Fig 7.100


1. Pendahuluan[Kembali]

4-bit synchronous up/down binary counter adalah sebuah rangkaian pencacah digital yang mampu menghitung secara naik (up) maupun turun (down) dalam sistem bilangan biner. Disebut 4-bit karena rangkaian ini memiliki empat output bit, yaitu Q0 hingga Q3, yang secara keseluruhan dapat merepresentasikan nilai biner dari 0 hingga 15 (atau 2⁴ = 16 kemungkinan nilai). Istilah "synchronous" menunjukkan bahwa seluruh flip-flop di dalam rangkaian bekerja secara serempak atau bersamaan, karena dikendalikan oleh sinyal clock yang sama. Hal ini memungkinkan perubahan nilai output terjadi secara simultan pada setiap pulsa clock, tidak bergiliran seperti pada counter asynchronous. Fungsi up/down memungkinkan counter ini menghitung ke atas atau ke bawah berdasarkan logika pada pin kontrol arah, yaitu D̅/U. Jika pin D̅/U bernilai logika tinggi (1), maka counter akan menghitung naik, sedangkan jika bernilai logika rendah (0), maka counter akan menghitung turun. Karena menggunakan sistem bilangan biner, setiap perubahan nilai output ditampilkan dalam bentuk kombinasi bit-bit biner, seperti 0000, 0001, 0010, dan seterusnya. Counter jenis ini banyak digunakan dalam aplikasi digital untuk keperluan penghitung mundur, penghitung waktu, pembagi frekuensi, dan sebagainya

2. Tujuan[Kembali]

·       Memahami prinsip kerja 4-bit synchronous up/down binary counter

·       Mampu merancang dan menganalisis rangkaian 4-bit synchronous up/down binary counter

3. Alat dan Bahan[Kembali]

1. IC 

IC adalah komponen elektronik yang terdiri dari rangkaian mikro di dalam satu chip kecil. Dalam konteks pencacah digital, IC seperti 74HC191 atau 74HC190 digunakan untuk menjalankan fungsi hitung naik/turun secara otomatis berdasarkan input clock dan kontrol lainnya.

2. Switch dan dipswitch

Switch adalah sakelar manual yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan arus listrik. DIP switch (Dual Inline Package switch) adalah kumpulan switch kecil dalam satu baris, biasa digunakan untuk memberikan input logika 1 atau 0 ke IC secara mudah dan teratur.

 

 3. Logicstate dan sakelar

LogicState adalah alat virtual pada simulator seperti Proteus untuk memberi logika HIGH (1) atau LOW (0) ke rangkaian digital. Sakelar fisik atau virtual digunakan untuk mengubah keadaan logika tersebut, sehingga dapat digunakan sebagai input manual pada rangkaian digital.

 


 

4. Ground

Ground adalah titik referensi tegangan dalam rangkaian elektronik. Semua tegangan dalam sistem diukur relatif terhadap ground, dan biasanya berfungsi sebagai jalur arus balik menuju sumber daya.

 

4. Dasar Teori[Kembali]

Sebuah counter (pencacah) merupakan salah satu rangkaian logika sekuensial yang sangat penting dalam sistem digital. Counter digunakan untuk menghitung pulsa-pulsa clock yang masuk ke dalam sistem, dan hasilnya akan ditampilkan dalam bentuk keluaran digital. Berdasarkan jenisnya, counter dapat dibedakan menjadi beberapa kategori, salah satunya adalah synchronous counter, yang merupakan counter di mana semua flip-flop di dalamnya dipicu secara serempak (synchronously) oleh sinyal clock yang sama.

4-bit synchronous up/down binary counter adalah salah satu bentuk counter yang paling umum digunakan. Rangkaian ini terdiri dari empat flip-flop (biasanya JK atau D flip-flop) yang tersinkronisasi dengan sinyal clock bersama. Karena terdiri dari empat bit, maka counter ini dapat menghitung dari angka biner 0000 (desimal 0) sampai 1111 (desimal 15). Total jumlah hitungan yang dapat dihasilkan adalah 2⁴ = 16 buah kombinasi. Setiap bit merepresentasikan nilai biner sesuai dengan posisi bit-nya (bit terkecil adalah Q0, bit tertinggi adalah Q3).

Yang membuat counter ini lebih fleksibel adalah fitur up/down, di mana pengguna dapat mengatur arah pencacahan, baik naik (increment) maupun turun (decrement). Arah ini biasanya dikontrol oleh sebuah pin masukan yang bernama D̅/U (Down/Up). Apabila pin D̅/U diberi logika 1, maka counter akan menghitung naik (0, 1, 2, 3, ..., 15). Sebaliknya, jika diberi logika 0, maka counter akan menghitung turun (15, 14, 13, ..., 0). Perubahan nilai output terjadi pada setiap tepi sinyal clock, biasanya tepi naik (rising edge), tergantung karakteristik IC yang digunakan.

Dalam praktiknya, salah satu IC yang populer digunakan untuk membangun counter jenis ini adalah 74HC191, yang merupakan 4-bit synchronous up/down binary counter. IC ini memiliki beberapa pin penting seperti:

      • CLK (Clock): untuk menerima pulsa clock.
      • D̅/U (Down/Up): menentukan arah pencacahan.
      • E (Enable): mengaktifkan atau menonaktifkan fungsi pencacahan.
      • PL (Parallel Load): digunakan untuk memasukkan nilai tertentu langsung ke dalam counter.
      • TC (Terminal Count) dan RCO (Ripple Carry Out): memberikan sinyal keluar saat hitungan mencapai batas atas atau bawah.

Fungsi PL sangat penting apabila counter ingin memulai hitungan dari nilai tertentu selain nol. Ketika sinyal PL diaktifkan (LOW untuk IC 74HC191), nilai dari input D0–D3 akan dimuat ke dalam output Q0–Q3 secara langsung. Setelah itu, jika PL kembali nonaktif (HIGH), pencacahan dapat dilanjutkan sesuai arah dan sinyal clock.

Dalam simulasi menggunakan perangkat lunak seperti Proteus, counter ini dapat dikombinasikan dengan sakelar, tombol logika, atau DIP switch sebagai input untuk nilai awal atau arah pencacahan. Output dari counter dapat dihubungkan ke LED, 7-segment, atau display digital lainnya untuk memvisualisasikan hasil pencacahan.

Secara umum, counter ini banyak diaplikasikan dalam:

      • Sistem penghitung digital.
      • Timer.
      • Pengontrol urutan (sequence controller).
      • Pengatur waktu dalam sistem mikroprosesor.
      • Frekuensi divider dalam sistem komunikasi digital.

EXAMPLE

Example 1:

74HC191 diatur Up Counting, LOAD=1, CTEN=0, D/U=1:

  • Input data: D=1, C=0, B=1, A=0 = 1010 (10)
  • Ketika LOAD menjadi 0 (aktif), counter memuat nilai 10.
  • Setelah itu, setiap pulsa CLK akan menaikkan nilai 1.

 

Example 2:

74HC190 diatur Down Counting, LOAD=0:

  • Input data: 0000 (0)
  • Saat LOAD dilepas (LOAD=1) dan clock aktif, counter mulai menghitung mundur dari 0 (wrap-around ke 9 dalam mode BCD).

  PROBLEM

  

Problem 1: Up Counter Mode

Diketahui:

  • IC = 74HC191
  • A=0, B=1, C=1, D=0 (nilai awal 6)
  • D/U=1 (Up)
  • LOAD=0 (aktif)
  • Setelah 4 pulsa clock, berapa nilai output QA–QD?

Jawaban:

  • Nilai awal: 6
  • Hitungan: 6 + 4 = 10
  • Output: QA–QD = 1010

    

Problem 2: Down Counter dengan CTEN aktif

Diketahui:

  • IC = 74HC190
  • A–D = 0001 (1)
  • D/U=0 (Down)
  • LOAD dilepas (1), CTEN=1

Pertanyaan:
Apakah counter akan menghitung mundur ketika CLK diberikan?

Jawaban:
Tidak, karena CTEN=1 (Count Disabled).

 PILIHAN GANDA      

 

Soal 1

Pada IC 74HC191, jika LOAD = 0 dan input A–D adalah 0101, maka:

A.    Counter berhenti menghitung

B.    Counter memuat nilai 5

C.    Counter akan reset

D.    Counter memuat nilai 10

 Jawaban: B

   

Soal 2

Pin D/U pada 74HC191 digunakan untuk:

A.    Menentukan arah hitung naik/turun

B.    Mengaktifkan clock

C.    Menentukan mode LOAD

D.    Menentukan prescaler

Jawaban ; A

 

8. Percobaan[Kembali]

prosedur

Prosedur merangkainya adalah mulai dengan menghubungkan semua pin Vcc dan GND pada IC 74HC191 dan 74HC190, lalu sambungkan sumber clock ke pin CLK, atur input D0–D3 sebagai nilai awal (preset), hubungkan pin PL untuk mengaktifkan parallel load saat ingin memasukkan nilai awal, sambungkan pin D/U ke saklar atau logika untuk menentukan arah hitung (naik atau turun), gunakan gerbang NOT jika diperlukan untuk membalik sinyal kontrol agar sesuai, kemudian hubungkan output Q0–Q3 ke LED sebagai indikator hasil hitungan, dan jika ingin memperluas rangkaian hubungkan pin TC atau RCO ke bagian lain sebagai sinyal kaskade.



Rangkaian counter sinkron naik–turun 4-bit

 

9. Link Download[Kembali]

    [Klik untuk download proteus Fig 7.100]

 [Klik untuk download IC 74HC190 Datasheet]

 [Klik untuk download IC 74HC191 Datasheet]















Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Materi Sub Bab 15.5

Image
KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Example 6. Problem 7. Pihan Ganda 8. Percobaan 9. Link Download 1. Pendahuluan [Kembali]   Regulasi tegangan adalah komponen vital dalam sistem elektronika untuk menjaga stabilitas tegangan DC meskipun terjadi fluktuasi input atau perubahan beban. Bab 15.5 membahas  Discrete Transistor Voltage Regulation , yang menggunakan transistor diskrit (bukan IC terintegrasi) untuk merancang regulator tegangan seri ( series ) dan shunt. Regulator seri bekerja dengan mengontrol resistansi elemen yang terhubung seri antara input dan output, sementara regulator shunt mengalihkan arus berlebih ke ground. Keduanya dirancang untuk mengatasi masalah seperti: Variasi tegangan input (misalnya, dari rectifier atau baterai). Perubahan arus beban yang tiba-tiba. Ripple pada output akibat ketidaksempurnaan filter. Selain itu, bab ini juga mencakup teknik proteksi sep...
Read more

Modul 3

Image
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percobaan ... Tugas Pendahuluan Laporan Akhir MODUL 3 OPERATIONAL AMPLIFIER DAN FILTER 1. Pendahuluan [Kembali] Operational Amplifier (Op-Amp)  merupakan salah satu komponen aktif paling penting dalam elektronika analog. Op-Amp berfungsi sebagai penguat tegangan dengan karakteristik ideal, yaitu impedansi input sangat tinggi, impedansi output rendah, serta penguatan (gain) yang besar. Karena sifat ini, Op-Amp banyak digunakan dalam berbagai rangkaian, antara lain sebagai penguat, komparator, osilator, integrator, diferensiator, maupun filter aktif. Salah satu aplikasi Op-Amp yang umum dipelajari adalah  adder  atau rangkaian penjumlah. Adder terbagi menjadi dua jenis, yaitu  inverting adder  dan  non-inverting adder . Pada konfigurasi inverting, beberapa sinyal input dijumlahkan melalui resistor ke terminal inverting (−...
Read more

Modul 4

Image
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] MODUL 4 Kontrol Aeroponik DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3.  Alat dan Bahan 4.  Dasar Teori 5.  Percobaan Percobaan ... Prosedur Percobaan Hardware Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja Flowchart Video Demo Download File 1. Pendahuluan [Kembali] Aeroponik merupakan salah satu teknologi budidaya tanaman modern yang berkembang pesat karena mampu menghasilkan pertumbuhan yang lebih cepat, lebih sehat, dan lebih efisien dibandingkan metode pertanian konvensional. Dalam teknik ini, tanaman tidak ditanam menggunakan tanah, melainkan akar dibiarkan menggantung di udara dan disemprotkan larutan nutrisi dalam bentuk kabut halus. Dengan cara tersebut, akar mendapatkan suplai oksigen yang optimal serta nutrisi yang lebih mudah diserap, sehingga pertumbuhan tanaman dapat berlangsung secara maksimal. Namun, keberhasilan sistem aeroponik sangat bergantung pada kondisi lingkungan yang stabil, terutama intensita...
Read more