laporan pendahuluan kel70

8/14/2019 Laporan Pendahuluan kel70

1/21

LAPORAN PENDAHULUAN

PRAKTIKUM SISTEM DIGITAL

MODUL 2

PENJELASAN KONSEP RANGKAIAN SEQUENSIAL SINKRON

Oleh:

Asisten:

Pranesti Novitasari

5106100076

LABORATORIUM ARSITEKTUR DAN JARINGAN KOMPUTER

JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2009

Kelompok 70

Azhar Zakkie Mashudi 5109100060

Faizah Alkaff 5109100065

Rachmad Nafisholeh 5109100130


2/21


3/21

o Excitation table14.Sebuah rangkaian sekuensi menggunakan 2 buah D flip-flop sebagai elemen memory

nya. Sifat atau watak rangkaian itu dideskripsikan dengan persamaan (equations)

berikut ini:

D1 = Q1+xQ2D2 = xQ1+xQ2

Z = xQ1 Q2 + x Q1Q2

Buatlah state table nya dan state diagram nya!

15.Rancanglah rangkaian logika sekuensi dengan dua buah flip-flop dan sebuah input R.Untuk setiap adanya pulsa clock. Jika R=1 output kedua flip-flop akan memberikan nilai

decimal dengan urutan kedua flip-flop akan bernilai decimal 3,2,1, dan kembali ke

urutan semula.

J A W A B A N

1. RANGKAIAN LOGIKA SEKUENSIALAdalah rangkaian dimana outputnya tidak hanya tergantung pada input waktu itu

saja, tetapi juga pada keadaan input sebelumnya. Contoh rangkaian sekuensial yang

paling sederhana adalah Flip-flop/FF.

Perbandingannya dengan Rangkaian Kombinasional

Kombinasional Keluaran tergantung hanya pada masukan-nya. Tidak terdapat loop umpan balik (feedback loops) Dideskripsikan dgn menggunakan ekspresi Boolean dan/atau tabel

kebenaran.


4/21

Sekuensial Keluaran tidak hanya tergantung pada masukan-nya, tetapi juga pada

masukan masa lampau (the past sequence of inputs).

Mengandung logika kombinasional dan elemen memory yang terbentukmelalui feedback loops

Dideskripsikan dengan state transition tables dan diagram.

2. Flip-flop adalah perangkat bistabil, hanya dapat berada pada salah satu statusnyasaja, jika input tidak ada, FF tetap mempertahankan statusnya. Maka FF dapat

berfungsi sebagai memori1-bit . Flip-Flop disebutjugakancing, multivibrator,biner.

Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit secara

semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi

dari bit yang disimpan. yang dapat bekerja secara sekuensial. Rangkaian elektronik

yang bekerja atas dasar arus balik dari beberapa gate sederhana yang dihubungkan

saling menyilang. Flip flop (saling menyilang) ini merupakan rangkaian digital yang


5/21

digunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanent. sampai ada suatu

perintah untuk menghapus/ mengganti isi dari bit yang disimpan.

Flip-flop adalah rangkaian utama dalam logika sekuensial. Prinsip dasar dari flip-

flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda

yang di rangkai menjadi suatu gerbang logika. Flip-flop merupakan rangkaian yang

mempunyai fungsi pengingat (memory). Artinya rangkaian ini mampu melakukan

proses penyimpanan data sesuai dengan kombinasi masukan yang diberikan

kepadanya. Data yang tersimpan itu dapat dikeluarkan sesuai dengan kombinasi

masukan yang diberikan.

Ciri-cirinya adalah :

Adanya jalur umpan balik (feedback) di dalam rangkaiannya. Mempunyai fungsi pengingat (memory). Artinya rangkaian ini mampu melakukan

proses penyimpanan data sesuai dengan kombinasi masukan yang diberikankepadanya. Data yang tersimpan itu dapat dikeluarkan sesuai dengan kombinasi

masukan yang diberikan.

Memiliki dua output, yaitu satu untuk output dari data yang disimpan dan yangsatunya lagi merupakan komplemen lainnya.

3. Flip-Flop SR (FF-SR)


6/21

Flip-Flop D (FF-D)

FF-D memiliki 1 input yang disebut D (Data) serta 2 output yang disebut Q dan Q .

pada FF-D diperoleh dari FF-SR yang salah satu inputnya didapat dengan

mengkomplemenkan input yang lain.

Flip-Flop JK (FF-JK)FF-JK dibangun dari 2 buah FF-SR yang dihubungkan menjadi satu, yaitu keluaran

FFSRpertama menjadi masukan FF-SR kedua dan keluaran FF-SR kedua menjadi

masukan FFSR. FF-SR pertama disebut "master", FF-SR kedua disebut "slave".

Hubungan kedua FF-SR tersebut ditunjukkan dalam Gambar 4.5.


7/21

FLIP FLOP T

Flip flop T atau flip flop toggle adalah flip flop J-K yang kedua masukannya (J dan K)

digabungkan menjadi satu sehingga hanya ada satu jalan masuk. Karakteristik dari flip flop

ini adalah kondisi dari keluaran akan selalu toogle atau selalu berlawanan dengan kondisi

sebelumnya apabila diberikan masukan logika 1. Sementara itu kondisi keluaran akan

tetap atau akan sama dengan kondisi keluaran sebelumnya bila diberi masukan logika 0.


8/21

4. Perbedaan antara (Truth table, state table, characteristic table,excitation table),(Boolean equation, state equation, characteristic equation, flip-flop input equation),

(State equations, state table, state diagram, state reduction, dan state assignment)

adalah :

Truth Tablemerupakan suatu tabel yang menyajikan beragam kombinasi inputandari 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, dansusunan flip-flop yang ada

Present

StateInput

Next

StateOutput

A B x A B Y

0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 1 0

0 1 0 0 0 1


9/21

Characteristic Table merupakan defenisi dari sifat-sifat logika dari sebuahrangkaian flip-flop dengan menjelaskan operasinya dalam bentuk tabel.

Excitation Tabelmerupakan tabel yang digunakan untuk menunjukkan input yangdigunakan untuk perubahan state awalan.

Boolean Equationberfungsi untuk mendefenisikan suatu fungsi dalam rangkaianmenggunakan bilangan biner yang terdiri angka 0 dan 1 serta symbol operasi logika.

F = x.y

0 1 1 1 1 0

1 0 0 0 0 1

1 0 1 1 0 0

1 1 0 0 0 1

1 1 1 1 0 0

D flip flop

D Q(t+1)

0 0 Reset

1 1 Set

T flip flop

T Q(t+1)

0 Q(t) Tetap

1 Q(t) Komplemen

JK flip flop

J K Q(t+1)

0 0 Q(t) Tetap

0 1 0 Reset

1 0 1 Set

1 1 Q(t) Komplemen

JK flip flop Excitation Table

Q{t} Q(t+1) J K

0 0 0 X

0 1 1 X

1 0 X 0

1 1 X 1

T flip flop Excitation Table

Q{t} Q(t+1) T

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0


10/21

State Equation merupakan bentuk fungsi aljabar yang menjelaskan hubunganantara state setelah transisi (next state) sebagai sebuah fungsi dari state awalan

(present state) dan input.

A(t+1) = A(t)x(t)+B(t)x(t)

B(t+1) = A(t)x(t)

Characteristic Equationberfungsi untuk menjelaskan sifat-sifat logika dari sebuahrangkaian flip-flop (seperti pada Characteristic Table) dalam bentuk aljabar.

Q(t+1) = D (D flip flop)

Q(t+1) = JQ + KQ (JK flip flop)

Q(t+1) = TQ + TQ (T flip flop)

Flip-flop Input Equation merupakan penjabaran dari rangkaian flip flop dalambentuk aljabar., terdapat input pada tiap-tiap flip flop dan juga output dari

rangkaian

DA = Ax + By (Persamaan input flip flop A)

DB= Ax (Persamaan input flip flop B)

Y = (A + B)x (Persamaan output rangkaian)

State Equation atau Transition Equationmenjelaskan sifat sifat dari rangkaiansequential pada sebuah flip flop pada saat transisi atau perubahan. State Equation

merupakan persamaan Boolean yang dibentuk oleh fungsi yang sekarang dan juga

input yang membentuk rangkaian tersebut dikarenakan pernyataan awalnya

ditambah 1.

A(t+1) = A(t)x(t)+B(t)x(t)

B(t+1) = A(t)x(t)

State Table atau Transition Tableadalah table yang menyajikan 4 data berurutan,yaitu persamaan awal, input, persamaan lanjutan, dan output

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


11/21

1 0 0 0 0 1

1 0 1 1 0 0

1 1 0 0 0 1

1 1 1 1 0 0

State Diagram adalah grafik yang dibuat dari persamaan persamaan yang adapada state table. Sebuah persamaan disimbolkan dengan lingkaran, dan perubahan

dari persamaan satu ke persamaan lanjutan disimbolkan dengan anak panah.

State Reduction mengkhususkan untuk menemukan cara penyederhanaan suatufungsi Boolean yang telah disajikan dalam bentuk state table sebelumnya, dengan

cara tidak merubah external input-output yang penting

a. State Assignment adalah pemberian tanda atau nama yang tidak akan dipakaioleh jenis data yang lain, dengan kata lain hal tersebut bersifat unik,.

State BinaryGray

Code

One-

Hot

A 000 000 00001

B 001 001 00010

C 010 011 00100

PresentState

Next State Output

X=0 X=1 X=0 X=1

A a b 0 0

B c d 0 0

C a d 0 0

D e d 0 1

E a d 0 1

PresentState

Next State Output

X=0 X=1 X=0 X=1

a A B 0 0

b C D 0 0

c A D 0 0

d E F 0 1

e A F 0 1

F G F 0 1

G A F 0 1Present

State

Next State Output

X=0 X=1 X=0 X=1

A a b 0 0

B c d 0 0

C a d 0 0

D e f 0 1

E a f 0 1

F e f 0 1


12/21

U6A

74LS74D

1D2 1Q 5

~1Q

6

~1CLR

1

1CLK

3

~1PR

4

U7A

74LS136N

T

U1A

74LS74D

1D2 1Q 5

~1Q 6

~1CLR

1

1CLK3

~1PR

4

U2

AND2

U3

AND2

U4

OR2

Q

QbarU5

NOT

J

K

D 011 010 01000

E 100 110 10000

5. Mengubah menjadi D flip-flop :

JK flip flop

T flip flop

Preset

State

Next State Output

X=0 X=1 X=0 X=1

000 000 001 0 0

001 010 011 0 0

010 000 011 0 0

011 100 011 0 1

100 000 011 0 1


13/21

6. IC yang digunakan sebagai :

D flip flop : IC yang dipakai adalah IC 7474 JK flip flop:

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.

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 danoutputnya akan tetap jika inputnya rendah. IC yang digunakan adalah IC NTE754.

7. Skema D flip flop :


14/21

8. State Table:

Present

StateInput

Next

Stateoutput

A B X A B Y

0 0 0 0 1 0

0 0 1 0 0 0

0 1 0 0 1 0

0 1 1 1 0 0

1 0 0 1 1 0

1 0 1 0 0 0

1 1 0 0 1 0

1 1 1 1 0 1

K-Map DA

1

1 1

DA= ABX+BX

K-MAP DB

1 1

1 1

DB=X

K-MAP output(Y)

1

Y=ABX

A

B

X

A

B

X

A

B

X


15/21

Gambar Rangkaian:

9. Ripple Counter yang juga sering disebut asyncronous counter adalah : Counter yang tersusun atas flip flop yang dhubungkan secara seri dan pemicunya

tergantung dari flip flop sebelumnya, kemudian menjalar sampai flip-flop MSB-nya. Serangkaian flip-flop yang dihubungkan secara seri dengan cara output flip-flop yang pertama

menjadi input FF yang berikutnya.

Counter yang terdiri dari beberapa Flip-Flop pada bit di-cascadekan.Pada Ripple Counter, output dari Flip-Flop pada bit dengan level yang lebih rendah

menjadi input dari Fip-Flop pada bit berlevel lebih tinggi.

Dengan kata lain, input clock dari masing-masing Flip-Flop berasal dari output Flip-

flop yang lain.


16/21

U3

JK_FF

J Q

~QK

RESET

CLK

SET

U1

JK_FF

J Q

~QK

RESET

CLK

SET

U2

JK_FF

J Q

~QK

RESET

CLK

SET

U4

JK_FF

J Q

~QK

RESET

CLK

SET

1

3

Q1

Q2

Q4

Q85

4

U5

AND2

8

6

7

9

Count

Logic 1

10.BCD Ripple Counter mengikuti urutan dari 10 state dan kembali ke 0 setelah sampaike 9. Counter ini harus punya minimal 4 flip-flop untuk merepresentasikan tiap

bilangan desimal karena sebuah bilangan desimal paling sedikit direpresentasikan

dengan 4 bit. Urutan state dari BCD Counter diatur oleh kode biner yang digunakanuntuk merepresentasikan angka desimal.

Gambar rangkaian BCD Ripple Counter:

11. Syncronous Counter adalah output flip-flop yang digunakan bergulingan secaraserempak. Hal ini disebabkan karena masing-masing flip-flop tersebut dikendalikan

secara serempak oleh satu sinyal clock. Oleh karena itu,synchronous counter sering

juga disebut pararel counter.

12. Yang dimaksud dengan Johnson Counter (Ring Counter kembar) adalah digunakanuntuk mendeteksi jumlah dering dan penentuan memori yang digunakan.

Menghubungkan komplemen dari output dari register geser terakhir untuk input dan

beredar aliran yang diikuti oleh angka nol di sekitar ring. Sebagai contoh, dalam

sebuah 4-mendaftar counter, dengan nilai-nilai register awal 0000, pola berulang

adalah: 0000, 1000, 1100, 1110, 1111, 0.111, 0.011, 0.001, 0.000 ....


17/21

13.

a. Characteristic Table

T C Q(t+1)

0 0 Q(t)

0 1 Q'(t)

1 0 1

1 1 0

b.

T C x Output

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 0 1


18/21

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 1 0

Maka K-Map:

C

0 1 0 1

T 1 1 0 0

x

Equation :

F= Cx + x(TC)

c. Excitation Table

Q(t) Q(t+1) T C

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 x 1

1 1 x 0

14. State Table

PresentInput

NextOutput


19/21

State State

D1 D2 x D1 D2 z

0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 1 1

0 1 0 1 1 0

0 1 1 0 1 0

1 0 0 1 0 0

1 0 1 1 0 0

1 1 0 1 1 1

1 1 1 1 0 0

State Diagram

15. State Table

KEADAAN SEBELUMNYA

KEADAAN SEKARANG

R = 0 R = 1

Q1(n-1) Q0(n-1) Q1(n) Q0(n) Q1(n) Q0(n)

0 0 X X 0 1

0 1 1 1 1 0

1 0 0 1 0 0

1 1 1 0 X X

1/1

0/1

1/0

1/0

0/0

0/01/00/0

00 01 10 11


20/21

Excitation table

X 0 0 0

1 1 X 1

D1 = R Q1n-1 + Q0n-1

INPUT

KEADAAN

SEBELUMNYA

KEADAAN

SEKARANG

KEADAAN INPUT

FLIP-FLOP

R Q1n-1 Q0n-1 Q1n Q0n D1 D0

0 0 0 X X X X

0 0 1 1 1 1 1

0 1 0 0 1 0 1

0 1 1 1 0 1 0

1 0 0 0 1 0 1

1 0 1 1 0 1 0

1 1 0 0 0 0 0

1 1 1 X X X X

X 1 0 1

1 0 X 0

D2 = R Q1n-1 + R Q0n-1 + Q1n-1 Q0n-1


21/21

LEMBAR PENGESAHAN PRAKTIKUM SISTEM DIGITAL

2009-2010

MODUL 2

PENJELASAN KONSEP RANGKAIAN SEQUENSIAL SINKRON

Kelompok 70

Azhar Zakkie Mashudi 5109100060

Faizah Alkaff 5109100065

Rachmad Nafisholeh 5109100130

Asisten:

Pranesti Novitasari

5106100076

laporan pendahuluan kel70

Documents