Modul ke: Fakultas Program Studi 13 Teknik Teknik Eleltro Teten Dian Hakim, ST. MT. Perancangan Sistem Digital Counter dan Register

Pendahuluan Sebagai penyimpan 1 bit data telah dikenalkan dengan nama flip-flop yang terdiri dari beberapa tipe flip-flop, maka untuk penyimpan 1 byte atau sama dengan 8 bit data digunakan sejumlah 8 buah flip-flop yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk sebuah rangkaian penyimpan 8 bit dengan nama register.

Register Fungsi: sebagai memori sementara untuk penggeseran data ke kiri atau ke kanan. Dibangun dari kumpulan flip-flop, banyaknya flip-flop menentukan panjang register dan juga panjang kata biner yang dapat disimpan di dalam register. Jenis Register – Register Seri – Register Paralel

Register Seri Contoh : Register seri geser ke kanan 4 bit Diagram logika:

Register Paralel Contoh : Register paralel geser ke kanan yang bersirkulasi 4 bit Diagram Logika:

Penyimpan Data 8 Bit (Register 8 Bit) Gambar menunjukan rangkaian penyimpan data 8 bit yang dibangun dari 8 buah JK-FF, seperti diketahui bahwa JK-FF jika kedua masukannya dibuat berlawanan yaitu untuk J =1 maka K=0 dan untuk J=0 maka K=1 ternyata keluaran Q merupakan togle dari keluaran Q sebelumnya. Dengan demikian jika dirangkai akan menjadi sebuah register 8 bit yang mampu menyimpan data 8 bit (1byte). Sedangkan proses penyimpanan data diawali dari pemberian data 8 bit pada saluran input dan secara berturut-turut diberi sejumlah 8 clock, maka data akan tersimpan pada Q0 sampai Q7

Diagram Logika Register 8 bit

Register Geser Hampir setiap operasi di dalam sistem rangkaian digital selalu menggunakan register, sehingga register dalam aplikasinya disamping berfungsi sebagai penyimpan 8 bit dalam sistem digital juga berfungsi sebagai: a.Register Geser (Shift Register) b.Register Masuk Serial Keluar Serial (Serial In Serial Out / SISO) c.Register Masuk Serial Keluar Paralel (Serial In Paralel Out / SIPO) d.Register Masuk Paralel Keluar Serial (Paralel In Serial Out / PISO) e.Register Masuk Paralel Keluar Paralel (Paralel In Paralel Out / PIPO)

Register Geser (Shift Register) Register geser merupakan register yang datanya bisa digeser secara serial, melalui pemberian clock data yang berada di flip- flop sebelumnya dipindahkan flip-flop selanjutnya. Gambar menunjukan data masukan pada register secara serial melalui X dan dengan bantuan sistem clock data digeser ke Q 0, Q 1, Q 2 sampai ke Q 7. Jika data dikeluarkan secara serial melalui Q 7, yaitu dengan memberikan clock diberikan sampai data digeser berada pada Q 7 maka data dapat dibaca secara paralel melalui Q 0, Q 1, Q 2 sampai ke Q 7 Jika data yang digeser sudah dapat dibaca secara paralel melalui Q 0, Q 1, Q 2 sampai ke Q 7, maka data dapat dibaca berdasarkan tingkatannya, yaitu Q 0 = 2 0, Q 1 =2 1, Q 2 =2 2 sampai Q 7 =2 7 Jadi data paralel pada register merupakan data yang nilainya 0 sampai dengan 255.

Register Geser (Shift Register)

Prinsip Kerja Register Dengan menempatkan data masukan X dengan logika 1 selama Clock pertama (t n ) dan diberikan logika 0 sampai clock ke t n+9, sementara itu semua keluaran dari Q 0 sampai dengan Q 7 pada clock pertama berlogika 0, maka melalui pemberian clock pertama (t n ) sampai clock ke t n+9 data yang berada pada masukan X akan diterima petama kali oleh Q 0, kemudian digeser ke Q 1 sehingga Q 0 =0 dan Q 1 =1 sementara itu Q 2 sampai Q 7 tetap sama dengan 0. Setelah clock berikutnya yaitu t n+2 maka Q 0 =0 dan Q 1 =0 dan Q 2 =1 sementara itu Q 3 sampai Q 7 tetap sama dengan 0. Setelah clock t n+3 maka Q 0 =0, Q 1 =0, Q 2 =0 dan Q 3 =1 sementara itu Q 4 sampai Q 7 tetap sama dengan 0. Setelah clock t n+4 maka Q 0 =0 sampai Q 3 =0 dan Q 4 =1 sementara itu Q 5 sampai Q 7 tetap sama dengan 0. Demikian seterusnya, setelah diberikan clock t n+7 maka Q 0 =0 sampai Q 6 =0 dan Q 7 =1, jika diberikan clock berikutnya yaitu t n+8 maka Q 0 =0 sampai Q 7 =0.

Diagram Pulsa Register Geser

4 Fungsi Rangkaian Dasar Register Register geser (Shift register) 8 bit (1byte) dapat digunakan sebagai penyimpanan data yang akan diproses atau sebagai penyimpan hasil proses mikroprosessor, sifat data yang tersimpan adalah sementara jika sumber catu daya tidak ada maka hilang pula informasi yang tersimpan di dalamnya. Terdapat 4(empat) fungsi dari rangkaian dasar register, yaitu meliputi: 1.Register Masuk Serial Keluar Paralel (Serial In Paralel Out / SIPO) 2.Register Masuk Serial Keluar Serial (Serial In Serial Out / SISO) 3.Register Masuk Paralel Keluar Serial (Paralel In Serial Out / PISO) 4.Register Masuk Paralel Keluar Paralel (Paralel In Paralel Out / PIPO)

Penerapan Operasi Dasar Register Penerapan keempat fungsi rangkaian pada operasi dasar register dalam sistem digital ditunjukan pada gambar, yaitu rangkaian register dengan arsitekturnya disamping digunakan sebagai register geser dapat digunakan sebagai rangkaian dasar untuk beberapa operasi, seperti SISO, SIPO, PISO,PIPO, geser kiri dan geser kanan. Sebagai contoh untuk geser kanan dan bit akhir dihubungkan ke data in, maka dengan komposisi bit data ( ) B = (110) D digeser ke kanan 1 bit data yang tersimpan dalam register adalah ( ) B = (55) D. Jika hasil tersebut digeser ke kiri dua bit maka hasilnya adalah ( ) B = (220) D, dengan demikian sangat mungkin melakukan manipulasi bit data melalui operasi register dalam sebuah mikroprosesor.

Operasi Dasar Register Operasi geser ke kanan register 8 bit Operasi serial input dan paralel output register 8 bit Operasi paralel input serial output register 8 bit Operasi geser ke kanan register 8 bit Operasi geser ke kiri register bit

Register Masuk Serial Keluar Paralel (SIPO) Register yang difungsikan sebagai operasi konversi data serial menjadi data parallel disebut dengan istilah SIPO yaitu Serial Input Paralel Output, adapun operasi konversi data serial menjadi data paralel dilakukan dengan memasukan data melalui masukan X, dan keluaran data paralel dibaca dari Q 0 sampai Q 7 Sebagai ilustrasi proses penyimpanan data 8 bit yang dimasukan melalui saluran input serial dan dikeluarkan secara paralel adalah dengan memberikan clock sebanyak 8 kali sehingga pada akhir clock yang ke delapan bit data tersebut sudah tersimpan pada register secara paralel

Proses Pemasukan Data 8 bit Kondisi awal keluaran register Q 0 sampai Q 7 berlogika 0, input =1 Setelah clock pertama Q0 = 1 dan Q yang lain tetap 0, input diberi 0

Proses Pemasukan Data 8 bit. Setelah clock kedua Q0=0, Q1=1 yang lain tetap 0, input diberi 1 Setelah clock ketiga Q0 =1, Q1=0 dan Q2=1 yang lain tetap 0, input diberi 0

Proses Pemasukan Data 8 bit Setelah clock keempat Q0=0, Q1=1, Q2=0, Q3=1, Q4..Q 7=0, input diberi 0. Setelah clock kelima Q0=0, Q1=0, Q2=1, Q3=1, Q5=0, Q4..Q7=0, input=1

Proses Pemasukan Data 8 bit Setelah clcok keenam Q0=1, Q1=0, Q2=0, Q3=0, Q5=1, Q4=1, Q6..Q7=0, input=1 Setelah clcok ketujuh Q0=1, Q1=1, Q2=0, Q3=1, Q5=0, Q4=0, Q6=1,Q7=0, input=1

Proses Pemasukan Data 8 bit Setelah clock kedelapan Q0=1, Q1=1, Q2=1, Q3=0, Q5=0, Q4=1, Q6=0,Q7=1 Berdasarkan gambar diatas data yang dimasukan secara serial adalah , dengan memberikan 8 clock maka terbaca secara paralel pada keluaran Q adalah Q0=1, Q1=1, Q2=1, Q3=0, Q5=0, Q4=1, Q6=0,Q7=1. Perubahan pada keluaran Q0 sampai dengan Q7 dilakukan secara bertahap melalui pemberian clock, setiap kali terjadi clock akan terjadi perubahan data pada keluaran. Proses perubahan terjadi melalui pergeseran bit per bit dari data yang dimasukan secara serial, sehingga register ini disebut sebagai register geser.

Counter (Pencacah) Merupakan rangkaian logika pengurut yang membutuhkan karakteristik memori dan sangat ditentukan oleh pewaktu. Disusun dari sejumlah flip-flop Karakteristik utamanya : – Jumlah hitungan maksimum (modulus pencacah) – Menghitung ke atas (up counter) atau ke bawah (down counter). – Operasi sinkron (serempak, pencacah paralel) atau asinkron (seri, pencacah gelombang). Contoh : Pencacah gelombang 4 bit (modulo-16), menghitung ke atas

Diagram Logika dan Tabel Kebenaran

Diagram Logika Contoh : Pencacah paralel 3 bit (modulo 8) mencacah dengan urutan naik

Tabel Kebenaran

Terima Kasih Teten Dian Hakim, ST. MT.