem
switching telepon, elevator automatis, sistem kontrol lampu lalu lintas dan untai-
untai elektronis dalam kalkulator.Sebuah mesin sekuensial elektronis adalah
sebuah peralatan yang mampu menampilkan sekumpulan karakteristik
berurutan.Untai ini merealisasikan urutan sekuensial yang diperlukan dan
diberikan. Karena keadaan berikutnya dan keluaran dari sebuah mesin sekuensial
tergantung pada keberadaan masa lalu dari mesin, maka mesin sekuensial
elektronis harus menggunakan peralatan yang mempunyai kemampuan untuk
“mengingat” tingkah laku sebelumnya dari mesin. Oleh karena itu digunakanlah
rangkaian R-S flip-flop yang merupakan bagian dasar dari rangkaian pengingat.
-
b. Rangkaian Shift Register. Register merupakan sekelompok flip-flop yang dapat
menyimpan informasi biner yang terdiri dari bit majemuk. Register dengan n flip-
flop mampu menyimpan sebesar n bit.
c. Rangkaian Counter yang dipasang padajam digital yang terdiri dari penampil BCD
dan dilengkapi dengan Ripple counter yang terdiri dari flipflop pembagi frekuensi,
penghitung naik, penghitung turun dan Modulus.
d. Digunakan pada Mikrokontroler, mikroprosesor dan komputer untuk menyimpan
data(memori).
e. Lampu Lalu Lintas. Di dalam hal ini lampu lalu lintas menggunakan prinsip kerja
fliop – flop yang di dalamnya juga terdapat suatu alat pengontrol yang dapat
mempengaruhi cara kerja si rangkaian flip – flop pada lampu lalu lintas yang
menghasilkan atau mengoptimalkan kerja lampu lalu lintas. Biasanya IC Timer 555
yang membangun sistem kerja flip – flop pada pengontrolan lampu lalu lintas.
-
4.3 Gambar Percobaan
A. Flip-flop RS tanpa Clocked
5
13
67
3 121
412
4
89
10
11
IC 7
400S
RVcc
LED 1
LED 2
R1 = 330 Ω
R1 = 330 Ω
Saklar 1
Saklar 2
Powe
rfuse
On
off
PSA
-
B. Flip-flop RS dengan clocked
5
13
67
3 12141
24
89
10
11
IC 7
400S
RVcc
5
13
67
3 121
412
4
89
10
11
IC 7
408
Cp
LED 2
LED 1R1 =
330 Ω
R2 =
330 Ω
Powerfuse
On
off
PSA
-
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. a. Kondisi memori terjadi apabila keluaran Q akan mengingat data masukan
sebelumnya (S dan R). Dengan kata lain, keluaran tidak berubah dari kondisi
masukan.
b. Kondisi set merupakan keadaan ketika masukan nilai sebelumnya
menyebabkan
keluarannya bernilai 1
c. Kondisi reset merupakan keadaan ketika masukan nilai sebelumnya
menyebabkan keluarannya bernilai 0
d. Kondisi terlarang merupakan keadaan dimana keluaran Q tidak dapat
Diramalkan menghasilkan apa dikarenakan masukan S dan R sama-sama
bernilai 1.
2. Jenis-jenis flip-flop.
a. Flip-flop RS
RS Flip-Flop yaitu rangkaian Flip-Flop yang
mempunyai 2 jalan keluar Q dan ̅Simbol-
simbol yang ada pada jalan keluar selalu
berlawanan satu dengan yang lain. RS-FF
adalah flip-flop dasar yang memiliki dua
masukan yaitu R (Reset) dan S (Set). Bila S diberi logika 1 dan R diberi logika 0, maka output Q akan
berada pada logika 0 dan ̅pada logika 1. Bila R diberi logika 1 dan S diberi logika 0 maka keadaan
output akan berubah menjadi Q berada pada logik 1 dan ̅pada logika 0.
b. Flip-flop CRS
CRS Flip-flop adalah clocked RS-FF yang
dilengkapi dengan sebuah terminal pulsa clock.
Pulsa clock ini berfungsi mengatur keadaan Set
dan Reset. Bila pulsa clock berlogika0, maka
perubahan logik pada input R dan S tidak akan
mengakibatkan perubahan pada output Q dan Qnot. Akan tetapi apabila
pulsa clock berlogik 1, maka perubahan pada input R dan S dapat mengakibatkan perubahan
pada output Q dan Q not.
-
c. Flip-flop D
D flip-flop adalah RS flip-flop yang ditambah dengan suatu
inventer pada reset inputnya. Sifat dari D flip-flop adalah
bila input D (Data) dan pulsa clock berlogik 1, maka output
Q akan berlogik 1 dan bilamana input D berlogik 0, maka
D flip-flop akan berada pada keadaan reset atau output Q berlogika 0.
d. J-K Flip-Flop
JK flip-flop sering disebut dengan JK FF induk
hamba atau Master Slave JK FF karena terdiri dari
dua buah flip-flop, yaitu Master FF dan Slave FF.
Master Slave JK FF ini memiliki 3 buah terminal
input yaitu J, K dan Clock.Sedangkan IC yang
dipakai untuk menyusun JK FF adalah tipe 7473
yang mempunyai 2 buah JK flip-flop dimana layoutnya dapat dilihat pada Vodemaccum IC (Data
bookc IC). Kelebihan JK FF terhadap FF sebelumnya yaitu JK FF tidak mempunyai kondisi terlarang
artinya berapapun input yang diberikan asal ada clock maka akan terjadi perubahan pada output.
e. Flip-Flop T
Keluaran T-FF merupakan fungsi XOR dari masukan T dan keadaan keluaran sebelumnya.
CP
Q
Q’
Q
Q’
set
clr
TT
3. Perbedaan gerbang AND dan NAND
AND hanya akan bernilai 1 bila semuamasukan bernilai 0. Sedangkan gerbang NAND
hanya akan bernilai 0 apabila semua masukan bernilai 1.
In 1 In 2 NOR NAND
1 1 0 0
1 0 0 1
0 1 0 1
0 0 1 1
-
4. Aplikasi dari flip-flop :
a. Mesin Sekuensial Elektronis, digunakan pada sistem switching telepon, elevator automatis,
sistem kontrol lampu lalu lintas dan untai-untai elektronis dalam kalkulator. Yang
menggunakan rangkaian R-S flip-flop yang merupakan bagian dasar dari rangkaian
pengingat.
b. Rangkaian Shift Register. Register merupakan sekelompok flip-flop yang dapat
menyimpan informasi biner.
c. Rangkaian Counter yang dipasang padajam digital yang menggunakan flipflop
untuk pembagi frekuensi, penghitung naik, penghitung turun dan Modulus. Selain
itu counter juga digunakan pada alat pengukur jarak dan pengukur kecepatan.
d. Digunakan pada Mikrokontroler, mikroprosesor dan komputer untuk menyimpan
(memori) data.
5.2 Saran
1. Sebaiknya parktikan selanjutnya memahami tentang IC 7400 dan IC 7408
2. Sebaiknya praktikan selanjutnya memahami prinsip kerja flip-flop terutama flip – flop
RS.
3. Sebaiknya praktikan selanjutnya sudah memahami cara merangkai rangkaian listrik.
-
DAFTAR PUSTAKA
Balch, Mark.2003. COMPLETEDIGITAL DESIGN. McGraw Hill. New York.
Halaman : 18-19
Suryanto,Y,.2009.Perancangan Sistem Digital. Erlangga. Jakarta
Halaman: 43, 93-94
Tarigan,Pernantin.2006. BUKU AJAR ELEKTRONIK TEKNIK DIGITAL.Usu Pres.
Medan.
Halaman 95-100
Halaman : 127-130
Widjanarka, W.2006.TEKNIK DIGITAL. Erlangga. Jakarta
Halaman : 87-89
hal1-flip-flop.pdfmodul-Flip-Flop-3.pdf