TEKNIK DIGITAL PENCACAH

PENDAHULUAN Hampir setiap sistem digital kompleks berisi beberapa pencacah. Fungsi pencacah merupakan salah satu dan pencacahan kejadian atau periode waktu atau menempatkan kejadian secara berurutan. Flip- flop merupakan alat yang dapat dirangkaikan satu sama lain untuk membentuk rangkaian yang dapat mencacah. Oleh karena penggunaan pencacah sangat luas, maka sekarang telah dibuat pencacah yang terakit dalam bentuk IC. Beberapa pencacah tersedia dalam bentuk 7TL dan kelompok CMOS.

PENCACAH RIAK Pencacahan dalam biner dan desimal dengan empat bagian biner (D, C, B, dan A), kita dapat mencacah 0000 sampai 1111 (0 sampai 15 dalam desimal). Kolom A merupakan bagian biner 1-an, atau digit dengan bobot terkecil (LSD, least significant digit). Biasanya digunakan pula istilah “bit dengan bobot terkecil” (LSB, least significant bit). Kolom D merupakan bagian biner 8-an, atau digit dengan bbot terbesar (MSD, most significant digit) biasanya digunakan pula istilah “bit dengan bobot terbesar” (MSB, most significant bit).

CONT’ Bila kita merancang suatu pencacah untuk mencacah biner dan biner 0000 sampai 1111, kita membutuhkan suatu peralatan yang mempunyai 16 keadaan keluaran yang berbeda: suatu pencacah modulo (mod)-16. Modulus dari suatu pencacah ialah jumlah keadaan yang berbeda yang harus dilalui pencacah untuk melengkapi siklus hitungnya. Suatu pencacah modulo-16 yang menggunakan empat-flip- flop. Masing-masing flip-flop J-K berada dalam posisi togel (baik J maupun K ada pada 1). Modulo- 16 menggambarkan jumlah keadaan yang dilalui oleh pencacah.

GAMBAR PENCACAH RIAK MOD-16 Diagram logika. Diagram bentuk gelombang

TABEL URUTAN PENGHITUNGAN SUATU PENCACAH

PENCACAH RIAK MODULO- 10 Urutan penghitungan untuk suatu pencacah modulo 10 ialah dan 0000 sampai 1001 (0 sampai 9 dalam desimal). ini terlihat menurun sampai garis tebal pada Gambar 8-1. Dengan deimikian pencacah mod- 10 ini mempunyai empat harga bagian: 8-an, 4-an, 2-an, 1-an. Pencacah ini akan membutuhkan empat flip-flop yang dihubungkan sebagai pencacah riak. Kita harus menambah suatu gerbang NAND, kepada pencacah riak tersebut untuk mengklearkan semua flip-flop kembali kepada nol segera sesudah hitungan 1001. Pencacah riak dapat disusun dari masing-masing flip-flop. Industri juga menghasilkan IC dengan empat flip-flop yang tercakup dalam suatu paket tunggal. Beberapa IC pencacah bahkan berisi gerbang NAND reset.

GAMBAR PENCACAH RIAK MOD-10 Gambar Diagram logika dan suatu penghitung riak mod-10

PENCACAH SINKRON Pencacah riak yang telah kita pelajari merupakan pencacah asinkron. Masing-masing flip-flop tidak meinicu langkah secara tepat dengan pulsa detak. Untuk beberapa operasi frekuensi tinggi, semua tahapan dan pencacah harus dapat meinicu bersama-sama. Pencacah seperti itu disebut: pencacah sinkron Suatu pencacah sinkron yang kelihatan agak kompleks diperlihatkan Gambar (a). Diagram logika ini merupakan pencacah tiga-bit (mod-8). Pertama kali perhatikan hubungan CLK. Detak dihubungkan langsung ke masukan CLK dan masing-masing flip-flop. Kita katakan bahwa masukan CLK dihubungkan secara paralel.

Gambar (b) memperlihatkan urutan hitungan yang dilalui pencacah ini: CONT’ Gambar (b) memperlihatkan urutan hitungan yang dilalui pencacah ini: Kolom A merupakan kolom biner 1-an, dan FF 1 mengerjakan hitungan untuk kolom ini. Kolom B merupakan kolom biner 2-an, dan FF 2 mengerjakan hitungan untuk kolom ini. Kolom C merupakan kolom biner 4-an, dan FF 3 mengerjakan hitungan untuk kolom ini.

GAMBAR Diagram Iogika Urutan hitungan

PENCACAH KE BAWAH Sampai sekarang telah kita gunakan pencacah yang menghitung ke atas (0, 1, 2, 3, 4, . . .). Kadangkadang kita harus menghitung ke bawah (9, 8, 7, 6,.. . ) dalam sistem digital. Suatu pencacah yang menghitung dan angka lebih tinggi ke angka lebih rendah disebut suatu pencacah ke bawah. Suatu diagram logika dan penghitung ke bawah asinkron mod-8 diperlihatkan pada Gambar 8 (a); urutan hitungan untuk pencacah ini ditabelkan pada Gambar 8 (b). Berikut ini:

GAMBAR Diagram Iogika Urutan hitungan

CONT’ Perbedaannya hanya dalam “muatan” dan FF 1 ke FF 2 ke FF 3. Pencacah ke atas membawa dan Q ke masukan CLK dan flip-flop selanjutnya. Pencacah ke bawah membawa dan Q (bukan Q) ke masukan CLK dan flip-flop selanjutnya. Perhatikan bahwa pencacah ke bawah mempunyai suatu kontrol preset (PS) untuk mengerjakan preset pencacah ke 111 (desimal 7) untuk memulai hitungan ke bawah. PP 1 merupakan pencacah bagian biner 1-an (kolom A). PP 2 merupakan pencacah bagian 2-an (kolom B). PP 3 merupakan pencacah bagian 4-an (kolom C).

PENCACAH YANG BERHENTI-SENDIRI Pencacah ke bawah yang diperlihatkan pada Gambar 8 (a) bersirkulasi kembali, yaitu, bila telah mencapai 000 akan mulai lagi pada 111, kemudian 110, dan seterusnya. Namun, kadang-kadang Anda menginginkan pencacah untuk berhenti bila suatu urutan telah selesai. Gambar 8-9 melukiskan bagaimana Anda dapat menghentikan pencacahan ke bawah dalam Gambar 8 pada hitungan 000.

Urutan hitungan ini diperlihatkan pada Gambar 8 (b) Urutan hitungan ini diperlihatkan pada Gambar 8 (b). Pada Gamban 8-9 kita menambahkan suatu gerbang OR untuk menempatkan suatu logika 0 pada masukan J dan K dan PP 1, bila hitungan pada keluanan C, B, dan A mencapai 000. Preset hanus dibuka (PS pada 0) lagi untuk memulai urutan pada 111 (desimal). Pencacah ke atas atau ke bawah dapat dihentikan sesudah setiap hitungan berurutan dengan menggunakan gerbang logika atau kombinasi gerbang. Keluaran gerbang diumpan balik ke masukan J dan K dan flip-flop pertama dalam suatu pencacah. Logika 0 diumpan balik ke masukan J dan K dani PP 1 pada Gambar 8-9, yang menempatkannya dalam mode. Ini menghentikan PP 1 dan pentogelan, sehingga menghentikan hitungan pada 000.

GAMBAR

PENCACAH SEBAGAI PEMBAGI FREKUENSI Manfaat yang menarik dan unik dan pencacah ialah untuk pembagian frekuensi. Contoh sistem sederhana yang menggunakan pembagi frekuensi diperlihatkan pada Gambar 8-10. Sistem ini merupakan dasar bagi jam listrik. Frekuensi masukan 60-Hz diperoleh dan kawat daya (dibentuk menjadi gelombang segi empat). Rangkaian harus membagi frekuensi menjadi 60, dan keluaran akan menjadi satu pulsa per detik (1 Hz). ini merupakan suatu pewaktu detik.

CONT’ Diagram blok suatu pencacah dekade digambarkan pada Gambar 8-11(a). Pada Gambar 8-11(b) diperlihatkan bentuk gelombang pada masukan CLK pada bagian biner 8-an (keluaran QD)• Perhatikanlah bahwa untuk menghasilkan 3 pulsa keluaran, diperlukan 30 pulsa masukan. Dengan menggunakan pembagian, kita dapatkan bahwa 30 + 3 = 10. Keluaran dan pencacah dekade pada Gambar 8- 11(a) merupakan pencacah dibagi-lO. Dengan kata lain, frekuensi keluaran

GAMBAR Gambar 8-10 Suatu sistem pewaktu 1-detik Gambar 8-11 Pencacah dekade yang biasa dibagi 10. (a) Diagram logika. (b) Diagram bentuk gelombang

CONT’ Bila kita menggunakan pencacah dekade (pencacah dibagi-lO) Gambar 8-10 dan pencacah mod-6 (pencacah dibagi-6) dalam hubungan seri, maka kita peroleh rangkaian dibagi-60 yang kita perlukan pada Gambar 8-10. Diagram sistem seperti diperlihatkan pada Gambar 8-12. Gelombang segiempat 60-Hz memasuki pencacah dibagi-6 dan keluaran menjadi 10 Hz. Selanjutnya 10 Hz ini memasuki pencacah dibagi-lO dan keluaran menjadi 1 Hz. Anda telah mengetahui bahwa pencacah digunakan sebagai pembagi frekuensi dalam peralatan pewaktu digital, seperti jam digital elektronik, jam digital mobil, dan arloji digital. Pembagian frekuensi juga digunakan dalam pencacah frekuensi, osiloskop, dan pembangkit titik-dan-garis pada bengkel televisi.