Chapter 7.102



 

1. Pendahuluan (kembali)

8-bit Binary Asynchronous Counter merupakan rangkaian pencacah digital yang mampu menghitung dalam urutan biner 8-bit, mulai dari 0 hingga 255. Counter ini bekerja secara asynchronous (ripple), di mana setiap flip-flop dipicu oleh keluaran flip-flop sebelumnya, sehingga perubahan keluaran terjadi secara berantai. Pada blog ini akan dibahas konsep dasar, prinsip kerja, serta karakteristik 8-bit Binary Asynchronous Counter secara singkat dan mudah dipahami.

2. Tujuan (kembali)

  • Memahami prinsip kerja 8-bit Binary Asynchronous Counter

  •  Mampu merancang dan menganalisis rangkaian 8-bit Binary Asynchronous Counter


    • 3. Alat dan Bahan (kembali)

    ALAT:

        1. Logicprobe



    BAHAN:
     
        1. IC 74148

    Spesifikasi :
    • Tipe IC: Decoder-to-Binary Encoder
    • Jumlah Jalur Masukan: 8 jalur
    • Jumlah Jalur Keluaran: 3 jalur
    • Tegangan Operasional: IC 74148 biasanya beroperasi pada tegangan 5V DC.
    • Package: IC 74148 tersedia dalam berbagai paket, seperti DIP (Dual Inline Package) dengan 16 pin.
    • Tegangan Tingkat Logika: IC ini bekerja dengan logika TTL (Transistor-Transistor Logic).
    • Fungsi Utama: IC 74148 digunakan untuk mengonversi data input biner menjadi keluaran kode biner yang sesuai.
        2. Gerbang Logika Not (7404)


    Spesifikasi: 

        3. Gerbang NAND 4011

    spesifikasi:

        4. Gerbang Logika AND 7408


    Spesifikasi :

    • Supply Voltage 7V
    • Input Voltage 5.5V
    • Operating Free Air Temperature Range 0°C to +70°C
    • Storage Temperature Range −65°C to +150°C

    4. Dasar Teori (kembali)

      • Sebuah counter (pencacah) merupakan salah satu rangkaian logika sekuensial yang sangat penting dalam sistem digital. Counter digunakan untuk menghitung pulsa-pulsa clock yang masuk ke dalam sistem, dan hasilnya akan ditampilkan dalam bentuk keluaran digital. Berdasarkan jenisnya, counter dapat dibedakan menjadi beberapa kategori, salah satunya adalah synchronous counter, yang merupakan counter di mana semua flip-flop di dalamnya dipicu secara serempak (synchronously) oleh sinyal clock yang sama.

        4-bit synchronous up/down binary counter adalah salah satu bentuk counter yang paling umum digunakan. Rangkaian ini terdiri dari empat flip-flop (biasanya JK atau D flip-flop) yang tersinkronisasi dengan sinyal clock bersama. Karena terdiri dari empat bit, maka counter ini dapat menghitung dari angka biner 0000 (desimal 0) sampai 1111 (desimal 15). Total jumlah hitungan yang dapat dihasilkan adalah 2⁴ = 16 buah kombinasi. Setiap bit merepresentasikan nilai biner sesuai dengan posisi bit-nya (bit terkecil adalah Q0, bit tertinggi adalah Q3).

        Yang membuat counter ini lebih fleksibel adalah fitur up/down, di mana pengguna dapat mengatur arah pencacahan, baik naik (increment) maupun turun (decrement). Arah ini biasanya dikontrol oleh sebuah pin masukan yang bernama D̅/U (Down/Up). Apabila pin D̅/U diberi logika 1, maka counter akan menghitung naik (0, 1, 2, 3, ..., 15). Sebaliknya, jika diberi logika 0, maka counter akan menghitung turun (15, 14, 13, ..., 0). Perubahan nilai output terjadi pada setiap tepi sinyal clock, biasanya tepi naik (rising edge), tergantung karakteristik IC yang digunakan.

        Dalam praktiknya, salah satu IC yang populer digunakan untuk membangun counter jenis ini adalah 74HC191, yang merupakan 4-bit synchronous up/down binary counter. IC ini memiliki beberapa pin penting seperti:

      • CLK (Clock): untuk menerima pulsa clock.

      • D̅/U (Down/Up): menentukan arah pencacahan.

      • E (Enable): mengaktifkan atau menonaktifkan fungsi pencacahan.

      • PL (Parallel Load): digunakan untuk memasukkan nilai tertentu langsung ke dalam counter.

      • TC (Terminal Count) dan RCO (Ripple Carry Out): memberikan sinyal keluar saat hitungan mencapai batas atas atau bawah.

    Fungsi PL sangat penting apabila counter ingin memulai hitungan dari nilai tertentu selain nol. Ketika sinyal PL diaktifkan (LOW untuk IC 74HC191), nilai dari input D0–D3 akan dimuat ke dalam output Q0–Q3 secara langsung. Setelah itu, jika PL kembali nonaktif (HIGH), pencacahan dapat dilanjutkan sesuai arah dan sinyal clock.

    Dalam simulasi menggunakan perangkat lunak seperti Proteus, counter ini dapat dikombinasikan dengan sakelar, tombol logika, atau DIP switch sebagai input untuk nilai awal atau arah pencacahan. Output dari counter dapat dihubungkan ke LED, 7-segment, atau display digital lainnya untuk memvisualisasikan hasil pencacahan.

    Secara umum, counter ini banyak diaplikasikan dalam:

    • Sistem penghitung digital.

    • Timer.

    • Pengontrol urutan (sequence controller).

    • Pengatur waktu dalam sistem mikroprosesor.

    • Frekuensi divider dalam sistem komunikasi digital.

    5. Prinsip Kerja [kembali]

    1. Membuat rangkaian 8-bit Binary Asynchronous Counter menggunakan IC TTL.
    Jawab:
    Simbol IC counter 8-bit dipanggil dari library TTL, kemudian pin clock dihubungkan ke sumber clock dan pin reset diatur pada kondisi tidak aktif. Delapan output (Q0–Q7) dihubungkan ke LED indikator. Setelah wiring selesai dilakukan assignment pin dan proses compile. Rangkaian akan menghitung secara biner dari 00000000 hingga 11111111 (0–255), kemudian kembali ke 00000000.

    2. Mengamati cara kerja 8-bit Binary Asynchronous Counter.
    Jawab:
    Sinyal clock diberikan pada flip-flop pertama, kemudian setiap output flip-flop digunakan sebagai clock bagi flip-flop berikutnya. Perubahan keadaan terjadi secara berantai (ripple), sehingga setiap bit berubah sedikit lebih lambat dibanding bit sebelumnya. Hasil keluaran membentuk urutan hitungan biner 8-bit dari 0 sampai 255.

    3. Menghubungkan output 8-bit Binary Asynchronous Counter ke LED sebagai indikator.
    Jawab:
    Kedelapan output counter (Q0–Q7) dihubungkan ke LED sehingga perubahan nilai biner dapat diamati secara langsung. Setiap pulsa clock akan mengubah pola nyala LED sesuai urutan hitungan biner. Contoh ini menunjukkan prinsip kerja asynchronous (ripple) counter, yaitu hanya flip-flop pertama yang menerima clock utama, sedangkan flip-flop lainnya dipicu oleh output dari flip-flop sebelumnya sehingga terjadi ripple delay.


    6. Ringkasan [kembali]

    1. Apa yang dimaksud dengan Synchronous MOD-16 Counter? Jelaskan prinsip kerjanya!

    Jawab:

    1. Synchronous MOD-16 Counter adalah pencacah digital yang mampu menghitung 16 keadaan, yaitu dari 0000 hingga 1111.
    2. Semua flip-flop menerima sinyal clock yang sama secara bersamaan (synchronous).
    3. Setiap pulsa clock menyebabkan perubahan output sesuai urutan hitungan biner.
    4. Setelah mencapai keadaan 1111 (15), counter kembali ke 0000 (0) dan mengulangi proses pencacahan.

    2. Mengapa Synchronous MOD-16 Counter memiliki performa yang lebih baik dibandingkan Asynchronous (Ripple) Counter?

    Jawab:

    1. Semua flip-flop dipicu oleh clock yang sama sehingga perubahan output terjadi secara serentak.
    2. Tidak terjadi perubahan berantai (ripple) antar flip-flop.
    3. Propagation delay lebih kecil dibanding asynchronous counter.
    4. Cocok digunakan pada sistem digital yang bekerja pada frekuensi tinggi.

    3. Sebutkan kelebihan dan kekurangan Synchronous MOD-16 Counter!

    Jawab:

    Kelebihan:

    1. Kecepatan kerja lebih tinggi.
    2. Propagation delay lebih kecil.
    3. Output berubah secara bersamaan sehingga lebih stabil.
    4. Cocok untuk aplikasi digital berkecepatan tinggi.

    Kekurangan:

    1. Rangkaian lebih kompleks dibanding asynchronous counter.
    2. Membutuhkan lebih banyak gerbang logika dan koneksi.
    3. Konsumsi daya relatif lebih besar.


    7. Soal Latihan [kembali]

    1. 8-bit Binary Asynchronous Counter adalah rangkaian pencacah yang…

    A. Menggunakan delapan flip-flop yang semuanya menerima clock secara bersamaan
    B. Menggunakan delapan flip-flop yang bekerja secara berantai (ripple) dengan hanya flip-flop pertama menerima clock eksternal
    C. Menggunakan delapan gerbang AND tanpa flip-flop
    D. Menghasilkan keluaran analog berdasarkan jumlah pulsa clock

    Jawaban yang benar: B

    Penjelasan: Pada asynchronous counter, hanya flip-flop pertama yang menerima clock eksternal, sedangkan flip-flop berikutnya dipicu oleh output flip-flop sebelumnya.

    2. Jumlah keadaan (state) yang dapat dihitung oleh 8-bit Binary Asynchronous Counter adalah…

    A. 64 keadaan
    B. 128 keadaan
    C. 256 keadaan
    D. 512 keadaan

    Jawaban yang benar: C

    Penjelasan: Counter 8-bit memiliki 28=256 kombinasi, yaitu dari 00000000 hingga 11111111.

    3. Berapa jumlah flip-flop yang digunakan pada 8-bit Binary Asynchronous Counter?

    A. 4 flip-flop
    B. 6 flip-flop
    C. 8 flip-flop
    D. 16 flip-flop

    Jawaban yang benar: C

    Penjelasan: Setiap flip-flop menyimpan satu bit, sehingga counter 8-bit membutuhkan delapan flip-flop.

                                                                  

    8. Percobaan [kembali]

    1) Prosedur Percobaan

    1. Siapkan alat dan bahan untuk membuat rangkaian pada proteus
    2. Rangkai IC74148 pada proteus
    3. Nyalakan proteus

    2) Rangkaian Percobaan






    3) Prinsip Kerja Rangkaian
    Ketika input pada logicstate pertama adalah 0, E1 bernilai 0, dan lainnya 1 maka output yang dihasilkan adalah A0 bernilai 1, A1 bernilai 1, A2 bernilai 1, GS bernilai 0, dan E0 bernilai 1. Hal ini disebabkan karena pada output di encoder adalah binary. Terlihat pada inputnya adalah desimal, dimana apabila kita mencari input 0 (desimal) maka binary yang dihasilkan adalah 1 1 1 (active low). Ketika E1 1 dan lainnya dont care maka output yang dihasilkan adalah 1 semua. Begitu pula apabila E1 nya 0 dan lainnya 1 atau aktive high maka output pada E0 akan menghasilkan output 0.

    simulasi:

                                                    


    9. Download File [kembali]





    Komentar

    Posting Komentar

    Postingan populer dari blog ini

    Gambar
        BAHAN PRESENTASI  MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2024 Disusun Oleh: Steven Fitzaro Carnizio NIM : 2410953031 Dosen Pengampu : Dr. Darwison ,MT Rizki Wahyu Pratama ST, MT JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2024/2025 Referensi : a. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang b. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2,  ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang c. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013 d. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002. e. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005 f. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007. g. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016.    
    Baca selengkapnya