Aplikasi Flip-Flop #10 Teknik Digital (IF) 2015

Sinkronisasi Flip-Flop Sebagian besar sistem digital berprinsip synchronous dalam operasinya Sering kali sinyal asynchronous muncul sebagai input pada waktu yang random (acak) Kemunculan sinyal asynchronous yang acak menghasilkan hasil yang tidak dapat diprediksi dan tidak diinginkan Contoh berikut mengilustrasikan fungsi FF digunakan untuk meng- sinkronisasikan efek dari input asunchronous #10 Teknik Digital (IF) 2015

Sinkronisasi Flip-Flop (Lanjutan) #10 Teknik Digital (IF) 2015

Sinkronisasi Flip-Flop (Lanjutan) Pada gambar (a) diperlihatkan keadaan simana sinyal input A dihasilkan dari switch mekanik yang diaktifkan oleh operator A akan HIGH ketika operator menekan switch mekanik dan LOW saat tidak ditekan Sinyal A digunakan untuk mengontrol sinyal clock memasuki gerbang AND sehingga pulsa clock akan keluar di X selama A HIGH (switch ditekan) Masalah yang muncul pada sirkuit (a) adalah input A merupakan asynchronous yang dapat merubah keadaan sistem setiap saat relative terhadap clock Masuknya sinyal A akan menghasilkan pulsa clock yang terpotong pada output X karena keacakan penekanan switch #10 Teknik Digital (IF) 2015

Sinkronisasi Flip-Flop (Lanjutan) #10 Teknik Digital (IF) 2015

Penyimpan Data Dan Pemindahan Data Data secara umum disimpan dalam kelompok (group) FF yang disebut register Operasi yang sering dilakukan pada data yang disimpan dalam FF atau register adalah data transfer Proses data transfer melibatkan pemindahan (transfer) data dari satu FF atau register ke FF atau register berikutnya #10 Teknik Digital (IF) 2015

Penyimpan Data Dan Pemindahan Data (Lanjutan) Data transfer dapat menggunakan minimal dua S-C, J-K, dan D flip-flop Gambar di atas merupakan operasi pemindahan secara synchronous (synchronous transfer) Karena control synchronous dan input CLK dua-duanya digunakan untuk melakukan transfer #10 Teknik Digital (IF) 2015

Penyimpan Data Dan Pemindahan Data (Lanjutan) Transfer data juga dapat menggunakan input asynchronous (asynchronous transfer) Asynchronous transfer disebut juga jam transfer #10 Teknik Digital (IF) 2015

Penyimpan Data Dan Pemindahan Data (Lanjutan) Parallel Data Transfer #10 Teknik Digital (IF) 2015

Penyimpan Data Dan Pemindahan Data (Lanjutan) Parallel Data Transfer (Lanjutan) Dalam transfer parallel isi FF sumber tidak berubah Contoh : jika 𝑋 1 𝑋 2 𝑋 3 =101 dan 𝑌 1 𝑌 2 𝑌 3 =011 , maka setelah melakukan transfer kedua register akan menyimpan data yang sama (101) #10 Teknik Digital (IF) 2015

Serial Data Transfer : Shift Register Shift register merupakan kelompok (group) FF yang disusun sedemikian rupa sehingga bilangan biner yang disimpan pada semua FF akan digeser dari satu FF ke FF berikutnya setiap input clock muncul Contoh shift register adalah calculator, dimana angka yang muncul pada layar calculator akan bergeser setiap keypad ditekan #10 Teknik Digital (IF) 2015

Serial Data Transfer : Shift Register (Lanjutan) 4 bit shift register #10 Teknik Digital (IF) 2015

Serial Data Transfer : Shift Register (Lanjutan) #10 Teknik Digital (IF) 2015

Serial Data Transfer : Shift Register (Lanjutan) 2 buah 3 bit shift register yang disatukan #10 Teknik Digital (IF) 2015

Serial Data Transfer : Shift Register (Lanjutan) #10 Teknik Digital (IF) 2015

Parallel Vs Serial Transfer Pada parallel transfer, semua data (informasi) dipindahkan secara bersamaan saat pulsa clock muncul. Bagaimanapun banyaknya bit yang akan dipindahkan Pada serial transfer, pemindahan informasi 𝑁 bit memerlukan 𝑁 pulsa clock (3 bit memerlukan 3 pulsa, 4bit membutuhkan 4 pulsa, dan seterusnya) Parallel transfer lebih cepat dibandingkan dengan serial transfer #10 Teknik Digital (IF) 2015

Parallel Vs Serial Transfer Pada parallel transfer, output setiap FF pada register X dihubungkan pada input FF pada register Y yang sama Pada serial transfer, hanya FF terakhir pada register X yang dihubungkan pada register Y Parallel transfer memerlukan koneksi yang lebih banyak dibandingkan serial transfer Perbedaan jumlah koneksi menjadi masalah ketika harus mengirimkan informasi dengan jumlah bit yang banyak Jumlah koneksi menjadi perhatian yang penting ketika pengiriman informasi berjarak jauh, berapa banyak jalur (kabel) yang diperlukan #10 Teknik Digital (IF) 2015

Parallel Vs Serial Transfer Pemilihan transfer parallel atau serial bergantung pada aplikasi dan spesifikasi sistem-nya Sering kali, kombinasi keduanya digunakan untuk mengambil keuntungan dari setiap jenis transfer (parallel kecepatannya sedangkan serial keekonomisannya dan kesederhanaannya) #10 Teknik Digital (IF) 2015

Pembagi Frekuensi Kombinasi FF dapat digunakan sebagai pembagi frekuensi Banyak sistem memerlukan pembagi frekuensi, contohnya jam Jam menggunakan quartz crystal sebagai penghasil pulsa clock Umumnya frekuensi quartz crystal adalah 1 Mhz atau lebih Untuk menghasilkan frekuensi 1 Hz (1 detik), diperlukan pembagi frekuensi #10 Teknik Digital (IF) 2015

Pembagi Frekuensi (Lanjutan) #10 Teknik Digital (IF) 2015

Pembagi Frekuensi (Lanjutan) #10 Teknik Digital (IF) 2015

Pembagi Frekuensi (Lanjutan) Dengan menggunakan 𝑁 flip-flop akan menghasilkan output frekuensi pada FF terakhir adalah 1/ 2 𝑁 terhadap frekuensi input Contoh 6 buah J-K FF dirangkai sebagai pembagi frekuensi. Berapa frekuensi pada FF terakhir jika frekuensi clock pada FF pertama adalah 1 MHz ? #10 Teknik Digital (IF) 2015

Penghitung Rangkaian pembagi frekuensi dapat juga digunakan sebagai penghitung biner (binary counter) #10 Teknik Digital (IF) 2015

Penghitung (Lanjutan) Cara lain untuk memperlihatkan perubahan state pada FF setiap diberikan clock menggunakan state transition diagram #10 Teknik Digital (IF) 2015

Penghitung (Lanjutan) Counter dengan 3 FF akan menghasilkan 2 3 =8 state yang berbeda (000 sampai 111) Jumlah state yang berbeda disebut bilangan MOD (MOD number) sehingga untuk 8 state yang berbeda disebut sebagai counter MOD-8 Secara umum, jika terdapat 𝑁 flip-flop akan menghasilkan 2 𝑁 state yang berbeda atau counter MOD- 2 𝑁 MOD- 2 𝑁 dapat menghitung sampai 2 𝑁 −1 Bilangan MOD dapat digunakan sebagai patokan pembagi frekuensi #10 Teknik Digital (IF) 2015

Contoh Pembagi Frekuensi Dan Penghitung Terdapat sirkuit dengan 6 J-K FF yang dirangkai sebagai pembagi frekuensi Berapa bilangan MOD sirkuit tersebut Berapa frekuensi pada FF terakhir jika clock input adalah 1 MHz Berapa range penghitung untuk rangkaian tersebut Asumsikan penghitungan dimulai pada 000000. Berapa nilai perhitungan setelah 129 pulsa clock #10 Teknik Digital (IF) 2015

Tugas #10 a. Berapa jumlah J-K FF yang diperlukan untuk membuat binary counter untuk menghitung dari 0 sampai 1023 ? b. Tentukan frekuensi output pada FF terakhir dari pertanyaan (a) jika frekuensi input clock adalah 2 MHz ? c. Berapa bilangan MOD pertanyaan (a) ? d. Jika penghitungan awal adalah 0, berapa nilai penghitungan setelah 2060 pulsa ? #10 Teknik Digital (IF) 2015

Tugas #10 Suatu binary counter diberi pulsa clock 256 kHz. Output frekuensi pada FF terakhir adalah 2kHz. a. Berapa bilangan MOD nya ? b. Berapa range penghitungannya ? #10 Teknik Digital (IF) 2015