LAPORAN PENDAHULUAN
PRAKTIKUM SISTEM DIGITAL
MODUL II
RANGKAIAN SEQUENTIAL
LABORATORIUM ARSITEKTUR DAN JARINGAN KOMPUTER JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SOAL WAJIB
1. Jelaskan perbedaan antara rangkaian kombinasional dengan rangkaian sequensial! 2. Apa yang dimaksud dengan flip-flop, berikan contohnya 4 beserta gambar dan
karakteristik tabelnya! 3. Jelaskan perbedaan dari:
• Truth Table, State table, Caracteristic Table, Excitasion Table.
• Boolean Equation, State Equation, Cracteristic Equation, Flip-flop Input Equation.
• State Equations, State Table, State Diagram, State Reduction dan State Assignment.
4. Ubahlah flip-flop di bawah ini menjadi D flip-flop: • JK Flip-flop
• T Flip-flop
• Master Slave D Flip-flop • SR flip-flop
5. Jelaskan yang dimaksud dengan Register dan Shift Register, berikan contoh rangkaiannya!
6. Jelaskan yang dimaksud dengan Ripple Counter dan Synchronous Counter! 7. Dari State table di bawah ini:
Present State Input Next State Output
A B X A B Y 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0
Buatlah State diagramnya, serta buat rangkaiannya!
1. • Rangkaian kombinasional terdiri dari gerbang logika yang memiliki output yang selalu tergantung pada kombinasi input yang ada. Rangkaian kombinasional melakukan operasi yang dapat ditentukan secara logika dengan memakai sebuah fungsi boolean.
• Rangkaian sekuensial merupakan rangkaian logika yang keadaan outputnya tergantung pada keadaan input-inputnya juga tergantung pada keadaan output sebelumnya. Rangkaian ini juga didefenisikan sebagai rangkaian logika yang outputnya tergantung waktu.
2. D Flip flop Pengertian
D Flip-flop merupakan salah satu jenis flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop S-R. Perbedaannya dengan flip-flop S-R terletak pada inputan R, pada D Flip-flop inputan R terlebih dahulu diberi gerbang NOT, maka setiap input yang diumpankan ke D akan memberikan keadaan yang berbeda pada input S-R, dengan demikian hanya akan terdapat dua keadaan S dan R yairu S=0 dan R=1 atau S=1 dan R=0
Gambar rangkaian: Karakteristik Tabel: En D Next State of Q 0 X No Change 1 0 Q = 0; reset state 1 1 Q = 1; set state
• Master Slave D Flip-flop Pengertian
Master Slave D Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang memiliki 2 latch D dan sebuah inverter. Latch yang satu bernama Master dan yang kedua bernama Slave. Master D hanya akan mendeskripsikan diktat yang outputnya hanya dapat diganti selama ujung negatif jam.
Gambar rangkaian: Karakteristik Tabel: Input Output J K Clock Q 0 0 ↓ Tidak Berubah 0 1 ↓ 0 1 0 ↓ 1 1 1 ↓ (Q0) (togel) • JK Flip-flop Pengertian:
JK Flip flop merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun untuk mengantisipasi keadaan terlarang pada flip-flop S-R.
Karakteristik Tabel: J K Q(t+1) 0 0 Q(t) No Change 0 1 0 Reset 1 0 1 Set 1 1 Q'(t) Complement • T Flip Flop Pengertian :
T Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop J-K yang kedua inputnya dihubungkan menjadi satu maka akan diperoleh flip-flop yang memiliki watak membalik output sebelumnya jika inputannya tinggi dan outputnya akan tetap jika inputnya rendah.
Karakteristik Tabel : T Q(t+1)
0 Q(t) No Change 1 Q’(0 Complement
3. • Turth Table merupakan suatu tabel yang menyajikan beragam kombinasi inputan dari suatu fungsi beserta output yang dihasilkan, dalam penyajianya biasa terdapat potongan-potongan fungsi jika fungsi yang ingin disajian tersebut panjang.
• State Table merupakan tabel yang menyajikan satu-persatu input, output, dan susunan flip-flop yang ada.
• Characteristic Table merupakan defenisi dari sifat-sifat logika dari sebuah rangkaian flip-flop dengan menjelaskan operasinya yang disajikan dalam bentuk tabel.
• Exitation Tabel merupakan tabel yang digunakan untuk menunjukkan input yang digunakan untuk perubahan state awalan.
∙ Boolean Equation berfungsi untuk mendefenisikan suatu fungsi dalam rangkaian menggunakan bilangan biner yang terdiri angka 0 dan 1 serta symbol operasi logika.
• State Equation berfungsi untuk menetapkan suatu fungsi dari state lanjutan sebagai sebuah fungsi dari state awalan sebagai fungsi dari state awal dan input.
• Characteristic Equation berfungsi untuk menjelaskan sifat-sifat logika dari sebuah rangkaian flip-flop (seperti pada Characteristic Table) dalam bentuk aljabar.
• Flip-flop Input Equation merupakan bagian dari rangkaian yang menghasilkan input untuk ragkaian flip-flop secara aljabar, menggunakan kumpulan fungsi boolean.
4. • Flip-flop JK yang dibangun dengan menggunakan flip-flop D
• Flip-flop T yang dibangun dengan menggunakan flip-flop D
• Flip-flop SR yang dibangun dengan menggunakan flip-flop D
5. Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set instruksi. Untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register Arsitektur". Sebagai contoh set instruksi Intel x86 mendefinisikan sekumpulan delapan buah register dengan ukuran 32-bit, tapi CPU yang mengimplementasikan set instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan register 32-bit.
Register terbagi menjadi beberapa kelas:
• Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer).
• Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori.
• Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.
• Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point).
• Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya.
• Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD.
• Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register.
• Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific
register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk
menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.
Shift Register adalah perangkat penyimpan yang cara penyimpanannya bergeser, jadi akan berpindah dari kiri ke kanan. Biasanya digunakan pada lampu hias yang nyala-mati.
6. Ripple Counter adalah penghitung (couter) yang bekerja secara acak. Terdiri dari beberapa flip-flop. Output dari suatu flip-flop dapat menjadi input pada flip-flop ynag lain.
Synchorounus Counter adalah Counter yang biasanya di gunakan pada pencacah dapat di rangkai dari D flip-flop, JK flipflop atau SR flip-flop.
State Table and JK Flip-flop Inputs
Present State Input Next State Flip-Flop Inputs
A B x A B JA KA JB KB 0 0 0 0 0 0 X 0 X 0 0 1 0 1 0 X 1 X 0 1 0 1 0 1 X X 1 0 1 1 1 1 1 X X 0 1 0 0 0 0 X 1 0 X 1 0 1 1 0 X 0 0 X 1 1 0 0 0 X 1 X 1 1 1 1 1 0 X 0 X 1 K-Map : A \ Bx 0 0 0 1 1 1 10 0 0 0 1 1 1 X X X X JA = B A \ Bx 0 0 0 1 1 1 10 0 X X X X 1 1 0 0 1 KA = x’
A \ Bx 0 0 0 1 1 1 10 0 0 1 X X 1 0 0 X X JB = A’x A \ Bx 0 0 0 1 1 1 10 0 X X 0 1 1 X X 1 1 KB = B’ + A A \ Bx 0 0 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 y = Ax’
Soal Shift
16. Buatlah rangkaian sequential 4 bit untuk menampilkan bilangan tertentu (15,13,9,7,6,4,1), di mana bila bit yang ditampilakan, maka sebuah lampu indikator akan menyala!
1. Buatlah sebuah rangkaian sequensial 4 bit untuk menampilakn semua bilangan fibonaci (1,1,2,3,5,8,13), di mana bila bilangan yang di tampilkan fibonaci, maka sebuah lampu indikator akan menyala!
Soal Shift No. 16
Maksud dari soal ini adalah jika terdapat angka tertentu ( 15,13,9,7,6,4,1), maka sebuah lampu indikator akan menyala. Yang pertama di buat adalah State Diagram.
State Diagram
Setelah State Diagram dibuat maka langkah selanjutnya adalah membuat State Table Present Table Next State Input D Flip flop
A B C D A B C D A B C D 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 x X X x x x x x 0 0 1 1 x X X x x x x x 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 x X X x x x x x 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 x X X x x x x x 0000 0111 0110 0100 0001 1101 1001 1111 1001
1 0 0 0 x X X x x x x x 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 x X X x x x x x 1 0 1 1 x X X x x x x x 1 1 0 0 x X X x x x x x 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 x X X x x x x x 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1
Setelah menyelesaikan State Table, maka kita dapat membuat K-Map seperti pada rangkaian kombinasional :
F a = B’D’ + BD F b = B’D’ + AB’ + C
F c = B’D’ + AB’ F d = C’D’ + A
Langkah selanjutnya setelah membuat K-Map adalah menggambar fungsi di EWB:
C 1 0 x x 0 x x 0 B A x 1 1 x x 0 x x D C 1 0 x x 0 x x 1 B A x 0 1 x x 1 x x D C 1 0 x x 1 x x 0 B A x 1 1 x x 1 x x D C 1 0 x x 0 x x 0 B A x 0 0 x x 1 x x D
