11.15

[menuju akhir]

 1. Pendahuluan [kembali]

Presettable counter adalah jenis penghitung yang dapat diatur (preset) ke nilai awal tertentu sebelum memulai proses penghitungannya. Kemampuan ini memungkinkan counter untuk mulai menghitung dari nilai selain nol, sesuai dengan kebutuhan sistem. Dengan fitur preset ini, counter dapat digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan siklus pencacahan yang tidak selalu dimulai dari nol, seperti timer dengan waktu mundur, pengendali proses berurutan, atau sistem penghitung berbasis kondisi tertentu.

Secara umum, presettable counter bekerja berdasarkan sinyal clock dan sinyal kontrol seperti load atau preset enable, yang memungkinkan pengguna mengatur nilai awal penghitung. Teknologi ini banyak diterapkan dalam sistem digital berbasis rangkaian logika, mikrokontroler, maupun dalam desain sistem berbasis FPGA.

2. Tujuan [kembali]

•  Mengetahui dan memahami materi tentang presettable counters
• Menyelesaikan tugas mata kuliah sistem digital 

3. Alat dan Bahan [kembali]


1. Logic State
Logic state adalah kondisi atau level sinyal dalam rangkaian digital yang menunjukkan nilai logika tertentu, biasanya berupa logika tinggi (1) atau logika rendah (0). Logic state ini merepresentasikan informasi digital yang diproses oleh perangkat elektronik, seperti komputer atau mikrokontroler. Selain dua kondisi dasar tersebut, dalam beberapa sistem juga bisa terdapat kondisi tidak pasti seperti high impedance (Z) atau undefined, yang menunjukkan bahwa sinyal tidak aktif atau sedang mengambang. Pemahaman tentang logic state penting untuk desain, analisis, dan troubleshooting rangkaian digital.

2. And Gate
AND gate adalah salah satu gerbang logika dasar dalam sistem digital yang menghasilkan output bernilai logika tinggi (1) hanya jika semua input-nya juga bernilai tinggi (1). Jika salah satu atau semua input bernilai rendah (0), maka output-nya akan rendah (0).

3. Or Gate
OR gate adalah salah satu gerbang logika dasar dalam sistem digital yang menghasilkan output logika tinggi (1) jika salah satu atau lebih input-nya bernilai tinggi (1). Output hanya akan rendah (0) jika semua input bernilai rendah (0).

4. Not Gate
NOT gate, atau disebut juga inverter, adalah gerbang logika dasar yang berfungsi untuk membalikkan keadaan logika dari input-nya. Jika input bernilai 1 (HIGH), maka output-nya akan menjadi 0 (LOW), dan sebaliknya.


5. Logic Probe
Logic probe adalah alat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi dan menampilkan status logika (HIGH atau LOW) dari sinyal digital pada suatu rangkaian. Alat ini sangat berguna dalam perbaikan, pengujian, dan analisis rangkaian digital, karena memberikan informasi instan mengenai keadaan logika dari sebuah titik pengujian.

6. J-K Flip Flop

JK flip-flop adalah salah satu jenis flip-flop dalam rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit data dan dikenal sebagai penyempurnaan dari SR flip-flop. Flip-flop ini memiliki dua input utama, yaitu J dan K, serta input clock (biasanya diberi simbol CLK). Fungsi JK flip-flop mirip dengan SR flip-flop, tetapi tidak memiliki kondisi tak terdefinisi (undefined state), yang merupakan kelemahan pada SR flip-flop saat kedua input S dan R bernilai 1.

Berikut adalah karakteristik dasar JK flip-flop:

  • Jika J = 0 dan K = 0, maka output tidak berubah (tetap).

  • Jika J = 0 dan K = 1, maka output akan reset ke 0.

  • Jika J = 1 dan K = 0, maka output akan set ke 1.

  • Jika J = 1 dan K = 1, maka output akan toggle (berubah ke nilai kebalikannya).

JK flip-flop sangat berguna dalam rangkaian pencacah (counter), register, dan memori digital karena kemampuannya untuk berubah status secara fleksibel dan stabil tergantung pada input dan sinyal clock.

 

4. Dasar Teori [kembali]

1. Pengertian Presettable Counter

Presettable counter adalah suatu jenis pencacah (counter) dalam sistem digital yang memiliki kemampuan untuk dimuat (dipreset) dengan nilai awal tertentu sebelum proses pencacahan dimulai. Nilai ini dimasukkan melalui jalur input paralel (biasanya empat bit atau lebih) dan dimuat ke dalam counter menggunakan sinyal kontrol khusus yang disebut load atau preset. Presettable counter dirancang untuk memberikan fleksibilitas lebih tinggi dibandingkan counter biasa, karena tidak terbatas hanya menghitung dari angka nol. Hal ini memungkinkan counter untuk berfungsi dalam berbagai aplikasi di mana perhitungan harus dimulai dari nilai tertentu, misalnya dalam pengaturan waktu, penghitung mundur, atau aplikasi kendali proses yang memerlukan kondisi awal yang dapat ditentukan secara manual atau otomatis.

2. Fungsi dan Tujuan Penggunaan

Fungsi utama dari presettable counter adalah untuk memungkinkan sistem digital memulai proses pencacahan dari angka selain nol, yang sering kali menjadi keharusan dalam banyak aplikasi. Tujuan penggunaannya sangat beragam, mulai dari perangkat hitung mundur (countdown timer), alat pengatur waktu (timer), kontrol produksi dalam industri otomatisasi, hingga sistem keamanan seperti alarm atau detektor waktu. Misalnya, dalam sistem parkir elektronik, counter dapat disetel untuk memulai dari jumlah maksimum kendaraan yang tersedia, lalu menghitung mundur saat kendaraan masuk. Selain itu, presettable counter juga umum digunakan dalam sistem frekuensi dan pembagi waktu, di mana proses harus dimulai dari nilai tertentu agar sinkronisasi antar bagian sistem dapat terjaga. Dengan kata lain, presettable counter memberikan kontrol penuh terhadap nilai awal pencacahan, menjadikannya alat penting dalam pengaturan logika digital yang kompleks.

3. Komponen Dasar Penyusun

Presettable counter disusun dari komponen dasar utama yaitu flip-flop dan gerbang logika. Flip-flop berfungsi sebagai penyimpan bit (register) yang akan menyimpan nilai biner dari hasil pencacahan. Jenis flip-flop yang digunakan bisa berupa JK, D, atau T tergantung dari desain counter-nya. Untuk menjalankan fungsi preset dan pengendalian lainnya, digunakan gerbang logika seperti AND, OR, dan NOT yang mengatur alur sinyal seperti clock, preset/load, clear/reset, dan enable. Input data disusun secara paralel (biasanya 4-bit atau lebih), dan ketika sinyal preset diaktifkan (biasanya active-low), nilai dari input ini langsung disimpan ke dalam flip-flop. Selain itu, counter juga memiliki pin untuk clock input (pengendali waktu pencacahan), dan beberapa memiliki output carry/borrow sebagai indikator ketika hitungan mencapai batas tertentu, yang bisa digunakan untuk mengaktifkan proses lanjutan.

4. Cara Kerja Presettable Counter

Cara kerja presettable counter dimulai saat sinyal preset/load diaktifkan. Pada saat ini, counter akan mengabaikan sinyal clock dan langsung memuat nilai biner yang diberikan pada input paralel ke dalam flip-flop. Setelah nilai preset berhasil dimuat, sinyal preset dikembalikan ke kondisi tidak aktif, dan counter siap untuk mulai menghitung berdasarkan sinyal clock. Pada setiap pulsa clock yang masuk, counter akan menghitung naik (up) atau turun (down) tergantung dari desainnya atau sinyal kontrol arah (pada up/down counter). Proses pencacahan akan terus berlangsung hingga mencapai batas atas (jika up counter) atau nol (jika down counter), atau nilai tertentu lainnya jika sistem dirancang untuk berhenti pada kondisi tertentu. Beberapa presettable counter juga dilengkapi fitur terminal count detection yang dapat memberi sinyal saat hitungan telah selesai.

5. Jenis-jenis Presettable Counter

Secara umum, presettable counter dibagi menjadi beberapa jenis berdasarkan arah dan metode pencacahannya:

Up Counter: menghitung dari nilai preset ke atas hingga batas maksimum (misalnya 1111 pada 4-bit).

Down Counter: menghitung dari nilai preset ke bawah hingga nol.

Up/Down Counter: dapat menghitung naik atau turun berdasarkan sinyal kontrol arah (UP/DOWN).

Jenis ini sangat fleksibel karena dapat diatur untuk menghitung sesuai kebutuhan. Misalnya, pada alat pengontrol elevator (lift), pencacahan bisa naik saat lift bergerak ke atas dan turun saat lift turun. Presettable counter dalam bentuk up/down memungkinkan sistem untuk menyesuaikan arah penghitungan berdasarkan kondisi dinamis dari input.

6. Contoh IC Presettable Counter

Beberapa contoh IC (Integrated Circuit) yang berfungsi sebagai presettable counter adalah:

IC 74LS161: Merupakan 4-bit synchronous binary counter dengan kemampuan parallel load (preset) dan asynchronous reset. Counter ini menghitung naik (up) secara sinkron dengan clock.

IC 74LS193: Adalah 4-bit synchronous up/down binary counter dengan fitur load dan clear. Counter ini dapat menghitung naik dan turun, serta mendukung preset nilai awal.

IC CD4516: Termasuk dalam keluarga CMOS, memiliki fitur up/down counting, presettable data, dan digunakan dalam aplikasi dengan kebutuhan konsumsi daya rendah.

IC-IC ini sudah banyak digunakan dalam perancangan rangkaian digital karena kemampuannya yang luas dan penggunaannya yang cukup sederhana. Dengan memanfaatkan IC ini, perancang sistem tidak perlu membuat rangkaian counter dari awal menggunakan flip-flop dan gerbang logika terpisah.

7. Penerapan dalam Sistem Digital

Presettable counter digunakan secara luas dalam berbagai sistem digital. Dalam dunia industri, counter ini digunakan untuk mengatur jumlah produksi barang, menghitung waktu proses, atau sebagai bagian dari sistem kendali logika terprogram (PLC). Dalam dunia pendidikan dan penelitian, counter sering digunakan untuk demonstrasi konsep pencacahan, pengukuran waktu, atau pembentukan pulsa. Dalam sistem pengatur waktu digital seperti stopwatch, presettable counter berperan penting dalam mengatur awal perhitungan mundur atau maju berdasarkan input pengguna. Penerapan lainnya dapat ditemukan pada sistem antrian otomatis, penghitung pengunjung, perangkat alarm, dan rangkaian logika sekuensial. Karena fleksibilitasnya, presettable counter sering kali menjadi komponen utama dalam pengembangan sistem digital yang efisien dan dapat disesuaikan dengan berbagai skenario kerja.

Contoh soal (Example, Problem, dan Pilihan Ganda)
a. Example
1. Jelaskan perbedaan antara presettable counter dan konter biasa. Berikan contoh penggunaan presettable counter dalam aplikasi dunia nyata!
Jawaban:
Presettable counter dapat diatur untuk mulai menghitung dari nilai tertentu yang telah diprogram (preset), sedangkan counter biasa selalu mulai dari nol. Contoh aplikasi presettable counter adalah timer mundur otomatis pada oven atau microwave, yang dimulai dari waktu yang ditentukan pengguna (misalnya 30 detik) dan menghitung mundur hingga 0.

2. Sebuah presettable up-counter diprogram ke nilai awal 6 dan dirancang untuk mengeluarkan sinyal "overflow" saat mencapai 15. Berapa banyak clock pulse yang dibutuhkan hingga overflow terjadi? Berikan penjelasannya.
Jawaban:
Counter mulai dari 6 dan akan menghitung hingga 15.
Jadi, pulsa yang dibutuhkan = 15 - 6 = 9 pulsa.
Setelah menerima 9 clock pulse, counter mencapai 15 dan sinyal overflow dihasilkan.

b. Problem
1. Jelaskan perbedaan antara presettable counter dan konter biasa. Berikan contoh penggunaan presettable counter dalam aplikasi dunia nyata!
Jawaban:
Presettable counter dapat diatur untuk mulai menghitung dari nilai tertentu yang telah diprogram (preset), sedangkan counter biasa selalu mulai dari nol. Contoh aplikasi presettable counter adalah timer mundur otomatis pada oven atau microwave, yang dimulai dari waktu yang ditentukan pengguna (misalnya 30 detik) dan menghitung mundur hingga 0.

2. Sebuah presettable up-counter diprogram ke nilai awal 6 dan dirancang untuk mengeluarkan sinyal "overflow" saat mencapai 15. Berapa banyak clock pulse yang dibutuhkan hingga overflow terjadi? Berikan penjelasannya.
Jawaban:
Counter mulai dari 6 dan akan menghitung hingga 15.
Jadi, pulsa yang dibutuhkan = 15 - 6 = 9 pulsa.
Setelah menerima 9 clock pulse, counter mencapai 15 dan sinyal overflow dihasilkan.

c. Soal Pilihan Ganda
1. Apa fungsi utama dari fitur "preset" pada sebuah counter?
A. Menghapus semua data di counter
B. Mengatur counter untuk selalu mulai dari 0
C. Mengatur nilai awal counter sesuai kebutuhan
D. Mengunci counter agar tidak menghitung

2. Jika presettable counter 4-bit diatur ke 1111 dan dirancang sebagai down-counter, nilai apa yang akan muncul setelah 2 clock pulse?
A. 1110
B. 1111
C. 1101
D. 0001

5. Pecobaan [kembali]

   

   A. Langkah-langkah Percobaan
• Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
• Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
• Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
• Selanjutnya, hubungkan  semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
• Lalu mencoba menjalankan rangkaian, jika tidak terjadi error, maka rangkaian akan berfungsi yang berarti rangkaian bekerja.

  B. Prinsip Kerja

Gambar tersebut menunjukkan rangkaian 4-bit synchronous binary counter berbasis flip-flop JK. Rangkaian ini terdiri dari empat buah flip-flop (FF0 hingga FF3) yang disusun secara sinkron, artinya semua flip-flop menerima sinyal clock secara serempak, meskipun beberapa flip-flop dikendalikan oleh kombinasi logika dari output sebelumnya. Setiap flip-flop mewakili satu bit dari output biner (P0 hingga P3), dengan P0 sebagai bit paling rendah (LSB) dan P3 sebagai bit paling tinggi (MSB). Flip-flop FF0 mendapatkan sinyal clock langsung dari sumber eksternal (Clock in), sedangkan FF1 hingga FF3 mendapatkan sinyal clock dari kombinasi logika AND yang melibatkan output Q dari flip-flop sebelumnya, memastikan bahwa flip-flop berikutnya hanya toggle jika output sebelumnya sudah pada kondisi tertentu (misalnya semua Q = 1). Jalur clear (Clr) digunakan untuk me-reset semua flip-flop ke kondisi awal (Q = 0), sementara jalur preset (Pr) disiapkan untuk mengatur output ke kondisi tertentu jika diperlukan. Rangkaian ini sering digunakan dalam aplikasi penghitung digital seperti pencacah waktu atau event counter.

C. Video simulasi



  
6. Download File [kembali]
[menuju awal]

 






Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

ELEKTRONIKA

Gambar
  BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2023 OLEH: Nama : Salwa Salsabilla Nim : 2310952030 Dosen Pengampu: Darwison, M.T Referensi:  1. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978- 602-9081-10-7, CFerila, Padang  2. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-   602-9081-10-7, CV Ferila, Padang 3 . Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  4 . Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.  5 . Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005  6 . Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.  7. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2015.  
Baca selengkapnya

SISTEM DIGITAL

Gambar
1   BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH SISTEM DIGITAL 2025 OLEH: Nama : Salwa Salsabilla Nim : 2310952030 Dosen Pengampu: Darwison, M.T Referensi:  a. Anil K. Maini, 2007, ”Digital Electronics: Principles, Devices and Applications ”, John Wiley & Sons, Ltd b. Wijaya W. N., 2006, ”Teknik Digital”, Erlangga, Jakarta c. Roger, L. T., 2005, “Elektronika Digital”, Erlangga, Jakarta d. Darwison, 2020, Teori, rancangan dan aplikasi sistem digital disertai simulasi dengan Proteus, Andalas university Press.  
Baca selengkapnya