Figure 7.19, Figure 7.20, Figure 7.21

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

b) Rangkaian simulasi

c) Video Simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan[kembali]

Dalam dunia elektronika digital, sistem penghitung (counter) memegang peranan penting dalam berbagai aplikasi, seperti pengukuran waktu, pengendalian proses, dan konversi data. Salah satu komponen yang umum digunakan dalam perancangan counter adalah IC 74ALS163, yaitu sebuah synchronous 4-bit binary counter yang memiliki fitur lengkap, seperti clear, load, enable, dan clock. IC ini bekerja secara sinkron, artinya semua flip-flop internal dikendalikan oleh sinyal clock yang sama, sehingga menghasilkan performa yang lebih stabil dan presisi dibandingkan counter asynchronous.

Sementara itu, counter MOD 8 merupakan jenis penghitung yang memiliki 8 keadaan (dari 0 hingga 7) sebelum kembali ke kondisi awal. MOD 8 berarti modulus-nya adalah 8, atau dalam biner adalah 3-bit counter (2³ = 8). Counter ini dapat dibentuk dengan berbagai cara, termasuk menggunakan IC seperti 74ALS163 yang disusun dan dikendalikan dengan logika tambahan agar menghasilkan keluaran berulang setiap 8 pulsa clock. Penggunaan gerbang logika seperti AND dan flip-flop juga umum dilakukan dalam pembuatan counter MOD tertentu, tergantung pada kebutuhan sinkronisasi dan kecepatan sistem.

Dengan menggabungkan pemahaman tentang karakteristik IC 74ALS163 dan prinsip kerja counter MOD 8, kita dapat merancang sistem penghitung digital yang efisien dan dapat diandalkan untuk berbagai kebutuhan kontrol dan pemrosesan data digital.

2. Tujuan[kembali]

Memahami prinsip kerja IC 74ALS163 sebagai counter sinkron 4-bit.
Mengenal fungsi-fungsi penting pada IC 74ALS163, seperti clear, load, enable, dan clock.
Mengetahui konsep dasar counter MOD 8 dan bagaimana cara kerjanya dalam sistem digital.
Mampu merancang dan menganalisis rangkaian counter MOD 8 menggunakan IC dan gerbang logika.
Melatih keterampilan membaca dan menerapkan datasheet komponen digital dalam perancangan rangkaian.
Mengembangkan kemampuan menerapkan counter digital dalam aplikasi nyata seperti sistem timer, pencacah objek, dan pengendali otomatis.
Meningkatkan pemahaman tentang sinkronisasi sinyal clock dalam sistem digital.
Mempersiapkan diri untuk merancang sistem digital yang lebih kompleks berbasis logika sekuensial.

3. Alat dan Bahan[kembali]

A. Alat

1. logicprobe

Probe logika adalah probe uji genggam berbiaya rendah yang digunakan untuk menganalisis dan memecahkan masalah keadaan logis ( boolean 0 atau 1)

B. Bahan

1. Logic state

Berfungsi untuk memberikan keterangan logika 1 atau 0

2. Gerbang AND

Jenis pertama adalah gerbang AND. Gerbang AND ini memerlukan dua atau lebih input untuk menghasilkan satu output. Jika semua atau salah satu inputnya merupakan bilangan biner 0, maka outputnya akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner 1, maka outputnya akan menjadi 1.

3. Gerbang Or

Jenis kedua adalah gerbang OR. Sama seperti gerbang sebelumnya, gerbang ini juga memerlukan dua input untuk menghasilkan satu output. Gerbang OR ini akan menghasilkan output 1 jika semua atau salah satu input merupakan bilangan biner 1. Sedangkan output akan menghasilkan 0 jika semua inputnya adalah bilangan biner 0.

4. Gerbang XOR

Jenis berikutnya adalah gerbang XOR. Gerbang XOR ini memerlukan dua input untuk menghasilkan satu output. Jika input berbeda (misalkan: input A=1, input B=0) maka output yang dihasilkan adalah bilangan biner 1. Sedangkan jika input adalah sama maka akan menghasilkan output dengan bilangan biner 0.

4. Dasar Teori[kembali]

FIG 7.19

IC 74ALS163 adalah sebuah penghitung biner sinkron 4-bit yang digunakan untuk menghitung secara menaik (count-up) berdasarkan sinyal clock. IC ini memiliki beberapa fitur penting seperti input clock (CLK), input enable (ENP dan ENT), input preset (LOAD), input clear (CLR), dan output ripple carry (RCO) yang memungkinkan penggabungan beberapa IC secara bertingkat (cascading). Untuk memperluas kemampuan penghitungannya, dua buah IC 74ALS163 dapat dihubungkan secara saling berkesinambungan membentuk penghitung 8-bit, yang dapat menghitung dari 0 hingga 255. Dalam konfigurasi ini, IC pertama bertugas menghitung bit rendah (bit 0–3), sedangkan IC kedua menghitung bit tinggi (bit 4–7). Kedua IC menerima sinyal clock yang sama, sehingga perhitungan tetap sinkron tanpa delay seperti pada penghitung asinkron. Output RCO dari IC pertama digunakan sebagai sinyal enable (ENT) untuk IC kedua, yang hanya akan menghitung jika IC pertama telah mencapai nilai maksimum (1111). Dengan cara ini, penghitung akan bekerja secara berantai dan sinkron, meningkatkan kapasitas hitung tanpa kehilangan kecepatan dan akurasi. Penggunaan dua IC 74ALS163 yang terhubung dengan teknik cascading ini sering digunakan dalam sistem digital yang memerlukan penghitung dengan rentang lebih besar, seperti sistem pengukuran, jam digital, dan logika kendali.

FIG 7.20

Counter MOD-8 adalah rangkaian penghitung yang mampu menghitung dari 0 hingga 7 dalam sistem bilangan biner, sehingga total memiliki 8 keadaan (2³ = 8). Counter ini umumnya dibuat menggunakan tiga buah flip-flop jenis T atau JK yang dihubungkan secara berurutan, karena 3 bit sudah cukup untuk merepresentasikan angka 0 sampai 7. Flip-flop digunakan sebagai elemen penyimpan yang berubah keadaan (toggle) pada setiap denyut clock, di mana setiap flip-flop mewakili satu bit biner. Dalam counter MOD-8, flip-flop diatur dalam konfigurasi penghitung biner menaik (up counter), baik secara sinkron (semua flip-flop dikendalikan oleh clock yang sama) maupun asinkron (clock berasal dari output flip-flop sebelumnya). Untuk memastikan counter hanya berhitung hingga 8 keadaan, digunakan gerbang AND untuk mendeteksi kondisi tertentu. Misalnya, jika counter dirancang sebagai counter bebas (free-running) 3-bit biner yang bisa menghitung sampai 7 (111), maka ketika semua output flip-flop mencapai logika 1, output dari gerbang AND akan aktif. Sinyal dari gerbang AND ini kemudian digunakan untuk mereset semua flip-flop secara otomatis kembali ke 000, sehingga membentuk rangkaian counter MOD-8. Dengan kata lain, gerbang AND berperan sebagai detektor kondisi maksimum (terminal count), yang mengatur agar perhitungan berhenti di jumlah tertentu sesuai dengan mod yang diinginkan. Counter jenis ini banyak digunakan dalam sistem digital untuk aplikasi seperti pembagi frekuensi, sistem kendali logika, dan penghitung pulsa.

FIG 7.21

Rangkaian pencacah (counter) digital dapat dibangun menggunakan sejumlah flip-flop yang saling terhubung untuk menghasilkan urutan biner yang meningkat atau menurun sesuai pulsa clock yang diberikan. Jika digunakan empat buah flip-flop, maka counter tersebut mampu menghitung hingga 2⁴ = 16 kondisi (0 hingga 15) dalam sistem bilangan biner. Flip-flop yang umum digunakan dalam rangkaian ini adalah jenis JK atau D, yang dikonfigurasi secara sinkron atau asinkron tergantung kebutuhan desain. Dalam beberapa aplikasi, tidak semua dari 16 keadaan dibutuhkan, sehingga diperlukan mekanisme untuk mengatur ulang (reset) counter saat mencapai kondisi tertentu. Di sinilah peran gerbang logika, seperti gerbang AND, digunakan. Dengan menghubungkan output dari flip-flop tertentu ke masukan gerbang AND, kita dapat mendeteksi kondisi tertentu—misalnya, saat output biner menunjukkan nilai 8 (1000) atau 10 (1010). Output dari gerbang AND ini kemudian digunakan untuk mereset seluruh flip-flop ke nol, menjadikan counter sebagai pencacah modulo (MOD) tertentu, misalnya MOD-10. Dengan demikian, kombinasi 4 flip-flop dan gerbang AND memungkinkan fleksibilitas dalam membentuk pencacah digital yang sesuai dengan kebutuhan aplikasi.

Flip Flop JK

JK Flip-Flop adalah salah satu jenis flip-flop yang banyak digunakan dalam rangkaian digital sebagai elemen penyimpan satu bit data biner. Flip-flop ini memiliki dua input utama, yaitu J dan K, serta dua output, yaitu Q dan Q̅ (komplemen Q). Selain itu, JK Flip-Flop juga dikendalikan oleh sinyal clock (CLK), yang menentukan kapan perubahan keadaan output akan terjadi. Fungsi dasar dari JK Flip-Flop adalah memperbaiki kelemahan pada SR Flip-Flop yang tidak mengizinkan kondisi J = K = 1, di mana pada SR Flip-Flop kondisi ini menyebabkan keadaan tak terdefinisi. Pada JK Flip-Flop, kondisi J = K = 1 justru menghasilkan aksi toggle, yaitu perubahan keadaan Q menjadi kebalikannya (jika Q = 1 maka akan menjadi 0, dan sebaliknya) setiap kali ada pulsa clock.

Tabel kebenaran JK Flip-Flop menunjukkan perilaku sebagai berikut:

JK Flip-Flop sering digunakan dalam aplikasi pencacah (counter), pembagi frekuensi, dan memori sementara. Dalam rangkaian pencacah, beberapa JK Flip-Flop dapat dikombinasikan secara berurutan untuk membentuk counter biner. Penggunaan gerbang logika tambahan seperti AND sangat umum dalam rangkaian tersebut untuk mendeteksi kondisi tertentu dari output flip-flop dan memberikan aksi seperti reset atau preset. Karena kemampuannya dalam melakukan toggle dan kestabilannya terhadap pulsa clock, JK Flip-Flop menjadi pilihan populer dalam desain rangkaian logika sekuensial.

5. Percobaan[kembali]

a) Prosedur[kembali]

A. Persiapan Awal

Buka software Proteus (versi 8 atau yang terbaru).
Pilih menu "New Project" → beri nama proyek, lalu klik "Next" hingga selesai.

B. Menyusun Komponen

Masuk ke tab "PICK DEVICES" (ikon P atau tekan tombol ‘P’).
Cari dan tambahkan komponen berikut:
- IC 74ALS163 (bisa pakai 74LS163 atau 74163 jika 74ALS163 tidak tersedia)
- Clock Generator (untuk memberi pulsa clock)
- Logic Probe atau LED (untuk melihat output Q0–Q2)
- Resistor (220Ω atau 330Ω) (untuk LED)
- Push Button (untuk mengatur reset dan load, opsional)
- VCC dan GND

C. Merangkai Rangkaian

Hubungkan Clock Generator ke pin Clock (CP) dari IC 74ALS163.
Hubungkan pin Clear (CLR) ke VCC (agar tidak aktif).
Hubungkan pin Load (LOAD) ke VCC (agar tidak aktif).
Hubungkan pin Enable P (ENP) dan Enable T (ENT) ke VCC (untuk mengaktifkan counter).
Hubungkan pin Q0–Q2 ke LED melalui resistor (untuk menampilkan output 3-bit → MOD 8).
Hubungkan pin Q3 ke LED juga (boleh untuk lihat jika ingin MOD 16).
Hubungkan semua pin VCC dan GND dari IC sesuai datasheet.
Pastikan clock diset pada frekuensi rendah (misal 1 Hz atau 2 Hz) agar perubahan LED bisa terlihat.

D. Simulasi

Klik tombol "Play" atau "Run Simulation".
Amati LED atau Logic Probe:
- Output Q0–Q2 akan menghitung biner dari 000 hingga 111 (0 sampai 7).
- Setelah mencapai 7, akan kembali ke 0 → membentuk MOD 8.

E. Pengujian & Variasi

Coba aktifkan pin Clear sesaat → counter akan kembali ke 000.
Aktifkan Load dan masukkan nilai preset pada D0–D3 → lihat apakah mulai menghitung dari nilai preset tersebut.
Ubah frekuensi clock → lihat pengaruhnya terhadap kecepatan hitungan.

Cari Blog Ini

Taqiya Mafaza