0

Sistem Digital


UNIVERSITAS GUNADARMA
Fakultas Teknologi Industri


Sistem Digital

 

Nama                        :  Irfan Sabdho Musthofa

NPM                         :   53415436)

Fakultas                    :  Teknologi Industri

Jurusan                     :  Teknik Informatika

Dosen Pembimbing  :  Puji Sularsih, SKom., MMSI.


Diajukan Guna Melengkapi Tugas Individu  Mata Kuliah Pengenalan Teknologi Komunikasi Informatika A Semester 1


JAKARTA
2015





SISTEM DIGITAL
Sistem Digital adalah sistem elektronika yang setiap rangkaian penyusunnya melakukan pengolahan sinyal diskrit. Sistem Digial terdiri dari beberapa rangkaian gigital / logika, komponen elektroika, dan elemen gerbang logika untuk suatu tujuan pengalihan tenaga / energi. Sistem Digital adalah suatu sistem yang berfungsi untuk mengukur suatu nilai yang bersifat tetap atau tidak teratur dalam bentuk diskrip berupa digit-digit atau angka-angka, contohnya bilangan integer dan pecahan.

Rangkaian Sekuensial merupakan rangkaian logika yang keadaan outputnya tergantung pada keadaan input – inputnya juga tergantung pada keadaan output sebelumnya. Rangkaian sekuensial juga didefinisikan sebagai rangkaian logika yang outputnya tergantung waktu. Outputnya tidak bergantung pada nilai input saat itu, tetapi juga input-input sebelumnya. Karena itu dikatakan mempunyai karakteristik memori.
Berdasarkan waktu sinyal, dapat dibedakan menjadi:
1.      Rangkaian sekuensial sinkron 
Operasinya disinkronkan dengan pulsa waktu yang dihasilkan oleh pembangkit pulsa yang merupakan masukan bagi rangkaian. Sehingga keluaran akan berubah hanya setiap adanya masukan pulsa waktu, meskipun inputnya tidak berubah.
2.      Rangkaian sekuensial asinkron
Operasinya hanya bergantung pada input, dan dapat dipengaruhi set waktu.
Piranti sekuensial:
1.  Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit data secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang tersimpan tersebut. Flip-Flop adalah rangkaian arus listrik yang bekerja berdasarkan arus listrik dari berbagai macam gerbang sederhana dari arus listrik yang berhubungan saling menyilang. Flip-Flop biasa digunakan sebagai pengolahan data digital yang di terapkan ke perangkat elektronik. Prinsip dasar dari flip-flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang di rangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial. Flip-flop adalah keluarga Multivibrator yang mempunyai dua keadaaan stabil atau disebut BistobilMultivibrator. Rangkaian flip-flop mempunyai sifat sekuensial karena sistem kerjanya diatur dengan jam atau pulsa, yaitu sistem-sistem tersebut bekerja secara sinkron dengan deretan pulsa berperiode T yang disebut jam sistem (System Clock atau disingkat menjadi CK). Seperti yang ditunjukkan dalam gambar 



Ciri-cirinya:
a.   Outpunya tergantung bukan hanya pada input yang ada sekarang,namun juga pada input yang telah lalu. Sehingga di butuhkan “pengingat ”
b.  mempunyai fungsi pengingat (memory). Artinya rangkaian ini mampu melakukan proses penyimpanan data sesuai dengan kombinasi masukan yang diberikan kepadanya.
c.     memiliki 2 output, yaitu satu untuk output dari data yang disimpan dan yang satunya lagi dari merupakan komplement lainnya.
Macam-macam Flip-Flop:
a.   RS Flip-flop adalah dasar dari semua Flip-flop yang memiliki 2 gerbang inputan / masukan yaitu R dan S.  R artinya "RESET" dan S artinya "SET".  Flip-flop yang satu ini mempunyai 2 keluaran / outputyaitu Q dan Q`. Bila S diberi logika 1 dan R diberi logika 0, maka output Q akan berada pada logika 0 dan Q not pada logika 1. Bila R diberi logika 1 dan S diberi logika 0 maka keadaan output akan berubah menjadi Q berada pada logik 1 dan Q not pada logika 0. Sifat paling penting dari Flip-Flop adalah bahwa sistem ini dapat menempati salah satu dari dua keadaan stabil yaitu stabil I diperoleh saat Q =1 dan Q not = 0, stabil ke II diperoleh saat Q=0 dan Q not = 1. Berikut adalah Symbol dan Tabel kebenaran dari RS FF:

RS Flip-Flop yaitu rangkaian Flip-Flop yang mempunyai 2 jalan keluar Q dan Q (atasnya digaris). Simbol-simbol yang ada pada jalan keluar selalu berlawanan satu dengan yang lain. RS-FF adalah flip-flop dasar yang memiliki dua masukan yaitu R (Reset) dan S (Set). Bila S diberi logika 1 dan R diberi logika 0, maka output Q akan berada pada logika 0 dan Q not pada logika 1. Bila R diberi logika 1 dan S diberi logika 0 maka keadaan output akan berubah menjadi Q berada pada logik 1 dan Q not pada logika 0.
Sifat paling penting dari Flip-Flop adalah bahwa sistem ini dapat menempati salah satu dari dua keadaan stabil yaitu stabil I diperoleh saat Q =1 dan Q not = 0, stabil ke II diperoleh saat Q=0 dan Q not = 1 yang diperlihatkan pada gambar berikut:


Yang dimaksud kondisi terlarang yaitu keadaaan yang tidak diperbolehkan kondisi output Q sama dengan Q not  yaitu pada saat S=0 dan R=0. Yang dimaksud dengan kondisi memori yaitu saat S=1 dan R=1, output Q dan Qnot akan menghasilkan perbedaan yaitu jika Q=0 maka Qnot=1 atau sebaliknya jika Q=1 maka Q not =0.
b.  CRS Flip-flop dilengkapi dengan sebuah terminal pulsa clock. Pulsa clock ini berfungsi mengatur keadaan Set dan Reset. Bila pulsa clock berlogik 0, maka perubahan logik pada input R dan S tidak akan mengakibatkan perubahan pada output Q dan Qnot. Akan tetapi apabila pulsa clock berlogik 1, maka perubahan pada input R dan S dapat mengakibatkan perubahan pada output Q dan Q not. Berikut adalah gambar dari Symbol dan Tabel kebenaran dari RS Flip - flop.


 
CRS Flip-flop adalah clocked RS-FF yang dilengkapi dengan sebuah terminal pulsa clock. Pulsa clock ini berfungsi mengatur keadaan Set dan Reset. Bila pulsa clock berlogik 0, maka perubahan logik pada input R dan S tidak akan mengakibatkan perubahan pada output Q dan Qnot. Akan tetapi apabila pulsa clock berlogik 1, maka perubahan pada input R dan S dapat mengakibatkan perubahan pada output Q dan Q not.


c.       D Flip-flop merupakan salah satu jenis flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop S-R. Perbedaannya dengan flip-flop S-R terletak pada inputan R, pada D Flip-flop inputan R terlebi dahulu diberi gerbang NOT, maka setiap input yang diumpankan ke D akan memberikan keadaan yang berbeda pada input S-R, dengan demikian hanya akan terdapat dua keadaan S dan R yairu S=0 dan R=1 atau S=1 dan R=0, jadi dapat disi Master Save D Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang memiliki 2 latch D dan sebuah inverter. Latch yang satu bernama Master dan yang kedua bernama Slave. Master D hanya akan mendeskripsikan diktat yang outputnya hanya dapt diganti selama ujung negatif jam. D Flip-flop merupakan salah satu jenis Flip-flop yang dibangun dengan menggunakan Flip-flop RS. Perbedaan dengan Flip-flop RS terletak pada inputan R, pada D Flip-flop inputan R terlebih dahulu diberi gerbang NOT. maka setiap masukan ke D FF ini akan memberi keadaan yang berbeda pada input RS, dengan demikian hanya terdapat 2 keadaan "SET" dan "RESET" S=0 dan R=1 atau S=1 dan R=0, jadi dapat disi. Berikut adalah gambar dari symbol dan data sheet D Flip - flop.

D flip-flop adalah RS flip-flop yang ditambah dengan suatu inventer pada reset inputnya. Sifat dari D flip-flop adalah bila input D (Data) dan pulsa clock berlogik 1, maka output Q akan berlogik 1 dan bilamana input D berlogik 0, maka D flip-flop akan berada pada keadaan reset atau output Q berlogik 0.

d.      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 dan outputnya akan tetap jika inputnya rendah.     T Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang telah di buat  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 dan outputnya akan tetap jika inputnya rendah. Berikut adalah gambar tabel kebenaran gerbang logika dan symbol dari T Flip – flop.




Rangkaian T flip-flop atau Togle flip-flop dapat dibentuk dari modifikasi clocked RSFF, DFF maupun JKFF. TFF mempunyai sebuah terminal input T dan dua buah terminal output Q dan Qnot. TFF banyak digunakan pada rangkaian Counter, frekuensi deviden dan sebagainya.
e.  JK Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun untuk megantisipasi keadaan terlarang pada flip-flop S-R. Flip-Flop yang satu ini mempunyai 3 inputan yaitu terdiri dari J, K, dan Clock. Kelebihan JK Flip-flop adalah tidak adanya kondisi terlarang atau yang berarti di beri berapapun inputan asalkan terdapat clock maka akan terjadi perubahan pada keluarannya / outputnya. berikut adalah symbol dan tabel kebenaran dari JK Flip-Flop. dan di bawah ini terdapat gambar gerbang logika pada JK Flip-flop. JK Flip-Flop biasanya terdapat pada IC 7473.


JK flip-flop sering disebut dengan JK FF induk hamba atau Master Slave JK FF karena terdiri dari dua buah flip-flop, yaitu Master FF dan Slave FF. Master Slave JK FF ini memiliki 3 buah terminal input yaitu J, K dan Clock. Sedangkan 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.

2.    Register dibangun dari kumpulan flip-flop, banyaknya flip-flop menentukan panjang register dan juga panjang kata biner yang dapat disimpan di dalam register. Fungsinya sebagai memori sementara untuk penggeseran data ke kiri atau ke kanan. Register adalah himpunan dari sejumlah sel yang masing-masing terdiri dari sebuah flip-flop, dimana setiap sel dapat menyimpan data sebanyak 1-bit. Register ini umumnya dapat dibaca dan ditulis sehingga berfungsi sebagai memori yang berukuran kecil. Fungsi dari register kadang-kadang lebih dari hanya sekedar menyimpan data, tetapi dapat juga mengolahnya secara terbatas, misalnya menggeser kekiri atau kekanan.
a.   Register Pemalang (Latch) Disebut pemalang karena register ini berfungsi untuk memalang data. Artinya nilai data yang menjadi masukannya akan dipertahankan pada keluarannya, walaupun masukan tersebut telah dihilangkan. Register ini sangat diperlukan untuk menghubungkan peralatan berkecepatan tinggi dengan yang berkecepatan rendah. Dalam hal ini register berfungsi sebagai penyangga (buffer). Pemalang umumnya dibentuk dengan menggunakan flip-flop D.

Jika masukan LE (Latch Enable) tinggi maka semua flip-flop mendapat pulsa clock sehingga menangkap data masukannya. Selanjutnya jika data masukan dihilangkan maka nilai data sebelumnya akan tetap ada pada keluaran register. Data ini akan tetap dipertahankan sampai ada pengambilan data yang baru. Pemalang umumnya dibuat transparan dimana masukan LE bersifat level sensitive. Jika LE bernilai tinggi maka nilai keluaran flip-flop yang bersangkutan akan sama dengan nilai keluarannya. Saat LE beralih ke rendah maka nilai masukan pada saat itu akan ditangkap dan dipertahankan.
b.      Register Geser Kanan


Pada register ini flip-flop yang dikanan mendapat masukan dari keluaran flip-flop yang dikiri.
c.       Register Geser Kiri


Pada register ini flip-flop yang dikiri mendapat masukan dari keluaran flip-flop yang dikanan.
d.      Register Geser Kanan / Kiri


Masukan suatu flip-flop bisa dari flip-flop yang dikiri ataupun yang dikanannya, tergantung pada nilai logika masukan S (select).
3.      Counter merupakan rangkaian logika pengurut yang membutuhkan karakteristik memori dan sangat ditentukan oleh pewaktu. Disusun dari sejumlah flip-flop. Rangkaian counter adalah rangkaian elektronika yang befungsi untuk melakukan penghitungan angka secara berurutan baik itu perhitungan maju ataupun perhitungan mundur. Yang dimaksud dengan perhitungan maju adalah di mana rangkaian akan menghitung mulai dari angka yang kecil menuju angka yang lebih besar. Sedangkan perhitungan mundur adalah sebaliknya. Perhitungan bisa mencapai jumlah yang tidak terbatas tergantung perancangan rangkaian ataupun tuntutan kebutuhan. Untuk contoh diatas hanya menggunakan satu buah IC decade counter dan satu buah seven segment sehingga hanya bisa mewakili fungsi akan satu digit atau angka satuan. Untuk membuat fungsi yang lebih banyak anda tinggal menambah IC dan 7-segmentnya sesuai dengan fungsi yang diinginkan. Banyak sekali kegunaan dari rangkaian counter ini didunia elektronika digital. Bahkan menurut saya bisa dikatakan elektronika digital tidak terpisahkan dengan rangkaian counter. Hampir semua rangkaian digital memerlukan rangkaian counter. Hal itu dikarenakan untuk menerapkan fungsi penghitungan angka atau operasi matematika harus menggunakan fungsi dari rangkaian counter. Counter merupakan salah satu rangkaian elektronika digital yang menggunakan urutan logika digital dan dipicu oleh pulsa atau clock(rangkaian sekuensial). Counter biasanya mencacah atau menghitung dalam biner dan dapat dibuat untuk berhenti atau berulang ke hitungan awal setiap saat. Pada counter yang berulang, jumlah kondisi biner yang berbeda menunjukkan modulus (MOD) counter.
Karakteristik utamanya:
a.       Jumlah hitungan maksimum (modulus pencacah)
b.      Menghitung ke atas (up counter) atau ke bawah (down counter)
c.       Operasi sinkron (serempak, pencacah paralel) atau asinkron
d.      Bergerak bebas atau berhenti sendiri
Rangkaian dasar counter adalah beberapa flip-flop yang jumlahnya bergantung pada modulus yang diperlukan. Secara  umum,counter terbagi menjadi 2 jenis, yaitu asynchronous counter (ripple counter) dan synchronous counter.
a. Asynchronous counter (ripple counter) merupakan counter yang input clock pemicunya tidak terhubung ke setiap flip-flop secara langsung. Clock pemicunya harus merambat melalui setiap flip-flop untuk mencapai masukan flip-flop yang berikutnya. Asinkron disebut juga Ripple Through Counter atau Counter Serial (Serial Counter), karena output masing-masing flip-flop yang digunakan akan bergulingan (berubah kondisi dari “0” ke “1”) dan sebaliknya secara berurutan, hal ini disebabkan karena hanya flip-flop yang paling ujung saja yang dikendalikan oleh sinyal clock, sedangkan sinyal clock untuk flip-flop lainnya diambilkan dari masing-masing flip-flop sebelumnya.
b. Synchronous counter merupakan counter yang masukan clock pemicunya dihubungkan ke setiap flip-flop, sehingga setiap flip-flop akan beroperasi dengan masukan transisi clock yang sama. Pada synchronous counter harus dipastikan bahwa setiap flip-flop menahan transisi luarannya sampai tiba gilirannya. Sinkron disebut sebagai counter parallel, output flip-flop yang digunakan bergulingan  secara serempak. Hal ini disebabkan karena masing-masing flip-flop tersebut  dikendalikan secara serempak oleh sinyal Clock. Sinkron merupakan counter yang masukan clock pemicunya dihubungkan ke setiap flip-flop, sehingga setiap flip-flop akan beroperasi dengan masukan transisi clock yang sama. Pada counter Sinkron harus dipastikan bahwa setiap flip-flop menahan transisi luarannya sampai tiba gilirannya.






irfan musthaf

Phasellus facilisis convallis metus, ut imperdiet augue auctor nec. Duis at velit id augue lobortis porta. Sed varius, enim accumsan aliquam tincidunt, tortor urna vulputate quam, eget finibus urna est in augue.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar