modul tambahan teknik digital 5

7/22/2019 Modul Tambahan Teknik Digital 5

1/16

5


2/16

Percobaan 05

Operasi Serial&Paralel, Register dan Counter

Operasi Serial&Paralel, Register dan Counter

I. Bahan BacaanMano, M. Morris and Charles R. Kime; Logic and Computer Design Fundamentals;

Bab 7, New Jersey; Prentice-Hall Inc., 2008.

Sandige, Richard S.;Modern Digital Design; Bab 5, 7; Singapore; Mc-Graw Hill Inc.;

1990.

II. Tujuan Percobaan1. Mempelajari prinsip-prinsip operasi-operasi biner secara paralel dan serial, prinsip

penggabungan operasi paralel dan operasi serial dan prinsip-prinsip perubahan

dari operasi paralel ke serial dan sebaliknya.

2. Mempelajari prinsip kerja counter.

III.Teori DasarA. Operasi-Operasi Biner

1. Operasi ParalelPada operasi paralel tidak diperlukan pewaktuan, dimana bit-bit input

dimasukkan dan diproses sekaligus, sementara bit-bit output bisa langsung didapat

dalam selisih waktu terhadap input yang sangat kecil. Untuk percobaan ini pada

rangkaian paralel yang digunakan ditambahkan pewaktuan yang berfungsiuntuk

mempermudah kita mengamati urutan operasi paralel yang terjadi. Skema blok

rangkaian untuk operasi paralel dapat dilihat pada gambar 5.1.

Gambar 5.1 Blok diagram operasi paralel


3/16

2. Operasi SerialPada operasi serial bit-bit input dimasukkan secarasatu-persatu, diproses

satu-persatu dan hasilnya merupakan bit-bit yang diperoleh secara satu-persatu.

Supaya proses tersebut dapat berlangsung dangan baik diperlukan pewaktuan,

dimana setiap saut kali pewaktuan akan memproses satu pasangan bit input dan

menghasilkan satu bit output. Untuk proses serial diperlukan memori (dalam hal

ini digunakan shift register) yang berfungsi untuk menyimpan bit-bit input dan

output. Pada setiap pewaktuan akan terjadi pergeseran bit-bit pada shift register.

Skema blok rangkaian untuk operasi serial dapat dilihat pada gambar 5.2.

Gambar 5.2 Blok diagram operasi serial

3. Operasi Gabungan Serial Dan ParalelPada operasi gabungan ini diperlukan pewaktuan terutama untuk bagian

serial dan untuk menandakan awal dan akhir dari operasi paralel, sehingga

peralihan dari serial ke paralel atau sebaliknya dapat terjadi pada saat yang tepat.

Untuk menyusun urutan pewaktuan yang tepat dari rangkaian gabungandapat

dilakukan secara manual, mula-mula urutan pewaktuan untuk operasi serial

dihitung, kemudian ditambahkan di depan atau di belakang urutan pewaktuan

untuk operasi paralel.

B. CounterPada umumnya semua rangkaian logika digital menggunakan counter di

dalamnya. Komputer digital misalnya, menggunakan counter untuk mengendalikan

urutan dan eksekusi dari langkah-langkah pemrograman di dalamnya. Rangkaian

counter dibuat dengan cara menghubungkan rangkaian-rangkaian dalam flip-flop

menjadi satu, sehingga keluaran beberapa flip-flop di dalam rangkaian counter tersebut

berganti-ganti keadaan dalam suatu urutan yang dikehendaki. Rangkaian counter

dibedakan menjadi dua macam, yaitu rangkaian counter sinkron dan rangkaian counter

asinkron.


4/16

Di dalam rangkaian counter sinkron, semua flip-flop dihubungkan dan

dikendalikan langsung secara serempak oleh eksternal clock yang sama. Sebagai

akibatnya, semua flip-flop dalam rangkaian counter sinkron akan berubah kondisinya

dalam waktu yang bersamaan. Sedangkan di dalam rangkaian counter asinkron, semua

flip-flop tidak dihubungkan atau dikendalikan langsung secara serempak oleh eksternalclock yang sama, tetapi oleh masing-masing keluaran flip-flop yang sebelumnya.

Masukan dari eksternal clock hanya diberikan untuk masukan flip-flop dalam urutan

pertama dari rangkaian. Itulah sebabnya rangkaian counter asinkron akan menjadi lebih

sulit untuk didesain daripada rangkaian counter sinkron.

Rangkaian counter menggunakan berbagai macam kode dalam perhitungannya.

Ada rangkaian counter n-bit biner, rangkaian counter n-bit BCD, dan lain sebagainya.

Selain itu rangkaian counter pun dapat didesain untuk melakukan perhitungan maju,

mundur, atau bahkan dapat untuk kedua-duanya. Berikut ini adalah gambar diagram

blok dari 4-bit binary asynchronous counter dan 4-bit binary synchronous counter:

Gambar 5.3 4-bit binary asynchronous counter

Gambar 5.4 4-bit binary synchronous counter


5/16

Sedangkan Timing Diagram dari kedua rangkaian counter tersebut dapat dilihat

pada gambar berikut ini:

Gambar 5.5 Timing diagram dengan 4-bit binary counter

Dari timing diagram diatas dapat dilihat bahwa counter akan menghasilkan angka

dari 0000 sampai 1111 (0-f bila diubah ke dalam hexadecimal), namun dalamaplikasinya sehari hari biasanya kita hanya membutuhkan counter yang menghitung 0-9

saja (0000-1001), untuk itu kita menggunakan decade counter.

Gambar 5.6 Asynchronous decade counter

Untuk membuat decade counter, cukup hubungkan Q3 dengan Q1 dengan sebuah

gerbang NAND. Sehingga ketika counter mencapai angka 1010, counter akan

mengclear seluruh jk flip flop sehingga angka yang dihasilkan akan 0000.

IV.Perangkat yang digunakanA. Serial & Parallel Adder

1. Digital Circuit Trainer2. Binary Serial Adder and Subtractor

B. Counter1. Catu daya


6/16

2. Modul Advance Logi Trainer3. IC 74LS93 (4-bit binary asynchronous counter)4. IC 74LS90 (4-bit decade asynchronous counter)5. IC 74LS163 (4-bit binary synchronous counter)6.

IC 74LS162 (4-bit decade synchronous counter)

7. IC NE555 (Timer)8. Kabel

V. Prosedur PercobaanA. Serial & Parallel Adder

1. Susun rangkaian seperti padagambar pada bagian VIII. Minta peunjuk asistenbila menemukan kesulitan dalam menyususn rangkaian berdasarkan gambar

tersebut.

2. Setelah rangkaian tersusun dengan baik dan benar, dibawah pengawasanasisten nyalakan alat.

3. Masukkan bilangan-bilangan yang akan dioperasikan.4. Mulai proses operasi dari bilangan-bilangan tersebut. amati dan catat yang

terjadi pada tiap-tiap sequence selama operasi tersebut berlangsung.

5. Tuliskan hasil percobaan ke dalam tabel pada bagian VII.B. Counter

1. Dengan menggunakan catu daya yang tersedia, hubungkan tegangan sebesar 5volt dengan modul Advance Logic Trainer

2. Pasangkan IC 74LS93 (4-bit binary asynchronous counter) pada modulAdvance Logic Trainer dan hubungkan masing-masing kaki yang

dipergunakan dari IC tersebut dengan modul SWITCH (untuk masukan) dan

modul LED (untuk keluaran) dari modul Advance Logic Trainer.

3. Hubungkan pula kaki clock IC yang bersangkutan dengan sinyal clock darimodul IC NE555 pada modul Advance Logic Trainer.

4. Perhatikan keluaran yang terjadi. Bagaimana pengaruh sinyal clock terhadapkeluaran tersebut? Isilah keluaran yang terjadi pada tabel F.

5. Ulangi langkah 2, 3 dan 4 untuk IC 74LS90 (4-bit decade asynchronouscounter), IC 74LS163 (4-bit binary synchronous counter), dan IC 74LS162 (4-

bit decade synchronous counter). Isilah masing-masing keluaran yang terjadi

pada Tabel G, H dan I.

VI. Tugas dan PertanyaanA. Serial & Parallel Adder

1. Berdasarkan data yang telah didapat, analisa dan jelaskan satu-persatu yangterjadi tiap-tiap urutan.

2. Lakuakn perhitungan secara manual dan bandingkan dengan hasil percobaan.Beri penjelasan dari hasil perbandingan tersebut.

3. Jelaskan hubungan jumlah urutan dari operasi yang dilakukan dengan jumlahbit dari bilangan-bilangan yang dioperasikan.


7/16

B. Counter1. Bandingkanlah hasil-hasil yang didapat dari masing-masing percobaan dengan

referensi! Buatlah analisa singkat jika terjadi ketidakcocokan dan setelah itu

terangkanlah kembali prinsip kerja dari masing-masing rangkaian counter

yang telah dicobakan!2. Terangkan bagaimana prinsip pembagian frekuensi clock pada rangkaian

asynchronous counter!

3. kerjakanlah tugas tambahan yang diberikan oleh asisten!VII. Tabel

Tabel A. Serial Adder

SequenceA

23 22 21 20

B

23 22 21 20

23 22 21 20AnBnCnSn

1

2

3

.

.

dst.

Tabel B. Serial Subtractor (1s Complement)

Sequence A

23 22 21 20

B

23 22 21 20

23 22 21 20

AnBnCompCnSnCompl.

Ans

1

2

3

.

.

dst.

Tabel C. Serial Subtractor (2s Complement)

Sequence A

23 22 21 20

B

23 22 21 20

23 22 21 20

AnBnCompCnSnCompl.

Ans

1

2

3

.

.


8/16

dst.

Tabel D. Parallel Adder

Sequence A21 20

B21 20

2423 22 21 20

S1S0C1C0

1

2

3

.

.

dst.

Tabel E. Parallel Subtractor (1s Complement)

Sequence A

21 20

B

21 20

2423 22 21 20AnBnSnCnCn-1

1

2

3

.

.

dst.

Tabel F. 2-Bit Multiplier

Sequence A

2423 22 21

20

B

2423 22 21

20

2423 22 21

20

QAQBQCQDAnBnSnCn

Cn-1

1

2

3

.

.

dst.

Tabel G. 4-bit binary asynchronous counter (IC 74LS93)

Count Qa Qb Qc Qd Count Qa Qb Qc Qd

0 8

1 9

2 10

3 11

4 12

5 13


9/16

6 14

7 15

Catatan : R0 (1) = 0; R0 (2) = 0

Tabel H. 4-bit decade asynchronous counter (IC 74LS90)


0 5

1 6

2 7

3 8

4 9

Catatan : R0 (1) = 0; R0 (2) = 0; Rg (1) = 0; Rg (2) = 0

Tabel I. 4-bit binary synchronous counter (IC 74LS163)


0 8

1 9

2 10

3 11

4 12

5 13

6 14

7 15

Catatan : CLEAR = 1; LOAD = 1; DATA INPUT A,B,C,D= 0; ENABLE P,T =1

Khusus untuk count/hitungan ke-15 atau biner 1111, coba perhatikan juga apa yang terjadidengan keluaran ripple carry IC 74LS163.

Agar dapat lebih leluasa, maka asisten dapat mengubah-ubah masukan data input A,B,C danD tidak harus 0000 dan LOAD dengan sendirinya juga tidak selalu 1.

Tabel J. 4-bit decade synchronous counter (IC 74LS162)


0 8

1 9

2 10

3 11

4 12


10/16

5 13

6 14

7 15

Catatan : CLEAR = 1; LOAD = 1; DATA INPUT A,B,C,D= 0; ENABLE P,T =1

VIII.RangkaianA. Operasi Serial

1. Serial Adder2. Serial Subtractor (1s Complement)3. Serial Subtractor (2s Complement)

B. Operasi Paralel1. Parallel Adder2. Parallel Subtractor (1s Complement)3. 2-Bit Multiplier


11/16


12/16


13/16


14/16


15/16


16/16

modul tambahan teknik digital 5

Documents