Register geser D Flip-flop

Mode Operasinya adalah sebagai berikut : Dengan mengaumsikan sebelumnya bahwa Clock pertama, semua keluaran dari Q 1 sampai dengan Q 4 adalah 0 dan masukan input adalah 1. Setelah itu Data ini akan ditampilkan pada output Q 1 pada Clock pertama t n+1 . Sebelum ke Clock ke 2, Input kembali menjadi 0. Dan pada saat clock kedua t n +2 keluaran Q1 menjadi 0 dan Q 2 menjadi 1. Setelah Clock t n+3 Q 1 = 0, Q 2 = 0 dan Q 3 menjadi 1. Setelah clock ke t n+4 , Q 4 menjadi kondisi 1. Kemungkinan diatas dapat diilustrasikan pada tabel kebenaran berikut : Tabel kebenaran register geser Clock t n t n+1 t n+2 t n+3 t n+4 t n+5 Masukan 1 Q 1 1 Q 2 1 Q 3 1 Q 4 1 Pada tabel di atas dijelaskan ketika memasuki clock ke 5 semua keluaran kembali menjadi NOL. Berikut ini adalah register geser dengan menggunakan JK Flip-flop : J K Q Q Clock 1 Masukan J K Q Q J K Q Q J K Q Q Q Q Q Q 1 2 3 4 Gambar 3.22. Register geser 4 bit menggunakan JK Flip-flop Selama Shift regsiter tersebut hanya memasang 4 buah Flip-flop, maka informasi yang akan didapat hanya sebanyak 4 buah, oleh karena itulah dinamakan sebagai 4-bit Shift register atau register geser 4 bit. Dengan Shift Register ini ada 2 kemungkinan dasar untuk membaca kembali informasi yang ada, yaitu : 1. Setelah clock ke 4 informasi telah masuk secara simultan yang ditampilkan pada keluaran Q 1 sampai dengan Q 4 . Informasi ini dibaca secara serial satu setelah yang lainnya dan dapat juga dibaca secara parallel. 2. Jika hanya Q 4 saja yang digunakan sebagai output keluran, data yang telah dimasukkan secara serial juga bisa dibaca secara serial. Shift register ini dapat digunakan sebagai penyimpanan sementara dan atau delay dari deretan informasi. Hal yang perlu diperhatikan setelah ini adalah aplikasi dari konversi serial parallel maupun parallel serial. Dalam Operasi Parallel serial data a sampai d dimasukkan bersamaan ke register dengan clock yang telah ditentukan. Keluaran serial akan muncul satu persatu pada indikator keluaran. Bagaimnapun juga jika data dimasukkan secara serial pada input dan sinkron dengan clocknya, maka setelah melengkapi barisan input, keluaran akan dapat dilihat secara parallel pada keluaran Q 1 sampai dengan Q 4 Operasi Serial Parallel . Register geser diterapkan dengan fungsi yang berbeda-beda pada sistem komputer. Dimana macam-macam tipe yang digunakan adalah sebagai berikut : • Pergeseran data • Masukan data serial dengan serial data keluaran • Masukan data serial dengan keluaran data parallel • Masukan data parallel dengan keluaran data seri • Masukan data parallel dengan keluaran data parallel Mode Operasi Parallel In Parallel out dapat digunakan sebgai latihan untuk menngunakan register geser dengan mentransfer data pada masukan parallel ke data keluaran menggunakan pulsa yang telah ditentukan. Kemudian data ini akan tersimpan sementara sampai ada data yang dimasukkan. Kemudian Data pada register ini akan dihapus melalui input reset operasi memori penyangga . J K Q Q Clock 1 Masukan serial J K Q Q J K Q Q J K Q Q Q Q Q Q 1 2 3 4 Reset Set Keluaran paralel a b c d Masukan paralel c c c c p p p p Gambar 3.23. Register geser untuk parallelserial atau serialparallel Akhirnya, register geser yang digunakan pada sistem mikroprosesor sebagai memori penyangga. Gambar 3.24. Register dengan multiplekser pada masukan D flip-flop Prinsip dari operasi rangkaian ini ialah, dengan memakai input kontrol S , S 1 , ke 4 multiplekser akan dapat dinyalakan salah satu dari ke 4 masukannya. Kemudian data yang telah dipilih pada input akan muncul pada keluaran. Contohnya , jika masukan paralel E 3 sampai E dipilih maka data masukan akan dihadirkan secara parallel pada masukan D dari flip-flop. Dengan tepi clock positif selanjutnya, data dimasukkan ke flip-flop dan akan ditampilkan pada keluaran Q 3 sampai dengan Q . Data ini akan tersimpan hingga adanya pulsa clock yang membawa data baru pada E 3 sd E ke dalam register. Dengan kombinasi kontrol S , S 1 yang lain. Input sebelah kanan pada multiplekser dapat dihubungkan ke Output. Data yang akan dimasukkan pada sebelah kiri rangkaian dapat dimasukkan secara serial ke dalam register. Prosesnya adalah sebagai berikut : Jika kombinasi serial 1010 ada pada masukan sebelah kiri, maka pada saat clock pertama nilai 1 akan muncul pada keluran Q dan pada masukan yang telah dipilih pada multiplekser selanjutnya. Pada saat clock kedua, keluaran akan menjadi Q = 0 dan Q 1 =1, sedangkan pada clock ketiga Q = 1, Q 1 = 0, dan pada Clock ke 4 Q = 0, Q 1 = 1 , Q 2 = 0 dan Q 3 = 1. Kombinasi masukan serial ini telah dibacakan ke register yang ada di sebelah kiri. Data serial yang ada pada masukan sebelah kanan akan di bawa secara analog. Masukan x 3 sampai x tidak dimasukkan pada contoh ini. Sering untuk menghapus semua flip flop secara bersama sama adalah dengan cara mengeset semua masukan x 3 sampai x ke logika 0. Jika masukan x semuanya dipilih melalui S , S 1 setelah pulsa clock berikutnya akan mengeset semua keluarn x 3 sampai x ke logika 0.

3.9. Counter

Counter adalah rangkaian digital yang didalamnya terdapat hubungan yang telah ditetapkan batasnya terhadap jumlah pulsa dan keadaan keluarannya. Komponen utama sebuah counter adalah flip-flop. Mode operasi counter akan dijelaskan dengan bantuan pulsa diagram seperti tampak pada Gambar 3.26. Sebelum clock pertama, keluaran Q 1 sampai dengan Q 4 adalah 0. Angka 0 disetarakan dengan kombinasi biner 0000. Setelah clock pertama bentuk bitnya menjadi 0001 yang diinterprestasikan sebagai angka 1. J K Q Q Clock Q Q Q Q 1 2 3 4 1 J K Q Q J K Q Q J K Q Q 2 2 2 2 1 2 3 Gambar 3.25. Rangkaian counter 4 bit 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 1 1 1 1 t t t t Clock Q1 Q2 Q3 Q4 t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Gambar 3.26. Diagram pulsa counter 4 bit Setelah clock kedua, 0010 akan muncul yang sesuai dengan angka 2, dan seterusnya. Seluruhnya terdapat 16 macam kombinasi yang sesuai dengan angka 0 sampai dengan 15. Setelah clock ke 16 seluruh keluaran akan kembali ke kondisi awal yaitu 0000. Untuk clock selanjutnya, proses diatas akan diulangi kembali. Secara umum dapat disimpulkan bahwa n-bit counter dapat diasumsikan sebagai 2 n kombinasi keluaran yang berbeda-beda. Sejak angka 0 harus dialokasikan ke salah satu kombinasi ini, counter akan mampu menghitung hingga 2 n–1 sebelum hitungan diulang kembali. Bila suatu counter terdiri atas 8 flip flop yang disusun seri, maka akan ada 2 8 = 256 kombinasi biner yang berbeda yang berarti angka antara 0 sampai dengan 255. Dengan mengubah sambungan memungkinkan untuk mereduksi kapasitas hitungan misalnya sebuah counter 4 bit yang memiliki 16 variasi keluaran dapat dibuat menjadi hanya 10 variasi keluaran. Counter akan menghitung o sampai 9 secara berulang ulang dan counter jenis ini disebut counter BCD. Sering pula counter tidak hanya untuk menghitung naik dari 0000 ke 0001 dan seterusnya melainkan dapat pula dipergunakan sebagai penghitung turun dengan nilai awal adalah 1111 kemudian 1110 dan seterusnya sampai 0000 kemudian kembali ke 1111, counter yang seperti ini disebut counter down. Suatu counter akan berfungsi sebagai counter up atau counter down dapat dipilih dengan sebuah kontrol untuk menentukan arah hitungan. Beberapa counter dapat dibuat dari berbagai macam variasi. Kriteria penting suatu counter antara lain adalah : - Arah hitungan niak atau turun - Kontrol clock serentak atau tak serentak - Kapasitas hitungan - Kode hitunan - Kecepatan menghitung - Kemampuan counter untuk diprogram, yang artinya hitungan mulai berapa dapat diatur.