Download - Register 1

Transcript
Page 1: Register 1

KEGIATAN BELAJAR 4: FLIP-FLOP

a. Tujuan Pemelajaran

1. Mampu mengaplikasikan konsep-konsep sistem digital

menjadi rangkaian flip-flop

2. Menjelaskan prinsip kerja macam-macam rangkaian flip-flop

dengan benar

3. Menjelaskan fungsi rangkaian flip-flop

b. Uraian Materi

Flip-flop adalah keluarga Multivibrator yang mempunyai dua

keadaaan stabil atau disebut Bistobil Multivibrator. Rangkaian

flip-flop mempunyai sifat sekuensial karena sistem kerjanya

diatur dengan jam atau pulsa, yaitu sistem-sistem tersebut

bekerja secara sinkron dengan deretan pulsa berperiode T

yang disebut jam sistem (System Clock atau disingkat menjadi

CK). Seperti yang ditunjukkan dalam gambar 1:

Gambar1: Keluaran dari pembangkit pulsa yang digunakan

sebagai deretan pulsa untuk sinkronisasi suatu

sistem digital sekuensial Lebor pulsa tp diandaikan

kecil terhadap T

Berbeda dengan uraian materi sebelumnya yang bekerja atas

dasar gerbang logika dan logika kombinasi, keluarannya pada

saat tertentu hanya tergantung pada harga-harga masukan

pada saat yang sama. Sistem seperti ini dinamakan tidak

memiliki memori. Disamping itu bahwa sistem tersebut

Modul ELKA.MR.UM.004.A 56

Page 2: Register 1

menghafal hubungan fungsional antara variabel keluaran dan

variabel masukan.

Sedangkan fungsi rangkaian flip-flop yang utama adalah

sebagai memori (menyimpan informasi) 1 bit atau suatu sel

penyimpan 1 bit.

Selain itu flip-flop juga dapat digunakan pada Rangkaian Shift

Register, rangkaian Counter dan lain sebagainya.

Macam - macam Flip-Flop:

1. RS Flip-Flop

2. CRS Flip-Flop

3. D Flip-Flop

4. T Flip-Flop

5. J-K Flip-Flop

ad 1.RS Flip-Flop

RS Flip-Flop yaitu rangkaian Flip-Flop yang mempunyai 2

jalan keluar Q dan Q (atasnya digaris). 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 Q not 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 Q not

pada logika 0.

Sifat paling penting dari Flip-Flop adalah bahwa sistem ini

dapat menempati salah satu dari dua keadaan stabil

yaitu stabil I diperoleh saat Q =1 dan Q not = 0, stabil ke

II diperoleh saat Q=0 dan Q not = 1 yang diperlihatkan

pada gambar berikut:

Modul ELKA.MR.UM.004.A 57

Page 3: Register 1

S

R

Q

Q

Gambar 2. RS-FF yang disusun dari gerbang NAND

Tabel Kebenaran:

S B Q Q Keterangan0 0 1 1 Terlarang0 1 1 0 Set (memasang)1 1 1 0 Stabil I1 0 0 1 Reset (melepas)1 1 0 1 Stabil II0 0 1 1 Terlarang

1 1Qn

Qn

Kondisi memori (mengingat)

Yang dimaksud kondisi terlarang yaitu keadaaan yang

tidak diperbolehkan kondisi output Q sama dengan Q not

yaitu pada saat S=0 dan R=0.

Yang dimaksud dengan kondisi memori yaitu saat S=1

dan R=1, output Q dan Qnot akan menghasilkan

perbedaan yaitu jika Q=0 maka Qnot=1 atau sebaliknya

jika Q=1 maka Q not =0.

ad 2.CRS Flip-Flop

Tabel kebenarannya:

Modul ELKA.MR.UM.004.A 58

Page 4: Register 1

S R Qn +10 0 Qn

0 1 01 0 11 1 terlarang

Keterangan:

Qn = Sebelum CK

Qn +1 = Sesudah CK

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 berlogik 0, 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.

ad 3.D Flip-Flop

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 berlogik 0.

D

Ck

Q

Q

S

R

RS FF

Gambar 4. D flip-flop

Modul ELKA.MR.UM.004.A 59

Page 5: Register 1

Tabel Kebenaran:

D Qn+101

01

ad 4.T Flip-Flop

Gambar 5. T flip-flop

Tabel Kebenaran:

T Q0 01 00 11 10 01 00 11 1

Rangkaian T flip-flop atau Togle flip-flop dapat dibentuk

dari modifikasi clocked RSFF, DFF maupun JKFF. TFF

mempunyai sebuah terminal input T dan dua buah

terminal output Q dan Qnot. TFF banyak digunakan pada

rangkaian Counter, frekuensi deviden dan sebagainya.

Modul ELKA.MR.UM.004.A 60

Page 6: Register 1

ad 5.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 lay

outnya 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.

Q

Q

JK FF

Clear

J

Ck

K

Gambar 6. JK FF

Tabel Kebenaran:

J K Qn+1 Keterangan0 0 Qn Mengingat0 1 0 Reset1 0 1 Set1 1 Qn (strep) Togle

c. Rangkuman

Telah diuraikan konfigurasi flip-flop RS, CRS, D (Data), T (Togle)

dan JK sebagai lima jenis flip-flop yang penting. Hubungan

logika yang berlaku untuk masing-masing flip-flop adalah

Modul ELKA.MR.UM.004.A 61

Page 7: Register 1

berbeda. Suatu flip-flop IC biasanya dijalankan secara sinkron

dengan suatu jam dan disamping itu IC tersebut dapat (atau

tidak dapat) memiliki masukan langsung untuk operasi

asinkron/tak sinkron, masukan J dan K Data dan Clear.

Masukan langsung hanya dapat berharga 0 diantara pulsa jam

(Clock) ketika CK=0. Bilamana CK=1 kedua masukan asinkron

harus dalam keadaan tinggi dan harus tetap bertahan pada

keadaanya selama jangka waktu pulsa, CK=1. Untuk flip-flop

majikan budak (Master Slave), keluaran Q tetap sama selama

jangka waktu pulsa dan hanya berubah setelah CK berubah

dari 1 ke 0, pada tepi pulsa kearah negatif flip-flop togle atau

komplementer tidak terdapat secara komersial karena JK FF

dapat juga digunakan sebagai T FF dengan menghubungkan

langsung masukan J dan K seperti gambar dibawah.

d. TUGAS

1. Berikan definisi dari suatu flip-flop!

2. Tuliskan 2 fungsi dari flip-flop !

3. Sebutkan jenis-jenis flip-flop yang pengaturnya

menggunakan jam (clock)!

4. Gambarkan sebuah flip-flop RS yang tidak menggunakan

dan disusun dari pintu/gerbang NAND!

5. Apa arti dari Men-Set flip-flop?

e. Test Formatif

I Berilah tanda silang pada jawaban yang paling benar!

1. Flip-flop termasuk golongan/keluarga:

a. Univibrator

b. Astabil Multivibrator

c. Monostabil Multivibrator

Modul ELKA.MR.UM.004.A 62

Page 8: Register 1

d. Bistabil Multivibrator

2. Yang bukan merupakan jenis flip-flop yang diatur dengan

clock adalah:

a. JK FF

b. D FF

c. CRS FF

d. RS FF

3. Daerah terlarang untuk RS FF yang disusun dari pintu

NAND yaitu:

a. S=0 , R=0 c. S=0 , R=0

b. S=1 , R=0 d. S=1 , R=1

4. Daerah stabil untuk RS FF yang dibangun dari pintu

NAND yaitu:

a. S=0 , R=0 c. S=1 , R=0

b. S=1 , R=1 d. S=0 , R=1

5. Yang disebut dengan Me-Reset sebuah FF yaitu dengan

membuat keluaran:

a. Q=1 , Qnot=0 c. Q=0 , Qnot=1

b. Q=1 , Qnot=1 d. Q=0 , Qnot=0

6. Jenis flip-flop yang tidak mempunyai kondisi terlarang

adalah:

a. RS FF dari NAND c. JK FF

b. CRS FF d. RS FF dari NOR

7. Daerah terlarang untuk CRS flip-flop adalah:

a. R=1 , S=1 c. R=0 , S=1

b. R=0 , S=0 d. R=1 , S=0

8. Pernyataan berikut merupakan fungsi dari flip-flop,

kecuali:

a. Memory

b. Pembangkit pulsa clock

Modul ELKA.MR.UM.004.A 63

Page 9: Register 1

c. Rangkaian penggeser data

d. Rangkaian hitung

9. Jenis IC yang melaksanakan fungsi NAND adalah:

a. 7402 c. 7473

b. 7400 d. 7474

10. Jenis IC yang melaksanakan fungsi JK FF adalah:

a. 7402 c. 7473

b. 7400 d. 7474

II Jawablah pertanyaan berikut dengan tepat, jelas dan benar!

1. Gambarkan dan buatlah tabel kebenaran dari CRS Flip-

flop!

2. Gambarkan dan buatlah tabel kebenaran dari JK Flip-flop!

f. Kunci Jawaban

I. 1. d 6. c

2. d 7. a

3. a 8. b

4. b 9. b

5. c 10. c

II. Uraian

1. Gambar CRS FF dan tabel kebenaran

Tabel kebenaran:

S R Qn +10 0 Qn

Modul ELKA.MR.UM.004.A 64

Page 10: Register 1

0 1 01 0 11 1 terlarang

2. Gambar JK FF dan tabel kebenaran

Q

Q

JK FF

Clear

J

Ck

K

Tabel kebenaran:

J K Qn+1 Keterangan0 0 Qn Mengingat0 1 0 Reset1 0 1 Set1 1 Qn (strep) Togle

g. Lembar Kerja

Judul 1 : RS FF , CRS FF dan D FF dengan gerbang-gerbang NAND

ALAT DAN BAHAN

1. IC SN 7400 : 2 buah

2. LED : 2 buah

3. R : 220 Ω : 2 buah

4. Multimeter

5. Catu daya 5 Volt

6. Breadboard

7. Kabel penghubung secukupnya

GAMBAR RANGKAIAN

Modul ELKA.MR.UM.004.A 65

Page 11: Register 1

R-S Flip-flop

C-RS Flip-Flop

D Flip Flop

Modul ELKA.MR.UM.004.A 66

Page 12: Register 1

IC SN 7400

LANGKAH KERJA

MERAKIT RS FF

1. Buatlah rangkaian RS FF seperti pada gambar rangkaian

diatas.

2. Masukkanlah tegangan +5V pada kaki 14 dan ground

pada kaki 7.

3. Masukkan input logik pada input-input R dan S seperti

pada tabel dibawah ini. Dan masukan hasil pengamatan

ini ke dalam tabel I.

TABEL I

INPUT OUTPUTR S Q Qnot001110

011010

4. Ulangi percobaan ini beberapa kali sampai dapat

memahami sifat dan cara kerja rangkaian RS FF.

MERAKIT CLOCK

1. Buatlah C-RS FF seperti pada gambar rangkaian diatas.

2. Masukkanlah tegangan +5V pada kaki 14 dan ground

pada kaki 7.

3. Masukanlah input logik pada input R, S dan Clock seperti

pada tabel II, dan kemudian catat keadaan outputnya

dan masukanlah hasilnya ke dalam tabel II berikut:

TABEL II

INPUT OUTPUTR S C Q Qnot

Modul ELKA.MR.UM.004.A 67

Page 13: Register 1

00110011

00001111

01010101

4. Ulangilah percobaan ini beberapa kali sampai dapat

memahami sifat dan cara kerja C-RS FF dengan gerbang

NAND.

MERAKIT D FF

1. Buatlah rangkaian D FF seperti pada gambar rangkaian

diatas.

2. Masukkanlah tegangan +5V pada kaki 14 dan ground

pada kaki 7.

3. Masukkan input logik pada input D dan Clock, lalu

amatilah keadaan outputnya dan catatlah hasilnya ke

dalam tabel III.

TABEL III

INPUT OUTPUTD Clock Q Qnot0 00 11 01 1

4. Ulangi percobaan ini beberapa kali sampai dapat

memahami sifat dan cara kerja rangkaian D flip-flop

dengan gerbang NAND.

Modul ELKA.MR.UM.004.A 68

Page 14: Register 1

KESIMPULAN

Apakah kesimpulan dari percobaan ini?

Judul 2 : JK Flip-Flop dan T Flip-Flop

ALAT DAN BAHAN

1. IC SN 7473

2. R : 220 Ω : 2 buah

3. LED : 2 buah

4. Catu Daya 5 Volt

5. Bread Board

6. Kabel Penghubung secukupnya

GAMBAR RANGKAIAN

J-K FF induk Hamba

T FF Induk hamba

LANGKAH KERJA

JK flip-flop Induk Hamba

1. Buatlah rangkaian JK FF seperti pada gambar diatas.

Modul ELKA.MR.UM.004.A 69

Page 15: Register 1

2. Masukan tegangan +5 V pada kaki 4 dan ground pada

kaki 11.

3. Berikan keadaan logik pada input J, K dan Clock. Lalu

amatilah keadaan outputnya dan catat hasilnya pada

tabel I.

4. Ulangi percobaan ini beberapa kali sampai dapat

memahami sifat dan cara kerja rangkaian JK FF induk

hamba.

INPUT OUTPUTJA KA ClockA QA QAnot0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1

INPUT OUTPUTJB KB ClockB QB QBnot0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1

T FF Induk Hamba

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar diatas.

2. Masukan tegangan +5 V pada kaki 4 dan ground pada

kaki 11.

3. Berikan input logik pada input T, lalu amati dan catat

keadaan outputnya pada tabel II berikut ini:

TABEL

Modul ELKA.MR.UM.004.A 70

Page 16: Register 1

INPUT OUTPUTT (Togle) Q Qnot

01010101

KESIMPULAN

Kesimpulan apakah yang diperoleh dari percobaan JK FF

dan T FF ini?

KEGIATAN BELAJAR 5: REGISTER

a. Tujuan Pemelajaran

1. Dapat menganalisa dan menggunakan flip-flop dalam

rangkaian Register

2. Menyebutkan macam-macam register dengan benar

3. Menyebutkan fungsi dan kegiatan Register

Modul ELKA.MR.UM.004.A 71

Page 17: Register 1

4. Menggambarkan macam-macam Register

5. Menjelaskan prinsip kerja macam-macam register

b. Uraian Materi

Register adalah sekelompok flip-flop yang dapat dipakai untuk

menyimpan dan untuk mengolah informasi dalam bentuk linier.

Ada 2 jenis utama Register yaitu:

1. Storage Register (register penyimpan)

2. Shift Register (register geser)

Register penyimpan (Storage Register) digunakan apabila kita

hendak menyimpan informasi untuk sementara, sebelum

informasi itu dibawa ke tempat lain. Banyaknya kata/bit yang

dapat disimpan, tergantung dari banyaknya flip-flop dalam

register.

Satu flip-flop dapat menyimpan satu bit. Bila kita hendak

menyimpan informasi 4 bit maka kita butuhkan 4 flip-flop.

Contoh: Register yang mengingat bilangan duaan (biner): 1101

terbaca pada keluaran Q.

Shift Register adalah suatu register dimana informasi dapat

bergeser (digeserkan). Dalam register geser flip-flop saling

dikoneksi, sehingga isinya dapat digeserkan dari satu flip-flop

Modul ELKA.MR.UM.004.A 72

Page 18: Register 1

ke flip-flop yang lain, kekiri atau kekanan atas perintah denyut

lonceng (Clock).

Dalam alat ukur digit, register dipakai untuk mengingat data

yang sedang ditampilkan.

Ada 4 Shift Register yaitu:

1. SISO (Serial Input Serial Output)

Gambar Register SISO yang menggunakan JK FF

Q3

FF3

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Q4

FF4

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Q1

FF1

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Q2

FF2

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Word in (SI)

Clock

Prinsip kerja:

Informasi/data dimasukan melalui word in dan akan

dikeluarkan jika ada denyut lonceng berlalu dari 1 ke 0.

Karena jalan keluarnya flip-flop satu dihubungkan kepada

jalan masuk flip-flop berikutnya, maka informasi didalam

register akan digrser ke kanan selama tebing dari denyut

lonceng (Clock).

Tabel Kebenaran (Misal masuknya 1101)

Clock ke

Word in Q1 Q2 Q3 Q4

0 0 0 0 0 01 1 1 0 0 02 0 0 1 0 03 1 1 0 1 04 1 1 1 0 1

Register geser SISO ada dua macam yaitu:

Modul ELKA.MR.UM.004.A 73

Page 19: Register 1

a) Shift Right Register (SRR)/Register geser kanan

b) Shift Left Register (SLR)/Register geser kiri

c) Shift Control Register dapat berfungsi sebagai SSR

maupun SLR

Rangkaian Shift control adalah sebagi berikut:

Geser Kiri

Out

Geser Kanan

Rangkaian ini untuk mengaktifkan geser kanan/kiri yang

ditentukan oleh SC. Jika SC=1, maka akan mengaktifkan

SLR. Jika SC=0, maka akan mengaktifkan SRR. Gambar

rangkaian selengkapnya adalah sebagai berikut:

SLR

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

Serial out

DFF3

2

1 3

CLK

D Q

SC

DFF4

2

1 3

CLK

D Q

Serial in

SRR

Clock DFF1

2

1 3

CLK

D Q

Serial in

Serial out

Keterangan:

Modul ELKA.MR.UM.004.A 74

Page 20: Register 1

Jika SC=0,maka input geser kanan akan aktif.

Keluaran NAND diumpamakan ke input DFF1 dan

setelah denyut lonceng berlaku (saat tebing depan),

maka informasi diteruskan ke output Q1. Dan output

Q1 terhubung langsung keoutput DFF2 berikutnya

sehingga dengan proses ini terjadi pergeseran ke

kanan.

TABEL KEBENARAN (jika input 1101)

Clock ke Input Q1 Q2 Q3 Q40 0 0 0 0 01 1 1 0 0 02 1 1 1 0 03 0 0 1 1 04 1 1 0 1 1

Informasi digit digeser kekanan setiap ada perubahan

pulsa clock tebing atas. Geser kanan berfungsi

sebagai operasi aritmatika yaitu pembagi dua untuk

tiap-tiap flip-flop.

Jika SC = 1 , maka akan mengaktifkan input geser kiri.

Output NAND masuk ke input D-FF4 dan setelah diberi

pulsa clock informasi dikeluarkan melalui Q4 dan

keluaran Q4 dihubungkan ke input D-FF3, keluaran D-

FF3 dimasukan ke D-FF berikutnya, sehingga dengan

demikian terjadi pergeseran informasi bit ke arah kiri.

TABEL KEBENARAN (jika input 1101)

Clock ke Input Q1 Q2 Q3 Q40 0 0 0 0 01 1 0 0 0 12 1 0 0 1 13 0 0 1 1 04 1 1 1 0 1

Modul ELKA.MR.UM.004.A 75

Page 21: Register 1

Register geser kiri berfungsi sebagai operasi

aritmatika yaitu sebagai pengali dua untuk tiap-tiap

flip-flop.

2. Register Geser SIPO

Adalah register geser dengan masukan data secara serial

dan keluaran data secara parelel.

Gambar rangkaiannya adalah sebagai berikut: (SIPO

menggunakan D-FF)

C

Clock

A D

DFF4

2

1 3

CLK

D Q

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

Data load

B

DFF1

2

1 3

CLK

D Q

DFF3

2

1 3

CLK

D Q

Read Out

Cara kerja:

Masukan-masukan data secara deret akan dikeluarkan oleh

D-FF setelah masukan denyut lonceng dari 0 ke 1. Keluaran

data/informasi serial akan dapat dibaca secara paralel

setelah diberikan satu komando (Read Out). Bila dijalan

masuk Read Out diberi logik 0, maka semua keluaran AND

adalah 0 dan bila Read Out diberi logik 1, maka pintu-pintu

AND menghubung langsungkan sinyal-sinyal yang ada di Q

masing-masing flip-flop.

Contoh: Bila masukan data 1101

TABEL KEBENARANNYA:

Read Clock Input Q1 Q2 Q3 A B C

Modul ELKA.MR.UM.004.A 76

Page 22: Register 1

Out Q4 D

0 0 00 0 0 0 0 0 0

0

0 1 11 0 0 0 0 0 0

0

0 2 11 1 0 0 0 0 0

0

0 3 00 1 1 0 0 0 0

0

0 4 11 0 1 1 0 0 0

0

11 0 1 1 1 0 1

1

3. Register Geser PIPO

Adalah register geser dengan masukan data secara

jajar/paralel dan keluaran jajar/paralel.

Gambara rangkaiannya adalah sebagai berikut: (PIPO

menggunakan D-FF)

Clock

RReset

QD

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

R

D2 D0D1

R

QC QB

D3

QA

R

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

Cara kerja:

Sebelum dimasuki data rangkaian direset dulu agar

keluaran Q semuanya 0. Setelah itu data dimasukkan secara

paralel pada input D-FF dan data akan diloloskan keluar

secara paralel setelah flip-flop mendapat pulsa clock dari 0

ke 1.

Contoh:

TABEL KEBENARAN:

Clock D1 D2 D3 QD QC QB

Modul ELKA.MR.UM.004.A 77

Page 23: Register 1

D4 QA0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 12 1 0 0 1 1 0 0 13 0 0 0 1 0 0 0 1

4. Register geser PISO

Adalah register geser dengan masukan data secara paralel

dan dikeluarkan secara deret/serial.

Gambar rangkaian register PISO menggunakan D-FF adalah

sebagai berikut:

SerialOut

B

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

Clock

C

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

RR

A D

R

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

Dataload

R

Rangkaian diatas merupakan register geser dengan panjang

kata 4 bit. Semua jalan masuk clock dihubungkan jajar.

Data-data yang ada di A, B, C, D dimasukkan ke flip-flop

secara serempak, apabila dijalan masuk Data Load diberi

logik 1.

Cara Kerja:

Mula-mula jalan masuk Data Load = 0, maka semua

pintu NAND mengeluarkan 1, sehingga jalan masuk set

Modul ELKA.MR.UM.004.A 78

Page 24: Register 1

dan rerset semuanya 1 berarti bahwa jalan masuk set

dan reset tidak berpengaruh.

Jika Data Load = 1, maka semua input paralel akan

dilewatkan oleh NAND. Misal jalan masuk A=1, maka

pintu NAND 1 mengeluarkan 0 adapun pintu NAND 2

mengeluarkan 1. Dengan demikian flip-flop diset

sehingga menjadi Q=1. Karena flip-flop yang lainpun

dihubungkan dengan cara yang sama, maka mereka juga

mengoper informasi pada saat Data Load diberi logik 1.

Setelah informasi berada didalam register, Data Load

diberi logik 0. Informasi akan dapat dikeluarkan dari

register dengan cara memasukkan denyut lonceng,

denyut-demi denyut keluar deret/seri. Untuk keperluan

ini jalan masuk D dihubungkan kepada keluaran Q.

Ada juga register yang dapat digunakan sebagai Shift

register SISO maupun PIPO dengan bantuan suatu control

sbb:

Reset

Input Control(IC)

Preset

Datajajar

Input Control = 0, berfungsi sebagai register geser SISO

Input Control = 1, berfungsi sebagai register geser PIPO

Data IC Preset Reset0 1 1 01 1 0 10 0 1 11 0 1 1

Rangkaian kontrol diatas dapat disimbolkan sbb:

Modul ELKA.MR.UM.004.A 79

Page 25: Register 1

Input Control

52

Preset

3

Reset

4

Data Paralel 1

Rangkaian selengkapnya adalah sbb:

D1

C

DataSeri

R

D

C

Q

C

R

DP

IC

D

C

D0

Q

QD

R

Q

D3

D

R

C

Q

D D

D2

QB

Clock

Q

QA

C

P

Q

R

DP

R

R

P

Q

Q

P

R

P

P

QC

D

C

P

C

Catatan:

Jika IC=0, maka input yang dimasukan ke D0, D1, D2, D3

tidak mempengaruhi keadaan output QA, QB, QC,

QD tetapi yang mempengaruhinya adalah data

yang dimasukkan ke input D-FF secara serial,

maka pada kondisi ini rangkaian akan bekerja

senagai register geser SISO.

Modul ELKA.MR.UM.004.A 80

Page 26: Register 1

Jika IC=1, maka input yang dimasukkan ke gate D seri tidak

akan mempengaruhi output, tetapi output

dipengaruhi oleh data paralel (D0, D1, D2, D3).

Input dimasukkan secara serempak dan keluaran

ditunjukkan secara serempak begitu pulsa clock

berguling dari 1 ke 0, maka pada kondisi ini

rangkaian akan bekerja sebagai registeer geser

PIPO.

c. Rangkuman

Karena suatu unit biner adalah memori 1 bit maka susunan n

buah flip-flop dapat menyimpan kata n bit. Susunan ini

dinamakan Register. Untuk memungkinkan pembacaan data

yang berurutan, maka keluaran dari flip-flop yang satu

dihubungkan dengan masukan dari flip-flop berikutnya.

Konfigurasi seperti ini yang disebut dengan register geser.

Masing-masing flip-flop banyak menggunakan JK-FF dan D-FF.

Perhatikan pada uraian materi diatas bahwa tahapan yang

harus menyimpan bit paling berarti adalah MSB (Most

Significant Bit). Bit paling tidak berarti adalah LSB (List

Significant Bit) yang berada pada bit disebelah paling kanan.

Macam-macam register yang digunakan adalah berdasarkan

fungsinya yaitu meliputi:

1. Register SISO yaitu merupakan register yang masukan

datanya seri dan keluar secara seri. Penerapan Register ini

yaitu untuk Register geser kanan, geser kiri. Beberapa jenis

register yang banyak dipasaran dilengkapi dengan gerbang-

gerbang yang memungkinkan pemindahan data dari kanan

ke kiri atau sebaliknya. Suatu penerapan untuk operasi-

operasi ini adalah dalam perkalian dan pembagian oleh

angka kelipatan 2

Modul ELKA.MR.UM.004.A 81

Page 27: Register 1

2. Register SIPO yaitu merupakan register yang masukan

datanya secara seri dan keluar secara paralel. Flip-flop yang

telah dijelaskan diatas dapat dikosongkan isinya dengan

memberi bit 0 pada Clear sehingga semua keluaran Q1, Q2,

Q3 dan Q4 = 0, setelah clear diberi logik 1, clock diberikan,

data dimasukan misalnya 1101 maka data yang tak berarti

akan tersimpan pada FF4 = 1, berturut-turut menuju ke kiri

(data yang paling berarti) FF3 akan tersimpan logik 0, FF2 =

logik 1 dan FF1=logik 1

3. Register PISO yaitu merupakan register yang masukan

datanya secara paralel dan keluarannya secara seri.

Dalam kasus yang dijelaskan diatas flip-flop yang dipasang

adalah FF1, FF2, FF3, FF4 dan data yang dimasukkan adalah

1101 maka data yang tersimpan itu selanjutnya dapat

dibaca secara serial pada FF yang paling kanan dengan

menggunakan 4 pulsa clock. Sistem ini merupakan suatu

konverter paralel ke serial.

4. Register PIPO yaitu data dimasukkan seperti dijelaskan

diatas secara paralel dan kemudian akan digeserkan secara

paralel pada keluarannya. Dan masing-masing flip-flop

hanya digunakan sebagai suatu memori.

Salah satu penerapan yang penting dari register adalah

penggunaanya sebagai pembangkit barisan biner. Sistem ini

juga disebut pembangkit kata, kode atau huruf.

Suatu register geser juga dapat dipakai untuk menimbulkan

penundaan waktu ∆ dalam suatu sistem. Jadi suatu deretan

pulsa masuk akan muncul pada keluaran suatu register n

tahapan dengan penundaan waktu selama ∆=(n-1)T

Disamping itu register geser juga dapat digunakan sebagai

Ring Counter (pencacah sim vol). Jadi suatu pencacah sim vol

Modul ELKA.MR.UM.004.A 82

Page 28: Register 1

mempunyai fungsi serupa dengan sebuah saklar Steping

(Stepping Switch), karena setiap pulsa penggeser memajukan

saklar itu sejauh satu langkah.

d. Tugas

1. Apa yang dimaksud dengan register?

2. Ada berapa jenis register, sebutkan!

3. Gambarkan rangkaian register SISO 4 bit menggunakan JK

FF dan D FF serta jelaskan cara kerja masing-masing!

4. Gambarkan rangkaian register geser SRR dan SLR

menggunakan Shift Control!

5. Kenapa dalam register SIPO dalam membaca keluaran

paralel, input Read Out diberi logik 1?

e. Tes Formatif

1. Sebutkan 5 fungsi dari Register?

2. Apakah fungsi Clear pada Register?

3. Lengkapilah tabel kebenaran berikut ini jika Shift Register

tersebut mempunyai output 8 bit secara SIPO, dimana Q8

merupakan LSB!

Clock Data input Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q80 0 0 0 0 0 0 0 0 01 12 13 14 15 16 17 18 1

Modul ELKA.MR.UM.004.A 83

Page 29: Register 1

4. Gambarkan SIPO Shift Register tersebut diatas secara blok

diagram?

f. Kunci Jawaban

1. Lima fungsi dari Register yaitu untuk:

a. Memmory (menyimpan data)

b. Penggeser data dari input seri ke output paralel

c. Penggeser data kekanan (SRR) dan kekiri (SLR)

d. Pembangkit barisan biner (sequence generator)

e. Saluran penunda digital

2. Fungsi clear pada register untuk membersihkan data yang

ada pada flip-flop (membersihkan memory) supaya sebelum

data dimasukan output flip-flop semua dalam kondisi 0.

3. Tabel Kebenaran

Clock Data input Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q80 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 0 0 0 0 0 0 02 1 1 1 0 0 0 0 0 03 1 1 1 1 0 0 0 0 04 1 1 1 1 1 0 0 0 05 1 1 1 1 1 1 0 0 06 1 1 1 1 1 1 1 0 07 1 1 1 1 1 1 1 1 08 1 1 1 1 1 1 1 1 1

4. Blok diagram SIPO untuk tabel diatas

Modul ELKA.MR.UM.004.A 84

Page 30: Register 1

Q5

Q3

Q1

LSB

Clear

Q6

Serial Input

MSB

Q4

Q7

Q2

Q8

Clk

11111111

g. Lembar Kerja

Judul : Register

BAHAN KERJA

1. IC SN 7473 (dual JK FF with clear) 2 buah

2. IC SN 7400 (quadraple Z inputs NAND gate) 1 buah

3. IC SN 7474 (dual DFF with Preset dan Clear) 2 buah

4. IC SN 7495 (4 bit SRR or SLR) 1 buah

5. IC SN 74164 (8 bit SIPO Shift Register) 1 buah

6. Indikator (LED) 8 buah

7. Rangkaian Clock

ALAT KERJA

1. Papan percobaan

2. Kabel penghubung

3. Catu daya + 5 volt DC

4. Multimeter

KESELAMATAN KERJA

1. Selalu berhati-hati dalam membuat rangkaian.

2. Meneliti terlebih dahulu sebelum melakukan percobaan.

3. Menggunakan catu daya yang sesuai untuk setiap

percobaan.

Modul ELKA.MR.UM.004.A 85

Page 31: Register 1

4. Menanyakan kepada instruktur bila mengalami kesulitan.

PETUNJUK UMUM

1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.

2. Membuat rangkaian seperti pada gambar percobaan.

3. Bila dalam merangkai telah baik dan benar, laporkan

kepada instruktur.

4. Menyalakan catu daya.

5. Memberikan keadaan logik seperti pada tabel.

6. Memperhatikan dan mencatat hasilnya (outputnya).

7. Melakukan percobaan sampai 2 atau 3 kali.

8. Bila telah selesai melakukan percobaan mematikan catu

daya.

9. Mengembalikan alat dan bahan ke tempat semula.

10. Membersihk

an ruangan tempat percobaan.

LANGKAH KERJA

1. Percobaan I (SRR menggunakan JK FF).

Rangkaian gambar berikut:

Clear

Q3

FF3

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Q4

FF4

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Q1

FF1

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Q2

FF2

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Word in (SI)

Clock

Bit-bit dimasukkan ke Word in (masukkan kata). Sebelum

pulsa clock diberikan, FF direset terlebih dahulu dengan

cara memberikan logik 0 ke pin Clear. Masukkan data

dengan memberikan pulsa clock sesuai tabel berikut:

Word in Clock QA QB QC QD

Modul ELKA.MR.UM.004.A 86

Page 32: Register 1

01101

2. Percobaan II (SRR menggunakan D FF)

Buatlah rangkaian berikut:

Clear

Q3

FF3

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Q4

FF4

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Q1

FF1

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Q2

FF2

1

2

3

4

5

J

CLK

K

Q

Q

Word in (SI)

Clock

Bit-bit dimasukkan ke input D FF-I. Sebelum pulsa clock

diberikan, FF direset terlebih dahulu. Berikan data input dan

catat outputnya dalam tabel berikut:

Input ClockOutput

QA QB QC QD01101

3. Percobaan III (Register PIPO menggunakan D FF)

Buat rangkaian berikut:

Modul ELKA.MR.UM.004.A 87

Page 33: Register 1

R

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

Clock

QA

D3 D2 D1

R

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

D0

Reset

QB

R

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

DFF2

2

1 3

CLK

D Q

QD

R

QC

Bit-bit dimasukkan pada input D0, D1, D2, D3. Sebelum

pulsa clock dimasukkan, resetlah terlebih dahulu. Masukkan

data dan catat outputnya dalam tabel berikut:

ClockPARALEL IN PARALEL OUT

D0 D1 D2 D3QA

QB

QC

QD

0 0 0 10 1 0 11 1 0 11 0 0 1

4. Percobaan IV (SRR menggunakan IC SN 7495)

Buatlah rangkaian berikut:

Serial InClock

Mode Control

7495

619

13121110

MODESERCLK1

QAQBQCQD

Terminal mode control diberikan kondisi “0”. Bit-bit

dimasukkan ke terminal serial input. Masukkan data dan

catat outputnya dalam tabel berikut:

Serial In

Clock 1Output

QA QB QC QD1101

5. Percobaan V (SLR menggunakan IC SN 7495)

Modul ELKA.MR.UM.004.A 88

Page 34: Register 1

Buatlah rangkaian berikut:

Serial In

Clock 2

7495

6

82345

13121110

MODE

CLK2ABCD

QAQBQCQD

Mode Control

Terminal mode control diberikan kondisi “1”, pulsa clock

diberikan pada terminal clock 2. Bit-bit dimasukkan melalui

input D. Masukkan data dan catat outputnya dalam tabel

berikut:

Input D Clock 2 QA QB QC QD1101

6. Percobaan VI (SRR menggunakan IC SN 74164)

Buatlah rangkaian berikut:

Clock

Reset

U15

74164

1

2

8

345610111213

9

A

B

CLK

QAQBQCQDQEQFQGQH

CLR

Serial In

Bit-bit dimasukkan melalui terminal input 1 atau 2, Clock

dimasukkan melalui pin 8 dan reset melalui pin 9. Sebelum

data dimasukkan resetlah terlebih dahulu. Masukkan data

dan catat outputnya dalam tabel berikut:

Modul ELKA.MR.UM.004.A 89

Page 35: Register 1

Input

Clock QA QB QC QD QE QF QG QH

0 0 0 0 0 0 0 0 0 010000000

Simpulkan dari masing-masing percobaan!

Modul ELKA.MR.UM.004.A 90