MAKALAH
TEKNIK DIGITAL
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
JUDUL:
Rangkaian Counter Down
NAMA : LUTFI HAKIM
KELAS : TEKNIK TELEKOMUNIKASI-2A
NIM : 1316030077
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sebelum melakukan percobaan, ada baiknya kita mempelajari serta memahami setiap percobaan yang akan kita lakukan. Tanpa disadari dalam membuat suatu makalah kita pasti membaca materi tentang apa judul makalah yang akan kita buat. Oleh karena itu makalah ini sangat berguna untuk menambah pengetahuan mahasiswa tentang percobaan yang akan dilakukan pada mata kuliah rangkaian logika.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa pengertian Counter?
2. Apa yang dimaksud dengan Counter synchronous dan asynchronous? 3. Apa saja fungsi Counter Down?
1.3 Tujuan
Mengenal berbagai jenis pencacah atau counter dan mengetahui berbagai jenis pencacah serta dapat mengaplikasikannya pada sebuah rangkaian simulasi.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Counter
Counter atau biasa disebut dengan Pencacah adalah aplikasi dari flip flop yang mempunyai fungsi menghitung proses perhitungan yang dilakukan counter secara sekuensial, baik menghitung naik (up counting) maupun menghitung turun (down counting).
2.2 Macam-macam Counter Synchronous Counter
Synchronous counter adalah Sebuah cara sederhana untuk menerapkan logika untuk setiap bit dari counter menaik untuk setiap bit untuk beralih ketika semua bit kurang signifikan berada pada keadaan logika tinggi. Sebagai contoh, bit 1 matikan ketika bit 0 adalah logika tinggi; bit 2 matikan ketika kedua bit 1 dan bit 0 adalah logika tinggi; bit 3 matikan saat bit 2, bit 1 dan bit 0 semua tinggi, dan sebagainya. Sinkron counter , pencacah yang flip-flopnya bekerja secara bersamaan. Semua flip-flop dalam pencacah ini mendapatkan pulsa clock yang sama (dari satu sumber) secara bersamaan. Karena semua flip-flop bekerja secara bersamaan, sehingga pencacah ini bekerja lebih cepat (delay-nya kecil).
Sedangkan decade counter merupakan nilai maksimal yang dapat dicacah oleh suatu counter. Jadi decade counter adalah pencacah yang hanya dapat mencacah sampai 10 hitungan saja. Jika counter modulo 10 telah mencacah dari 0 sampai 9 maka pencacah akan mengeluarkan pulsa reset atau clear untuk mengulang cacahan dari 0. Satu dekade counter sinkron juga dapat dibuat dengan menggunakan penghitung biner sinkron untuk menghasilkan urutan menghitung dari 0 sampai 9. Sebuah counter biner standar dapat dikonversi ke satu dekade (desimal 10) counter dengan bantuan dari beberapa logika tambahan untuk mengimplementasikan urutan keadaan yang diinginkan. Setelah mencapai hitungan "1001", counter mendaur ulang kembali ke "0000". sekarang memiliki satu dekade atau Modulo-10 counter.
Satu dekade counter adalah salah satu yang penting dalam angka desimal, bukan biner. Sebuah counter dekade memiliki setiap digit biner dikodekan (yaitu, ia bisa menghitung dalam –kode decimal biner , sebagai sirkuit terpadu 7490) atau pengkodean biner lainnya (seperti yang terdiri dr lima bagian enconding-bi dari 7490 sirkuit terintegrasi). Atau, mungkin memiliki "sepenuhnya dekode" atau kode keluaran satu-panas di mana setiap output pergi tinggi pada gilirannya, sedangkan 4017 adalah seperti sirkuit. Jenis terakhir dari sirkuit
menemukan aplikasi dalam multiplexer dan demultiplexers, atau di mana pun jenis pemindaian perilaku berguna. counter serupa dengan jumlah yang berbeda output juga umum. Dekade Penghitung juga dikenal sebagai counter-mod . Salah satu penggunaan pencacah mod adalah sebagai panampil digit desimal. Pecacah modulo 10 dihubungkan dengan decoder BCD to 7 segment sehingga nilai cacahan dapat ditampilkan pada 7 segment. Jika akan membuat penampil desimal 3 digit maka dibutuhkan 3 buah pencacah modulo 10, 3 buah decoder BCD to 7 segment dan 3 buah 7 segment sebagai panampil.
Dan synchronous decade counter Serupa dengan dekade counter asynchronous, jumlah dekade sinkron counter mulai dari 0 sampai 9 dan kemudian mendaur ulang ke 0 lagi. Hal ini dilakukan dengan memaksa keadaan 1010 kembali ke keadaan 0000.
Counter sinkron dapat dibangun dengan menggunakan JK flip-flop dan gerbang, dan rangkaian untuk dekade counter sinkron semua clock secara paralel. bekerja lebih cepat daripada counter riak. perubahan JK flip-flop hanya bila J = K = 1 pada saat pulsa clock. tindakan beralih di sirkuit ini terkendali melalui output Q dan gerbang DAN. sebelum bistable bisa beralih, semua Qs sebelumnya bistable harus berada di logika 1. karena Jo = Ko = 1, FFo matikan pada setiap Q3 pulse.while jam = 0, Q3 = 1 dan ketika Q0 = 1, J1 = K1 = 1 dan FF1 toggles. dalam cara yang sama, FF2 matikan ketika Q0 = Q1 = Q2 = 1. ketika Q3 = 1, Q3 # = 1, sehingga = J3 1 dan K3 = 0. saat ini semua flip-flop reset ke nol.
Satu dekade counter menghitung dari 0 sampai 9 berulang kali. Oleh karena itu, total empat flip - flop diperlukan karena menghitung 7 rangkaian logika pulsa masukan dari 0 hingga 9, kembali ke 0, dan kemudian mengulang setelah keadaan mencapai 9, keadaan teks adalah 0, bukan 10. komersial, satu dekade counter sinkron menggunakan arus keluaran sebagai input untuk flip nya-menjatuhkan, sehingga waktu switching untuk setiap ff hampir sama dalam beberapa penundaan sirkuit. yang desigh seperti satu dekade counter dibiarkan sebagai latihan.
Apabila nilai hitungan yang stabil adalah penting di beberapa bit, yang terjadi di kebanyakan sistem counter, counter sinkron digunakan. Ini juga menggunakan flip-flop, baik D-tipe atau jenis JK lebih kompleks, tapi di sini, setiap tahap clock secara bersamaan oleh sinyal clock umum. Logika gerbang antara setiap tahap aliran data sirkuit kontrol dari panggung ke panggung sehingga jumlah perilaku yang diinginkan direalisasikan. counter Synchronous dapat dirancang untuk menghitung naik atau turun, atau keduanya menurut masukan arah, dan mungkin presetable melalui set paralel input.
Counter Dekade adalah jenis counter yang penting dalam puluhan daripada harus representasi biner. Setiap keluaran akan tinggi pada gilirannya, dimulai lebih dari sepuluh
setelah output telah terjadi. Jenis sirkuit menemukan aplikasi dalam multiplexer dan demultiplexers, atau di mana pun jenis pemindaian perilaku berguna. counter serupa dengan jumlah yang berbeda output juga umum.
Satu decade counter menghitung dari 0 sampai 9 dan kemudian me-reset ke nol. Counter input dapat diatur dengan nol olehgaris reset rendah . hitungan lalu menaikkan pada setiap pulsa clock hingga mencapai 1001 ( decimal 9) ketika kenaikan 1010 (decimal 10) kedua input gerbang NAND menjadi tinggi .Hasilnya adalah bahwa output NAND menjadi rendah, dan me reset counter ke nol. D rendah akan dapat melaksanakan sinyal , menunjukan bahwa telah terjadi hitungan sepuluh.
Satu decade counter / binery counter dirancang untuk menghitung sampai 1010 10102. Sebuah counter empat tahap dapat dengan mudah termodifikasi untuk satu decade counter dengan menambah sebuah gerbang NAND seperti di tunjukan pada gambar . perhatikan bahwa FF2 dan FF4 memberikan masukan terhadap gerbang NAND . keluaran gerbang NAND tersambung ke input CRL dari masing-masing FFS.
Counter beroperasi sebagai counter normal sampai mencapai hitungan 1010 . pada saat itu , kedua input ke gerbang NAND adalah HIGH , dan output berjalan LOW. LOW ini diterapkan pada masukan CRL dari FFS menyebabkan mereka untuk me-reset ke nol . Setelah FFS- reset ,hitungan bias di mulai lagi . Tabel berikut mununjukkan jumlah biner dan input serta output dari gerbang NAND untuk setiap hitungan decade counter ,Mengubah masukan ke gerbang NAND dapat menyebabkan jumlah maksimum yang akan diubah. Sebagai contoh , jika FF4 dan FF3 adalah kabel ke gerbang NAND, counter akan menghitung sampai 11002 (12)10 , dan kemudian di reset.
Asynchronous Counter
Pencacah Asynchonous didisain dengan menggunakan flip-flop pada keadaan toggle. Flip-flop JK atau D dapat dibuat kedalam keadaan toglle. Flip-flop JK dapat dibuat dalam keadaan toglle dengan menghubungkan kedua input J dan K pada logika 1(high). Sedangkan untuk flip-flop tipe D, dapat dibuat dalam keadaan toglle dengan menghubungkan keluaran Q kembali ke input. Pencacah asynchonous bekerja dengan mengkaskade seri flip-flop dalam keadaan togle secara bersamaan. Keluaran tiap-tiap flip-flop digunakan sebagai clock untuk flip-flop berikutnya secara berurutan. Hal ini menyebabkan flip-flop berubah secara asynchonous, seperti gelombang. Pencacah asynchonous lebih dikenal sebagai pencacah
ripple. Karena cara penghubungan setiap flip-flop seperti diatas, sehingga setiap frekuensi flip-flop berikutnya dibagi dua .
Berdasarkan cara kerjanya, maka counter dapat digolongkan, menjadi 3 yaitu :
1. Up Counter 2. DownCounter 3. Up - Down Counter
1. UP COUNTER
Up Counter adalah jenis counter yang dapat menghitung dengan urutan dari bawah ke atas.
2. DOWN COUNTER
Down Counter adalah kebalikan dari Up Counter yaitu Counter yang dapat menghitung dengan urutan mulai dari atas ke bawah atau dimulai dari bilangan yang paling besar menuju bilangan paling kecil. Contoh dari Down Counter adalah seperti pada gambar di bawah ini:
2.3 Fungsi Counter
Adapun fungsi dara counter adalah sebagai berikut : (1) Penggunaan pencacah dalam teknologi industri. Dalam hal ini pencacah dioperasikan untuk menghitung objek (barang produksi) dengan tujuan mencapai kecepatan dan ecermatan penghitung, (2) Digunakan sebagai pembagi frekuensi, (3) Untuk mengukur besarnya frekuensi, (4) Untuk mengukur waktu interval antar dua pulsa, (5) Untuk mengukur jarak, (6) Untuk mengukur kecepatan, (7) Penggunaan dalam digital omputer, (8) Mengubah sinyal analog menjadi digital atau sebaliknya.
BAB III PERANCANGAN
Rangkaian Counter Down modulo 10 dengan IC 74LS193N
U1 74LS193N A 15 B 1 C 10 D 9 UP 5 QA 3 QB 2 QC 6 QD 7 DOWN 4 ~LOAD 11 ~BO 13 ~CO 12 CLR 14 V1 100 Hz 5 V VCC 5V U2 DCD_HEX_DIG_BLUE U4A 74LS20N
IC 74LS193N Merupakan IC jenis synchronus up/down counter dimana penjelasan mengenai jenis ini adalah sebagai berikut:
Synchronous Up / Down Counter
Up/Down Counter adalah pengembangan dari synchronous counter yang menggabungkan fungsi up counter dan down counter dalam satu rangkaian dengan suatu kontrol untuk menentukan proses counting yang dilakukan. Dengan rangkaian up/down conter ini proses counting dalam suatu perjalanan counting dapat diubah secara langsung dari posisi data output terakhi akan dilakukan proses count up atau count down. Untuk
membangun suatu Up/Down Counter diperlukan synchronous counter dan ditambah rangkaian kontrol Up atau Down proses yang akan dilakukan. Contoh rangkaian up/down counter yang disusun dari synchronous counter 4 bit dapat dilihat pada gambar rangkaian berikut.
Rangkaian up/down counter 4 bit
Rangkaian up/down counter diatas merupakan counter synchronous 4 bit yang disusun dengan JKFF. Proses hitung naik (count up) akan terjadi apabila jalur input Up/Down diberikan logika HIGH dan akan melakukan hitung mundur (count down) apabila jalur input up/down tersebut
diberikan input LOW. Secara sistematis rangkaian up/down counter merupakan gabungan antara up counter dan down counter yang
digabungkan dengan sistem switch mengunakan gerbang logika digital NAND (pada umumnya) sebagai selektornya. Secara garis besar sistem penggabungan antara up counter dan down counter dapat digambarkan sebagai berikut.
Bagian up counter dari Rangkaian up/down counter 4 bit
Bagian down counter dari Rangkaian up/down counter 4 bit
Timing diagram synchronous up/down counter 4 bit
Bagian up counter dari rangkaian up/down counter diatas nampak jelas terpisah setelah jalur input up/down diberikan logika input HIGH. Sehingga terlihat jelas susunan synchronous up counter 4 bit pada rangkaian up/down counter diatas. Kemudian bagian down counter juga terlihat jelas terpisah setelah input up/down diberikan input logika LOW. dengan kondisi ini susunan synchronous down counter terlihat jelas seperti terlihat pada gambar diatas.
IC tersebut sebenarnya dapat digunakan untuk up/down counter namun dalam hal ini penulis menggunakan ic tersebut sebagai down counter.Dimana clock yang penulis gunakan adalah sebuah power supply yang mempunyai tegangan sebesar 5 v dengan frekuensi 100 Hz karena penulis menggunakan IC tersebut untuk menghitung secara mundur apa clock tersebut dihubungkan ke kaki down dan kaki up cukup
diberikan tegangan dari sebuah vcc hal ini dilakukan agar rangkaian tersebut dapat berjalan sesuai yang diinginkan. Karena penulis menginginkan sebuah counter dengan modulo 10, maka kaki A,B,C,dan D dihubungkan dengan sebuah vcc dan ground dimana kaki A dan D dihubungkan pada sebuah vcc sedangkan B dan C dihubungkan pada sebuah ground agar didapatkan sebuah counter dengan awalan 9. Sedangkan untuk mendapatkan sebuah angka terkecil berupa 0 maka Qa,Qb,Qc, dan Qd harus dihubungkan pada sebuah gerbang nand dimana outputnya dihubungkan di kaki load, hal ini dilakukan dikarenakan load akan aktif saat di beri sebuah logic 1, dimana load ini berfungsi sebagai pemberi nilai terkecil pada sebuah rangkaian. Namun sebelum itu kaki Qa,Qb,Qc, dan Qd dihubungkan terlebih dahulu pada sebuah DCD HEX DIG BLUE. Serta kaki clear dihubungkan pada sebuah ground hal ini bertujuan agar rangkaian ini dapat terus menghitung karena kegunaan dari clear ini adalah sebagai meriset sebuah rangkaian pada IC.
BAB IV SIMULASI dan PEMBAHASAN
U1 74LS193N A 15 B 1 C 10 D 9 UP 5 QA 3 QB 2 QC 6 QD 7 DOWN 4 ~LOAD 11 ~BO 13 ~CO 12 CLR 14 V1 100 Hz 5 V VCC 5V U2 DCD_HEX_DIG_BLUE U4A 74LS20N
Pada rangkaian diatas akan dihasilkan sebuah perhitungan mundur dari angka 9-0. hal tersebut dapat terjadi karena penulis memberikan clock pada sebuah kaki down sehingga perhitungan yang dihasilkan akan mundur. Pada rangkaian tersebut sebuah komponen yang dapat melakukan sebuah perhitungan mundur itu adalah sebuah IC 74193 hal tersebut dapat dilakukan oleh IC tersebut karena IC itu memiliki sebuah rangkaian synchronous 4 bit up/down counter yang mana penjelasan detail dari IC tersebut sudah dibahas pada bab sebelumnya, pada spesifikasi tersebut IC itu dapat digunakan untuk menghitung secara maju/mundur.
Penulis memilih IC tersebut untuk menghitung mundur karena Rangkaian tersebut memiliki beberapa fungsi diantaranya; sebagai penghitung mundur saat pergantian tahun baru, sebagai penghitung lamanya waktu saat lampu merah, sebagai pertanda jumlah mobil/motor yang masih bisa untuk parkir, dan lain sebagainya.
BAB V PENUTUP
Kesimpulan
1. Counter atau pencacah adalah aplikasi dari flip flop yang mempunyai fungsi menghitung proses perhitungan yang dilakukan counter secara sekuensial, baik menghitung naik (up counting) maupun menghitung turun (down counting).
2. Adapun jenis-jenis counter adalah sebagai berikut : Synchronous Counter, Asynchronous Counter. Dimana IC 74LS193N adalah jenis Counter Synchronous yang dapat menghitung secara maju ataupun mundur
3. Fungsi dari counter secara umum adalah sebagai berikut : (1) Untuk menghitung objek (barang produksi) dengan tujuan mencapai kecepatan dan pecermatan penghitung, (2) Digunakan sebagai pembagi frekuensi, (3) Untuk mengukur besarnya frekuensi, (4) Untuk mengukur waktu interval antar dua pulsa, (5) Untuk mengukur jarak, (6) Untuk mengukur kecepatan, (7) Penggunaan dalam digital komputer, (8) Mengubah sinyal analog menjadi digital atau sebaliknya. Sedangkan fungsi khusus counter down pada rangkaian Counter Down modulo 10 dengan IC 74LS193N
adalah sebagai penghitung mundur saat pergantian tahun baru, sebagai penghitung
lamanya waktu saat lampu merah, sebagai pertanda jumlah mobil/motor yang masih bisa untuk parkir, dan lain sebagainya.
