Modul Praktikum TeknikDigital UNIBA 2011

MODUL PRAKTIKUM

TEKNIK DIGITAL

Versi 1.0

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

DISUSUN OLEH:

DIAH PATRIANA S, ST, M.Sc

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BALIKPAPAN

2011

LEMBAR PENGESAHAN

MODUL / PETUNJUK PRAKTIKUM

JUDUL : Modul Praktikum Teknik Digital Versi 1.0

JENIS : Petunjuk Praktikum Laboratorium

PADA : Program Studi S-1 Teknik Elektro

WAKTU : Februari 2011

Identitas Penyusun

Nama Lengkap : Diah Patriana Setianingsih, ST, M.Sc

NIK : 006.003.010

Unit Kerja : Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri

Perguruan Tinggi : Universitas Balikpapan

Jumlah Penyusun : 1 orang

Mengetahui, Menyetujui,

Dekan Fakultas Teknologi Industri KPS Teknik Elektro

Ir. Manaseh, M. Eng A. Asni B, ST

NIK. 094.003.173 NIK. 007.003.002

DAFTAR ISI

Judul Lembar Pengesahan Daftar Isi

Pendahuluan 1. Pengenalan Alat Praktikum …………………………………………………………………………… 1 2. Tata Tertib Praktikum ……………………………………………………………......................... 2

Modul 1. Gerbang Logika Dasar 1. Teori Gerbang Logika ……………………………………………………………………………………. 4 2. Tugas Pendahuluan ……………………………………………………………………………………….. 4 3. Tujuan Praktikum …………………………………………………………………………………………. 5 4. Praktikum ………………………………………………………………………………………………………. 5 5. Pertanyaan dan Tugas ……………………………………………………………………………………. 5 Data Sheet …………………………………………………………………………………………………………. 6

Modul 2. Operasi Aritmatika 1. Teori ……………………………………………………………………………………………………………….. 8 2. Tugas Pendahuluan ………………………………………………………………………………………… 9 3. Tujuan Praktikum ………………………………………………………………………………………….. 9 4. Praktikum ………………………………………………………………………………………………………. 9 5. Pertanyaan dan Tugas ……………………………………………………………………………………. 10

Modul 3. Pencacah Asinkron (Ripple Counter) 1. Teori ………………………………………………………………………………………………………………. 11 2. Tugas Pendahuluan ……………………………………………………………………………………….. 12 3. Tujuan Praktikum …………………………………………………………………………………………… 12 4. Praktikum ……………………………………………………………………………………………………….. 12 5. Pertanyaan dan Tugas …………………………………………………………………………………….. 15

Modul 4. Pencacah Sinkron (Synchronous Counter) 1. Teori ……………………………………………………………………………………………………………….. 16 2. Tugas Pendahuluan …………………………………………………………………………………………. 16 3. Tujuan Praktikum ……………………………………………………………………………………………. 16 4. Praktikum ……………………………………………………………………………………………………….. 16 5. Pertanyaan dan Tugas …………………………………………………………………………………….. 18

Modul 5. Register Geser (Shift Register) 1. Teori ……………………………………………………………………………………………………………….. 19 2. Tugas Pendahuluan …………………………………………………………………………………………. 19 3. Tujuan Praktikum ……………………………………………………………………………………………. 20 4. Praktikum ………………………………………………………………………………………………………. 20 5. Pertanyaan dan Tugas ……………………………………………………………………………………. 22

Referensi

Lampiran 1. Format Laporan Praktikum

REFERENSI

1. Mars EdPal Instrument Pvt. Ltd., Instruction Manual for Digital Electronics Circuit Trainer (Bread Board Model) Model No. ME 1152OP

2. Malvino, Albert Paul, Elektronika Komputer Digital: Pengantar Mikrokomputer, Edisi Kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1991

3. Laboratorium Sistem Digital, Fakultas Teknik Universitas Trunojoyo, 2009-2010

4. Petunjuk Praktikum Sistem Digital, Sekolah Teknik Elektro dan Informatika, Institut Teknologi Bandung, 2008

LAMPIRAN

1. FORMAT LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS BALIKPAPAN Laporan praktikum terdiri dari:

1. COVER DEPAN (Lihat contoh dibawah) 2. LEMBAR PENILAIAN (Lihat contoh dibawah)

3. KATA PENGANTAR 4. DAFTAR ISI 5. ISI LAPORAN (Lihat contoh dibawah) 6. DAFTAR PUSTAKA

Modul Praktikum Teknik Digital 2011

Teknik Elektro Universitas Balikpapan 1

PENDAHULUAN

1. PENGENALAN ALAT PRAKTIKUM

Pada percobaan Teknik Digital di Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Universitas

Balikpapan digunakan Digital Electronic Circuit Trainer Model ME 1152 buatan Mars EdPal.

Trainer ini dibuat secara terintegrasi dengan menggunakan 2-layer solderless breadbroad, power

supply, clock dan generator pulsa, display output (LED dan seven segmen), input switch.

Breadboard digunakan untuk mengujian dan eksperimen rangkaian elektronika. Breadboard

mudah untuk digunakan karena rangkaian elektronika dengan mudah dirangkai pada breadboard

dengan cara menancapkan komponen-komponen di lubang-lubang yang telah tersedia pada

breadboard.

Gambar 1.1 Gambar breadboard 1- layer tampak dari depan

Breadboard mempunyai banyak jalur logam yang berfungsi sebagai penghantar/konduktor

yang terletak dibagian dalam breadboard. Jalur logam tersebut tersusun seperti pada Gambar 2.

Tiap-tiap lubang seperti pada Gambar 1.1 saling terkoneksi seperti jalur pada Gambar 1.2.

Gambar 1.2 Gambar Breadbord tampak dari dalam

Jalur biru biasanya digunakan sebagai jalur untuk menghubungkan rangkaian dengan

sumber tegangan VCC serta grounding GND dan jalur hijau digunakan untuk komponen.



Adapun contoh pemasangan socket IC, atau kaki-kaki IC, masukan catu daya dan ground

ditunjukkan pada Gambar 1.3 di bawah ini.

Gambar 1.3 Contoh pemasangan komponen pada breadboard

Bagian-bagian dari Digital Electronic Circuit Trainer adalah sebagai berikut:

1. Fixed Output DC Regulated Power Supply 5V/1A

2. Fixed Output DC Regulated Power Supply ±15V

3. Sepuluh SPDT (Single Pole Dual Throw) sebagai masukan logika dengan indikator LED

berwarna hijau

4. Sepuluh indikator LED warna merah sebagai indikator keluaran logika

5. Sebuah 7-segment display common anoda

6. Sebuah Push-to-On switch untuk 1Hz Monoshot Clock Pulse yang dioperasikan secara

manual

7. Generator pulsa clock otomatis dengan pilihan frekuensi 1Hz, 1kHz dan 10kHz

8. Solderless 2-layers breadboard

9. Sebuah digital panel meter (DPM) untuk melihat range dari volt DC input dengan

pilihan 2 volt dan 20 volt.

Asesoris standar yang melengkapi Trainer untuk keperluan praktikum adalah:

1. Set IC TTL (7400, 7402, 7404, 7408, 7411, 7420, 7427, 7430, 7432, 7442, 7447, 7472,

7474, 7476—2 buah, 7486, 7490, 7495, 74153, 74155, 74193)

2. Set kabel dan jumper

2. TATA TERTIB PRAKTIKUM

Dalam melaksanakan praktikum mahasiswa harus mematuhi tata tertib yang berlaku, seperti

berikut:



1. Mahasiswa yang masuk ke ruang laboratorium adalah yang namanya tercantum sesuai

dengan jadwal dan mengisi daftar hadir.

2. Mahasiswa sudah menyelesaikan masalah administrasi laboratorium sebelum melakukan

praktikum.

3. Mahasiswa selalu berpakaian rapi dan menjaga ketertiban serta kebersihan laboratorium.

4. Dilarang merokok dan menyalakan alat musik dengan keras yang dapat mengganggu

ketenangan di dalam laboratorium.

5. Mahasiswa selalu mengembalikan peralatan praktikum pada tempatnya.

6. Sebelum melakukan praktikum, mahasiswa harus selalu memastikan cara penggunaan

peralatan praktikum dengan jelas dan benar.

7. Apabila terdapat kerusakan alat atau komponen, segera laporkan kepada Dosen

Pembimbing atau Laboran Pendamping yang bertugas.

8. Mahasiswa membuat tugas pendahuluan praktikum dan menunjukkan laporannya kepada

Dosen Pembimbing atau Laboran Pendamping yang bertugas.

9. Mahasiswa membaca dan mengikuti petunjuk praktikum yang terdapat dalam modul.

10. Mahasiswa mencatat semua hasil pengamatan praktikum yang diminta.

11. Mahasiswa mengerjakan laporan praktikum sesuai format yang berlaku dan dikumpulkan

paling lambat 1 minggu setelah praktikum.

12. Nilai praktikum akan dikeluarkan setelah Laporan Praktikum masuk dalam tenggang

waktu yang diperkenankan.



MODUL 1. GERBANG LOGIKA DASAR

1. TEORI GERBANG LOGIKA

Gerbang logika merupakan rangkaian dengan satu atau lebih sinyal masukan tetapi hanya

menghasilkan satu sinyal keluaran. Gerbang logika merupakan rangkaian digital dua keadaan,

karena sinyal masukan dan sinyal keluaran hanya berupa tegangan tinggi atau tegangan

rendah. Analisa gerbang logika dapat dilakukan dengan Aljabar Boolean maupun dengan

menggunakan Peta Karnaugh.

Gerbang logika dasar terdiri dari Inverter atau gerbang NOT, AND, OR, NAND (NOT-

AND), NOR (NOT-OR), EX-OR (Exclusive-OR) dan EX-NOR (NOT EX-OR). Simbol

gerbang-gerbang logika dasar tersebut ditunjukkan pada Gambar 2.1 berikut ini.

Gambar 2.1 Simbol gerbang-gerbang logika dasar

Gerbang-gerbang logika yang biasa dipakai dibuat dalam bentuk IC (Integrated Circuit)

yang terdiri atas transistor-transistor, diode dan komponen-komponen lainnya. IC digital

dikelompokkan menurut devais pembentuknya maupun spesifikasi kerjanya.

IC TTL merupakan perangkat logika yang mempunyai tegangan kerja 4.5 s/d 5.5 volt. Bila

batas tegangan ini dilampaui maka IC akan rusak atau bila kurang IC tidak akan bekerja

dangan baik. IC TTL yang telah difabrikasi untuk gerbang-gerbang logika dasar antara lain :

a. AND : 7408 d. OR : 7432

b. NAND : 7400 e. NOT : 7404

c. NOR : 7402,7425,7427 f. EX-OR : 7486

Selain TTL terdapat juga gerbang logika dari jenis CMOS yang mempunyai tegangan kerja

antara 3.5 s/d 15 volt. IC CMOS selain lebih besar jangkauan tegangan kerjanya juga harganya

rata-rata lebih murah dari IC TTL. Kelemahan IC CMOS adalah faktor kecepatan respon

rangkaian yang lebih lambat dari pada IC TTL. Selaian itu IC CMOS memerlukan penanganan

yang lebih hati-hati karena mudah rusak akibat pengaruh listrik statis.

2. TUGAS PENDAHULUAN

1. Jelaskan yang dimaksud dengan gerbang NOT, AND, OR, NAND, NOR, dan XOR.



2. Gambarkan bentuk gerbang dan IC TTL serta tabel kebenaran dari NOT, NOR, dan

XOR

3. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengerti dan memahami gerbang-gerbang logika dasar

2. Mengerti dan memahami cara membuat rangkaian gerbang gerbang logika dasar

3. Membuktikan tabel kebenaran dari gerbang-gerbang logika dasar

4. PRAKTIKUM Alat yang diperlukan:

• 7408 quad AND gate, 7432 quad OR gate, 7404 hex INVERTER, 7400 quad NAND gate,

7402 quad NOR gate, 7486 quad EX-OR gate

• Switch input logika

• LED indikator output

• Jumper untuk VCC, GND, input dan output

Petunjuk Praktikum:

1. Buatlah diagram rangkaian sesuai dengan data sheet dari masing-masing IC tersebut di

atas (data sheet terlampir)

2. Catat hasil pengujian tabel kebenaran dari masing-masing gerbang logika

5. PERTANYAAN DAN TUGAS

1. Buatlah rangkaian pengganti AND dengan menggunakan gerbang NOR

2. Buatlah rangkaian pengganti EX-OR hanya dengan menggunakan gerbang NAND

3. Buatlah kesimpulan dari praktikum modul ini



DATA SHEET IC

IC 7432 Gerbang Logika OR

1 2 3 4 5 67

891011121314

GND

Vcc+5V

IC 7432

1

2

3A

B

Y

Konfigurasi Pin Diagram Rangkaian IC 7408 Gerbang Logika AND

1 2 3 4 5 67

891011121314

GND

Vcc+5V

IC 7408

1

2

3A

B

Y

Konfigurasi Pin Diagram Rangkaian IC 7404 Gerbang Logika NOT

1 2 3 4 5 67

891011121314

GND

Vcc+5V

IC 7404

1 2A Y

Konfigurasi Pin Diagram Rangkaian



IC 7400 Gerbang Logika NAND

1 2 3 4 5 67

891011121314

GND

Vcc+5V

IC 7400

1

2

3A

B

Y

Konfigurasi Pin Diagram Rangkaian IC 7402 Gerbang Logika NOR

1 2 3 4 5 67

891011121314

GND

Vcc+5V

IC 7402

1

2

3A

B

Y

Konfigurasi Pin Diagram Rangkaian IC 7486 Gerbang Logika EX-OR

1 2 3 4 5 67

891011121314

GND

Vcc+5V

IC 7486

1

2

3A

B

Y

Konfigurasi Pin Diagram Rangkaian



MODUL 2. OPERASI ARITMATIKA

1. TEORI

Operasi aritmatika seperti penjumlahan (addition), pengurangan (subtraction), perkalian

(multiplication) dan pembagian (division) diperlukan pada komputer digital, calculator dan

sistem digital lainnya. Untuk melakukan operasi aritmatika tersebut dapat dipergunakan

gerbang EX-OR, AND, OR dan NOT.

Half adder merupakan rangkaian logika untuk melakukan operasi penjumlahan 1-bit.

Mempunyai masukan A dan B, sedangkan keluaran atau outputnya merupakan hasil

penjumlahan SUM (S) dan CARRY (C). Gerbang logika dan Tabel kebenarannya diberikan

pada Gambar 2.1 berikut:

A

B

SUM (S)

CARRY (C)

A B

OUTPUT

0

00

0

0

1 1

1 1

1

1

1

S = A̅B + AB̅

0

0

0

0

S C

INPUT

C = AB

Gambar 2.1 Rangkaian Half Adder dan Tabel Kebenarannya

Half substractor digunakan untuk melakukan operasi pengurangan B dari A, dimana B dan A

merupakan sinyal input 1-bit. Keluarannya adalah DIFFERENCE (D) dan BORROW (B).

Gerbang logika dan tabel kebenarannya diberikan pada Gambar 2.2.

A

B

DIFF (D)

BORROW (B)

A B

OUTPUT

0

00

0

0

1 1

1

1

1

1

1

D = A̅B + AB̅

0

0

0

0

B D

INPUT

B = A̅B

Gambar 2.2 Rangkaian Half Substractor dan Tabel Kebenarannya



Full Adder merupakan rangkaian logika yang melakukan operasi penjumlahan 3-bit, dimana

1 bit masukan merupakan CARRY dari masukan sebelumnya. Rangkaian logika dari Full

Adder ditunjukkan pada Gambar 2.3.

A

B

CARRY (Cn)

Cn-1 SUM (Sn)

Gambar 2.3 Rangkaian Full Adder

Full Substractor merupakan rangkaian logika yang melakukan operasi pengurangan dengan

3 input: A, B dan Cn-1 (Borrow dari tingkat sebelumnya) dan memiliki 2 output DIFFERENCE

dan BORROW, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.4.

A

B

Cn-1 DIFF (Dn)

BORROW (Bn)

Gambar 2.4 Rangkaian Full Substractor


Buatkan Tabel Kebenaran untuk Rangkaian Full Adder dan Full Substractor

3. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengerti dan memahami fungsi aritmatika dasar penjumlahan dan pengurangan

2. Mengerti dan memahami cara membuat rangkaian penjumlah dan pengurang

3. Membuktikan tabel kebenaran dari operasi penjumlahan dan pengurangan untuk 2 bit

dan 3 bit.


• 7408 quad AND gate, 7432 quad OR gate, 7404 hex INVERTER, 7486 quad EX-OR gate





• Jumper untuk VCC, GND, input dan output

Petunjuk Praktikum:

1. Buatlah rangkaian Half Adder

2. Catat hasil pengujian tabel kebenaran dari Half Adder

3. Ulangi langkah 1 dan 2 untuk rangkaian Full Adder, Half Substractor dan Full

Substractor

4. Catat kejadian yang terjadi dalam praktikum bila terjadi ketidak sesuaian dari tabel

kebenaran hasil pengamatan dengan tabel kebenaran secara teori. Selidikilah kesalahan

yang terjadi dan cari jalan keluarnya


1. Rancanglah sebuah rangkaian yang dapat melakukan operasi pengalian dua buah 2-bit

bilangan A1A0 dengan B1B0 dengan output Y3 Y2 Y1 Y0

2. Buatlah kesimpulan dari hasil praktikum



MODUL 3. PENCACAH ASINKRON (RIPPLE COUNTER)

1. TEORI

Suatu pencacah yang dipacu oleh clock dapat digunakan untuk menghitung atau

mencacah banyaknya pulsa clock. Pada dasarnya ada dua macam pencacah, yaitu Synchronous

Counter (Parallel Counter) – Pencacah Sinkron (Pencacah Paralel) dan Asynchronous Counter

(Ripple Counter) – Pencacah Asinkron (Pencacah Riak).

Pada modul ini digunakan pencacah riak yang sederhana dalam pengoperasian dan

penyusunan rangkaiannya serta menggunakan perangkat keras seminimal mungkin. Setiap

flip-flop dipicu oleh flip-flop sebelumnya, sehingga disebut juga sebagai Pencacah Serial.

Untuk 4-bit Pencacah Riak digunakan dua buah IC 7476 yang masing-masing berisi dua buah

JK flip-flop.

Untuk pencacah naik (Forward Counter), counter mencacah banyaknya perubahan clock

sampai sebanyak lima belas (15) kali. Pulsa clock diberikan pada flip-flop pertama, A, dan

keluaran flip-flop pertama QA digunakan untuk memicu flip-flop kedua, B. QB digunakan

untuk memicu flip-flop C dan seterusnya. Pencacah memulai hitungan pada 0000 dan

mengakumulasi satu hitungan untuk setiap perubahan clock sampai mencapai hitungan 1111.

Setelah itu pencacah akan secara otomatis reset hitungan kembali ke 0000 dan memulai siklus

cacah dari awal lagi. Lihat Gambar 3.1.

Untuk pencacah turun (Reverse Counter), pulsa clock diberikan pada masukan clock

flip-flop pertama dan komplemen output dari QA (dalam hal ini Q̅A) digunakan untuk memicu

flip-flop B dan Q̅B digunakan untuk memicu flip-flop C dan seterusnya. Pencacah memulai

hitungan pada 1111 dan isi counter berkurang satu hitungan untuk setiap perubahan clock

sehingga mencapai hitungan 0000. Setelah itu pencacah akan reset kembali ke 1111 dan

memulai siklus cacah seperti semula. Lihat Gambar 3.2.

Selain dua jenis pencacah tersebut diatas, dapat pula dibuat rangkaian pencacah riak 4-

bit yang dapat dibuat untuk reset pada pulsa clock yang diinginkan, atau disebut juga Modulo

Counter. Untuk membuat rangkaian seperti itu perlu ditambahkan sebuah gerbang NAND

dengan 4 input yang berfungsi memberi keluaran berupa sinyal reset otomatis. Keluaran

gerbang NAND akan “LOW” jika dan hanya jika semua inputnya “HIGH”.

Sebagai contoh jika kita ingin memodifikasi pencacah maju 4-bit menjadi Decade

Counter (Pencacah Modulo-10), maka pencacah tersebut harus menghitung sampai hitungan 9

dan kemuadian akan reset ke 0000 pada pulsa ke-10. Pada pulsa ke-10, keluaran flip-flop ke-2



dan ke-4 (Q2 atau QB dan Q4 atau QD) adalah logika “HIGH” dan keluaran flip-flop ke-1 dan

ke-3 (Q1 atau QA dan Q3 atau QC) adalah logika “LOW”. Oleh karena itu dapat diambil

keluaran Q2 dan Q4 serta komplemen keluaran Q1 dan Q3 (dalam hal ini Q̅1 dan Q̅3) sebagai

input untuk gerbang NAND tersebut dan juga menghubungkan output gerbang NAND ke

common Reset dari semua flip-flop. Kita dapat membuat pencacah modulo yang kita inginkan

dengan memprogram input gerbang NAND sebagai cacah reset yang bersesuaian. Lihat

Gambar 3.3.


1. Jelaskan mengapa digunakan JK flip-flop dalam membuat rangkaian pencacah!

2. Buatkan Tabel Kebenaran untuk Pencacah Maju Serial 4-bit dan Pencacah Mundur Serial

4-bit!

3. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengerti dan memahami fungsi flip-flop sebagai pencacah (counter)

2. Mengerti dan memahami cara membuat rangkaian pencacah

3. Membuktikan tabel kebenaran dari rangkaian pencacah


• IC 7476 dua buah, IC 7420 (gerbang NAND 4-input)



• Masukan clock

• Jumper untuk VCC, GND, clock, input dan output

Petunjuk Praktikum:

1. Buatlah rangkaian Pencacah Maju (Forward Counter) seperti dalam Gambar 3.1



GND

3

54

1

16

15

1413

9

12

11

108

Vcc+5V

CLK

R R

IC 1½ of7476

IC 1½ of7476

J1

K1

J2

K2Q̅1

Q1

GND

3

54

1

16

15

1413

9

12

11

108

Vcc+5V

R R

IC 2½ of7476

IC 2½ of7476

J3

K3

J4

K4Q̅3

Q3

Q̅2 Q̅4

RESET SWITCH

Q2Q4

QA QB QC QD

6 6

LSB MSB

Gambar 3.1 Rangkaian Pencacah Maju

2. Sambungkan semua masukan pin Reset dari semua flip-flop menjadi satu dan

sambungkan dengan satu kabel jumper terbuka untuk disambungkan ke titik GND

untuk me-reset pencacah ke “0000”

3. Berikan pulsa clock satu per satu dengan switch pulsa. Perhatikan keempat output pada

setiap pulsa dan cek dengan Tabel Kebenarannya.

4. Ulangi langkah 1 untuk rangkaian Pencacah Mundur seperti pada Gambar 3.2

GND

2

54

1

16

15

1413

9

12

11

107

Vcc+5V

PR PR

IC 1½ of7476

IC 1½ of7476

J1

K1

J2

K2Q̅1

Q1

GND

2

54

1

16

15

1413

9

12

11

107

Vcc+5V

PR PR

IC 2½ of7476

IC 2½ of7476

J3

K3

J4

K4Q̅3

Q3

Q̅2 Q̅4

RESET SWITCH

Q2Q4

QA QB QC QD

6 6

LSB MSB

Gambar 3.2 Rangkaian Pencacah Mundur

5. Reset flip-flop dengan menyambungkan semua masukan preset PR ke GND untuk

beberapa saat, sehingga semua indikator keluaran LOW atau semua LED keluaran OFF.

6. Berikan pulsa satu per satu dengan switch pulsa. Perhatikan perubahan keempat output

pada setiap perubahan pulsa dan cek dengan Tabel Kebenarannya.

7. Buatlah rangkaian Pencacah Modulo-10 seperti pada Gambar 3.3



GND

3

54

1

16

15

1413

9

12

11

108

Vcc+5V

CLK

R R

IC 1½ of7476

IC 1½ of7476

J1

K1

J2

K2

Q̅1

Q1

GND

3

54

1

16

15

1413

9

12

11

108

Vcc+5V

R R

IC 2½ of7476

IC 2½ of7476

J3

K3

J4

K4

Q̅3

Q3

Q̅2 Q̅4

Q2Q4

QA QB QC QD

6 6

LSB MSB

IC 7420

Gambar 3.3 Rangkaian Pencacah Modulo-10 (Decade Counter)

Perhatikan koneksi ke IC 7420 mengikuti konfigurasi berikut.

Gambar 3.4 Konfigurasi pin IC 7420


pada setiap perubahan pulsa dan cek pengamatan anda dengan Tabel Kebenaran berikut.

Input Output

Clock QD QC QB QA

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 0 0 0 0

Tabel Kebenaran Pencacah Modulo-10


1. Buatlah gambar timing diagram dari keluarannya dengan perubahan masukan pulsa

yang diberikan




MODUL 4. PENCACAH SINKRON (SYNCHRONOUS COUNTER)

1. TEORI

Pencacah merupakan rangkaian logika sekuensial yang terdiri dari flip-flop dan

digunakan untuk menghitung jumlah pulsa yang diberikan. Masukan pulsa merubah keadaan

flip-flop sedemikian rupa sehingga dengan mengamati tingkat keluaran kita dapat

menentukan total jumlah masukan pulsa yang diberikan.

Pencacah riak merupakan yang termudah untuk dibuat, tetapi terdapat batasan pada

frekuensi operasinya. Setiap flip-flop memiliki waktu tunda (delay time). Pada pencacah

riak, waktu tunda tersebut terakumulasi dan total waktu settle (settling time) untuk pencacah

kurang lebih merupakan waktu tunda dikalikan total jumlah flip-flop.

Keterbatasan kecepatan propagasi ini dapat diatasi dengan menggunakan pencacah

parallel atau pencacah sinkron. Perbedaannya di sini adalah setiap flip-flop dipicu langsung

oleh clock secara simultan, sehingga waktu tunda propagasi dapat dikurangi dengan

sepantasnya. Laju pengulangan dibatasi oleh waktu tunda dari tiap flip-flop ditambah dengan

waktu propagasi dari gerbang pengontrol yang terlibat.

Biasanya frekuensi operasi maksimumdari 4-bit pencacah sinkron dengan logika TTL

adalah sekitar 32MHz, yang merupakan dua kali dari kecepatan pencacah riak. Kelebihan

lain dari pencacah sinkron adalah tidak adanya kesalahan pengkodean, karena flip-flop

berubah keadaan pada waktu serempak.


Jelaskan bagaimana memodifikasi pencacah asinkron menjadi pencacah sinkron!

3. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengerti dan memahami fungsi flip-flop sebagai pencacah sinkron (parallel counter)

2. Mengerti dan memahami cara membuat rangkaian pencacah sinkron


• IC 74193





• Masukan clock


Petunjuk Praktikum:

1. Perhatikan konfigurasi pin dari IC 74193 berikut ini

Gambar 4.1 Konfigurasi pin IC 74193

2. Buatlah rangkaian Pencacah Maju Sinkron dengan menggunakan IC 74193 seperti pada

Gambar 4.2

16 8

3 2 6 7

145

QA QB QC QD

GNDVcc

+5VIC 74193

RESET SWITCHCLK Gambar 4.2 Pencacah Maju Sinkron

3. Reset pencacah dengan menekan switch push to OFF satu kali, sehingga output

menunjukkan “0000”



4. Berikan pulsa clock satu per satu dengan switch pulsa. Perhatikan keempat output pada

setiap pulsa dan cek dengan Tabel Kebenarannya (seperti pada Pencacah Maju

Asinkron sebelumnya)

5. Ulangi langkah 1 untuk rangkaian Pencacah Mundur seperti pada Gambar 4.3

16 8

3 2 6 7

144

QA QB QC QD

GNDVcc

+5VIC 74193

RESET SWITCHCLK

Gambar 4.3 Pencacah Mundur Sinkron

6. Reset flip-flop dengan menekan switch push to ON satu kali, sehingga semua indikator

keluaran LOW atau semua LED keluaran OFF.


pada setiap perubahan pulsa dan cek dengan Tabel Kebenarannya (seperti pada

Pencacah Turun Asinkron)


1. Buatlah gambar timing diagram dari keluarannya dengan perubahan masukan pulsa

yang diberikan




MODUL 5. REGISTER GESER (SHIFT REGISTER)

1. TEORI

Register geser pada dasarnya merupakan media untuk menyimpan satu atau lebih

informasi kata biner (binary word;4-bit data). Seperti juga dengan pencacah, register juga

terdiri dari elemen penyimpan biner berupa flip-flop. Elemen-elemen tersebut di bentuk

bertingkat sedemikian rupa, sehingga bit yang tersimpan dapat berpindah atau bergeser dari

satu elemen ke elemen berikutnya.

Semua register penyimpan diaktifasikan secara simultan dengan sebuah masukan pulsa

CLOCK atau SHIFT. Saat pulsa geser (shift) diberikan, maka data yang tersimpan akan

bergerak satu posisi, ke kanan ataupun ke kiri sesuai dengan yang kita kehendaki. Dengan

kemampuannya untuk menggerakkan data, satu bit pada setiap saat, maka register geser

bermanfaat dalam berbagai operasi logika seperti mencacah, membagi frekuensi dan

melakukan operasi aritmatika.

Kapasitas penyimpanan suatu register geser tergantung pada jumlah elemen biner yang

digunakan. Kebanyakan register geser beroperasi secara serial, namun banyak juga

rangkaian yang menyediakan fasilitas masukan parallel dan keluaran parallel. Register geser

yang seperti memungkinkan data untuk dimasukkan secara parallel dan dibaca keluarannya

secara parallel. Sifat ini membuat register geser sangat ideal untuk melakukan konversi

operasi serial to parallel dan parallel to serial.

Register geser dapat digunakan untuk melakukan operasi aritmatika. Menggeser data

yang tersimpan dalam register geser ke kanan atau ke kiri setiap satu bit sebenarnya sama

dengan melakukan operasi perkalian atau pembagian bilangan yang tersimpan tersebut

dengan faktor dua (2). Register geser dapat juga digunakan untuk membangkitkan pulsa

kendali untuk rangkaian logika. Dalam beberapa aplikasi, register geser digunakan sebagai

pembagi frekuensi.


Jelaskan bagaimana operasi serial to parallel dapat dilakukan pada register geser

3. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengerti dan memahami fungsi flip-flop sebagai register geser

2. Mengerti dan memahami cara membuat rangkaian register geser




• IC 7495



• Masukan clock


Petunjuk Praktikum:

A. Serial to Parallel

1. Buatlah rangkaian Serial to Parallel seperti Gambar 5.1 berikut

67

13 12 11 10

21

QA QB QC QD

+5VIC 7495

INDIKATOR OUTPUT

PULSA CLOCK

+5V14

3 4 5

GND+5VGND+5V

Input Serial Geser Kiri

Input Serial Geser Kanan

9

8

A B C D

Mode Control

Gambar 5.1 Rangkaian Register Geser Serial to Parallel

2. Nyalakan switch ON pada papan rangkaian

3. Buat input switch mode control (pin 6) pada ground (0 volt) sehingga IC melakukan operasi Geser Kanan

4. Buat input serial dan input D pada GND. Berikan empat pulsa clock dan catat keadaan keluaran (output): ABCD = ____________________



5. Ubah input serial di set ke +5V. Berikan kembali empat pulsa clock dan catat keadaan keluaran : ABCD = ____________________. Perhatikan arah pergeseran data

6. Set input serial ke GND. Berikan empat pulsa clock dan perhatikan arah pergeseran data

7. Letakkan switch mode control dan input D ke +5V. Berikan masukan pulsa clock dan perhatikan arah pergeseran. Catat keadaan keluaran akhir setelah empat pulsa.

8. Set input D ke logika “0”, atau ke GND. Berikan dua buah pulsa clock dan catatkan keadaan akhir dari register.

B. Parallel to Serial

1. Buatlah rangkaian seperti ditunjukkan dalam Gambar 5.2 di bawah ini:

67

13 12 11 10

2

1

QA QB QC QD

+5VIC 7495

INDIKATOR OUTPUT

PULSA CLOCK

+5V14

3 4 5

9

8

A B C D

Mode Control

+5V +5V+5V+5V

Gambar 5.2 Rangkaian Register Geser Parallel to Serial

2. Nyalakan switch ON pada papan rangkaian

3. Set masukan data ABCD ke GND atau logika “0”

4. Letakkan switch mode control ke +5V dan berikan sebual pulsa clock. Perhatikan keadaan keluaran (output) dan catat hasil pengamatan

5. Set masukan data ABCD ke +5V. Berikan sebuah pulsa clock dan catat kembali keadaan keluaran

6. Ubah switch mode control ke GND. Berikan empat pulsa clock satu per satu dan perhatikan keadaan keluaran setiap kali pemberian pulsa clock.




1. Jelaskan bagaimana cara memasukkan data “0101” secara serial pada input A, B, C dan

D pada register geser!

2. Jelaskan bagaimana cara memasukkan data mulai dari “0000” sampai “1111” secara

parallel pada input A, B, C dan D pada register geser!


Modul Praktikum TeknikDigital UNIBA 2011

Documents

Transcript of Modul Praktikum TeknikDigital UNIBA 2011