J -K FLIP-FLOP DAN TOGGLE FLIP-FLOP (T FLIP-FLOP)
1. Tujuan (kembali)
a. Mengetahui apa itu J-K Flip-Flop dan Toggle Flip-Flop (T Flip-Flop)
b. Mengetahui bentuk rangkaian J-K Flip-Flop dan Toggle Flip-Flop (T Flip-Flop)
2. Alat dan bahan
Alat:
1. Power supply
2. Ground
Berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.
Bahan:
1. Gerbang NAND
Spesifikasi IC 7400:
Tegangan Suply: 7 V
· Tegangan input: 5.5 V
· Beroperasi pada suhu udara 0 sampai +70 derjat
· Kiasaran suhu penyimpanan: -65 derjat sampai 150 derjat celcius
Konfiugurasi pin:
- Vcc : Kaki 14
- GND : Kaki 7
- Input : Kaki 1 dan 2, 4 dan 5, 13 dan 12, 10 dan 9
- Output : Kaki 3, 6, 1
2.
3. Logic state
3. Dasar teori
1.
Gerbang NAND adalah gabungan gerbang NOT dan AND mempunyai dua atau lebih sinyal masukan (input) tetapi hanya satu sinyal keluaran (output). IC 7400 merupakan ic yang dibangun dari gerbang logika dasar NAND. Gerbang NAND menghendaki semua inputnya bernilai 0 (terhubung dengan ground) atau salah satunya bernilai 1 agar menghasilkan output yang berharga 1.
2.
Inverter atau pembalik(NOT) adalah suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output kebalikan dari logika input. Adapun simbol dan tabel kebenaran gerbang Inverter seperti berikut:
3. Materi
10.5 J-K Flip-Flop
Flip flop J-K berperilaku dengan cara yang sama seperti Flip flop R-S kecuali salah satu entri dalam tabel fungsi. Dalam kasus flip-flop R-S, kombinasi input S = R = 1 (dalam kasus flip-flop dengan input HIGH aktif) dan kombinasi input S = R = 0 (dalam kasus sandal jepit dengan input LOW aktif) dilarang. Dalam kasus flip-flop J-K dengan input HIGH aktif, output dari toggle flip-flop, yaitu, ia pergi ke keadaan lain, untuk J = K = 1 . Output bolak-balik untuk J = K = 0 dalam kasus Flip flop yang memiliki input LOW aktif. Dengan demikian, Flip flop J-K mengatasi kombinasi input terlarang dari sandal jepit R-S. Gambar masing-masing 10.26(a) dan (b) tampilkan simbol sirkuit Flip flop J-K yang dipicu level dengan input LOW aktif DAN TINGGI aktif, bersama dengan tabel fungsinya. Gambar 10.27 menunjukkan realisasi Flip flop J-K dengan R-S Flip-flop.
Tabel karakteristik untuk Flip flop J-K dengan input HIGH J dan K aktif dan Flip flop J-K dengan input LOW J dan K aktif masing-masing ditampilkan dalam Buah Ara 10.28(a) dan (b) Peta Karnaugh ditampilkan dalam Gbr. 10.28 (c) untuk tabel karakteristik Gbr. 10.28(a) dan di Gbr. 10.28(d) untuk tabel karakteristik Gbr. 10.28 (b). Persamaan karakteristik untuk Karnaugh peta Buah Ara 10.28(c) dan (d) masing-masing
10.5.1 J-K Flip-Flop with PRESET and CLEAR Inputs
Seringkali perlu untuk menghapus Flip flop ke status logika '0' (Qn = 0) atau membuatnya ke status logika '1' (Qn = 1). Contoh bagaimana hal ini diwujudkan ditunjukkan dalam Gbr. 10.29(a). Flip flop dibersihkan (artinya, Qn = 0) setiap kali input CLEAR adalah '0' dan input PRESET adalah '1'. Flip flop telah ditetapkan ke logika '1' menyatakan setiap kali input PRESET adalah '0' dan input CLEAR adalah '1'. Di sini, CLEAR dan Input PRESET aktif saat LOW. Gambar 10.29(b) menunjukkan simbol sirkuit dari presettable ini, jelas, jam J-K flip-flop. Gambar 10.29(c) memperlihatkan tabel fungsi dari Flip flop tersebut. Hal ini terbukti dari tabel fungsi yang, setiap kali input PRESET aktif, output masuk ke '1' terlepas dari status jam, input J dan K. Demikian pula, ketika Flip flop dibersihkan, yang adalah, input CLEAR aktif, output masuk ke status '0' terlepas dari status jam, J dan input K. Dalam sandal jepit jenis ini, input PRESET dan CLEAR tidak boleh dibuat aktif pada saat yang sama.
10.5.2 Master–Slave Flip-Flops
Setiap kali lebar denyut nadi clocking sandal jepit lebih besar dari penundaan perambatan flip-flop, perubahan keadaan pada output tidak dapat diandalkan. Dalam kasus sandal jepit yang dipicu tepi, ini lebar pulsa akan menjadi lebar denyut pemicu yang dihasilkan oleh bagian detektor tepi flip-flop dan bukan lebar denyut nadi sinyal jam input. Fenomena ini disebut sebagai perlombaan Masalah. Karena keterlambatan perambatan biasanya sangat kecil, kemungkinan terjadinya kondisi balapan cukup tinggi. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menggunakan master-slave Konfigurasi. Gambar 10.30(a) menunjukkan flip-flop master-budak yang dibangun dengan dua flip-flop J-K. flip-flop pertama disebut master flip-flop dan yang kedua disebut budak. Jam ke flip-flop budak adalah pelengkap jam untuk master flip-flop. Ketika jam berdenyut hadir, master flip-flop diaktifkan sementara budak flip-flop dinonaktifkan. Akibatnya, master flip-flop dapat mengubah keadaan sementara budak flip-flop tidak bisa. Ketika jam berjalan RENDAH, master flip-flop akan dinonaktifkan sementara flip-flop budak diaktifkan. Oleh karena itu, budak J-K flip-flop berubah status sesuai status logika pada input J dan K-nya. Isi dari master flip-flop oleh karena itu ditransfer ke flip-flop budak, dan master flip-flop, dinonaktifkan, dapat memperoleh input baru tanpa mempengaruhi output. Seperti yang akan jelas dari deskripsi di atas, master - flip-flop budak adalah flip-flop yang dipicu denyut nadi dan bukan yang dipicu tepi. Gambar 10.30(b) menunjukkan tabel kebenaran flip-flop J-K master-slave dengan input LOW PRESET dan CLEAR aktif dan input HIGH J dan K aktif. Konfigurasi master-slave telah usang. IC yang lebih baru teknologi seperti 74LS, 74AS, 74ALS, 74HC dan 74HCT tidak memiliki flip-flop master-budak di Seri.
10.6 Toggle Flip-Flop (T Flip-Flop)
Output dari flip-flop bolak-balik, juga disebut T flip-flop, mengubah status setiap kali dipicu pada input T-nya, yang disebut input bolak-balik. Artinya, output menjadi '1' jika '0' dan '0' jika itu '1'. Gambar masing-masing 10.34(a) dan (b) menunjukkan simbol sirkuit yang dipicu tepi positif dan negate flip-flop T yang dipicu tepi, bersama dengan tabel fungsinya.
Jika kita menganggap input T aktif saat HIGH, tabel karakteristik flip-flop tersebut ditampilkan dalam Gbr. 10.34 (c). Jika input T aktif saat RENDAH, maka tabel karakteristik akan seperti yang ditunjukkan dalam Gbr. 10.34(d). Peta Karnaugh untuk tabel karakteristik Buah Ara 10.34(c) dan (d) ditampilkan dalam Buah Ara masing-masing 10,34(e) dan (f). Persamaan karakteristik seperti yang ditulis dari peta Karnaugh adalah sebagai berikut:
Hal ini jelas dari prinsip operasional flip-flop T bahwa frekuensi sinyal di Output Q adalah setengah dari frekuensi sinyal yang diterapkan pada input T. Pengaturan bertingkat nT flip-flop, di mana output dari satu flip-flop terhubung ke input T dari flip-flop berikut, dapat digunakan untuk membagi frekuensi sinyal input dengan faktor 2n. Gambar 10.35 menunjukkan pembagian-oleh-16 sirkuit yang dibangun di sekitar pengaturan bertingkat empat flip-flop T.
10.6.1 J-K Flip-Flop sebagai Flip-Flop Toggle
Jika kita ingat tabel fungsi sandal jepit J-K, kita akan melihat bahwa, ketika J dan K input flip-flop terikat ke level aktif mereka ('1' jika J dan K aktif saat HIGH, dan '0' level ketika J dan K aktif ketika LOW), flip-flop berperilaku seperti flip-flop al jepit, dengan input jamnya melayani sebagai input T. Bahkan, flip-flop J-K dapat digunakan untuk membangun sandal jepit lainnya. Itulah sebabnya juga kadang-kadang disebut sebagai flip-flop universal. Gambar 10.36 menunjukkan penggunaan flip-flop J-K sebagaiT flip-flop.
4. Prosedur percobaan
· Buka aplikasi proteus
· Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian ini dibutukan komponen
· Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan
· Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
· Jalankan simulasi rangkaian.
5. Gambar rangkaian
 |
   |
Prinsip kerja:
Gambar satu: Ketika input berlogika 1 maka akan masuk ke gerbang not sehingga keluarannya menjadi 0, lalu akan menjadi input bagi gerbang nand, selain itu input lainnya juga berlogika 1 sehingga output akhirnya berlogika 0, begitu pula jika input awal berlogika 0, maka output akhir juga berlogika 1.
Gambar dua: ketika kedua input atau salah satu berlogika 1 maka q dan -q akan mengeluarkan output 0 dan 1, kalau dua dua input berlogika 0 maka q dan -q mengeluarkan output 1.
Gambar tiga: ketika kedua input atau salah satu berlogika 0 maka q dan -q akan mengeluarkan output 0 dan 1 atau sebaliknya, namun jika dua dua input berlogika 1 maka q dan -q mengeluarkan output beralih-alih.
Gambar empat: ketika kedua input atau salah satu berlogika 0 maka q dan -q akan mengeluarkan output 0 dan 1 atau sebaliknya, namun jika dua dua input berlogika 1 maka q dan -q mengeluarkan output beralih-alih.
Gambar lima: Pada gambar b ketika input berlogika 0 atau 1 maka outputnya menjadi beralih alih, pada gambar c jika inputnya 1 atau 0 maka outputnya tetap 0.
Gambar enam: jika kita beri input logika 0 atau 1 maka outputnya berubah- ubah atau beralih
6. Video
7. Contoh soal
Contoh 10.3
Gambar simbol sirkuit flip-flop yang diwakili oleh tabel fungsi Gbr. 10.31(a).
Solusi:
Tiga entri pertama dari tabel fungsi menunjukkan bahwa flip-flop J-K memiliki PRESET TINGGI aktif dan CLEAR input. Mengacu pada entri keempat dan kelima dari tabel fungsi, ia memiliki Input J dan K. Baris ketujuh dari tabel fungsi mengkonfirmasi hal ini. Output merespons positif (LOW-to-HIGH) tepi input jam. Dengan demikian, flip-flop yang diwakili oleh tabel fungsi yang diberikan adalah flip-flop yang dapat disetel, jelas, dan dipicu tepi positif dengan PRESET TINGGI aktif dan CLEAR dan input LOW J dan K aktif. Gambar 10.31(b) menunjukkan simbol sirkuit flip-flop yang diwakili dengan meja kebenaran ini.
Contoh 10.4
Bentuk gelombang persegi 100 kHz dari Gbr. 10.32(a) diterapkan pada input jam flip-flop yang ditunjukkan pada 10.32(b) dan (c). Jika output Q awalnya '0', gambar bentuk gelombang output Q dalam dua kasus. Juga, tentukan frekuensi output Q dalam dua kasus.
Solusi
Lihat flip-flop Ara. 10.32(b). Q awalnya '0'. Hal ini membuat input J dan K awalnya '1' dan '0' masing-masing. Dengan tepi trailing pertama input jam, Q masuk ke status '1'. Dengan demikian, J dan K memperoleh status logika masing-masing '0' dan '1'. Dengan tepi trailing berikutnya dari input jam, Q masuk ke logika '0'. Proses ini berlanjut, dan Q secara bergantian menjadi '1' dan '0'. Output Q bentuk gelombang untuk kasus ini ditampilkan dalam Gbr. 10.33(a). Dalam kasus flip-flop pada. 10.32 (c), J dan K masing-masing berinisial '0' dan '1'. Dengan demikian, J aktif. Dengan tepi depan pertama dari input jam, T dan oleh karena itu J pergi ke status logika '1'. Tepi terdepan kedua memaksa Q untuk pergi ke logika '0' menyatakan seperti sekarang adalah input K yang dalam keadaan logika '0' dan aktif. Sirkuit ini juga berperilaku sama seperti sandal jepit Dari Gbr. 10.32(b). Output berjalan secara bergantian ke status logika '0' dan '1'. Namun, transisi terjadi di tepi depan input jam. Gambar 10.33(b) memperlihatkan Q bentuk gelombang output untuk kasus ini. Frekuensi bentuk gelombang output Q dalam dua kasus sama dengan setengah frekuensi input jam, untuk alasan yang jelas, dan karena itu 50 kHz.
Contoh 10.5
Lihat pengaturan bertingkat dua flip-flop T di Gbr. 10.37(a). Menggambar bentuk gelombang output Q untuk sinyal masukan yang diberikan. Jika periode waktu sinyal input adalah 10 ms, temukan frekuensi sinyal keluaran? Jika, dalam pengaturan flip-flop pada. 10.37(a), FF-2 dipicu tepi positif, gambar bentuk gelombang output Q.
Solusi
Bentuk gelombang output Q ditampilkan dalam Gbr. 10.37(b) bersama dengan output Q FF-1. Keluaran dari pertama T flip-flop mengubah status untuk setiap negatif-going edge dari bentuk gelombang jam input. Frekuensinya oleh karena itu setengah dari frekuensi sinyal input. Output flip-flop pertama bertindak sebagai input jam untuk flip-flop T kedua dalam pengaturan kaskade. Flip-flop kedua juga, beralih untuk setiap tepi negatif dari bentuk gelombang muncul pada inputnya. Output akhir dengan demikian memiliki frekuensi yang adalah seperempat dari frekuensi sinyal input:
Sekarang periode waktu sinyal input = 10 ms.
Oleh karena itu, frekuensi = 100 kHz.
Frekuensi sinyal output = 25 kHz.
Ketika flip-flop kedua (FF-2) adalah yang dipicu tepi positif, itu akan merespons sisi bentuk gelombang muncul pada input T-nya, yang merupakan bentuk gelombang yang muncul pada output Q FF-1. Bentuk gelombang yang relevan dalam hal ini ditunjukkan dalam Gbr. 10.38.
8. Problem
1.Apa itu flip flop Jk
Jawab: Flip flop JK merupakan flip flop yang paling ideal digunakan sebagai piranti penyikpanan (memori). Flip flop JK digunakan pada setiap komputer digital maupun piranti lainnya.
2. Jelaskan dua jenis umpan balik pada flip flop JK!
Jawab: Rangkaian dari flip flop terdiri dari rangkaian gerbang logika, seperti flip flop lain. Tetapi, flip flop JK memilki keunikan tersendiri, yaitu pada keluaran Q dan Q’ terdapat dua jenis umpan balik, dengan keluaran yang diumpan balikkan kembali.
Ada dua jenis umpan balik :
a. Umpan Balik flip flop. Berfungsi supaya rangkaian gerbang logika yang berada di dalam garis putus – putus FL dapat menahan sebuah data biner.
b. Umpan balik Togel (Toggle). Umpan balik ini enyebabkan flip flop JK mengalami toggle.
9. Soal pilihan ganda
1. Apa manfaat dari penggunaan flip flop Jk, kecuali
a. Pencacah frekuensi (frequency counter)
b. Pembangkit ragam gelombang kotak simetri (symetri square wave form generator)
c. Pencacah arus (current frequency)
d. Pembagi frekuensi (frequency divider)
Jawab: c
2. Dibawah ini merupakn gambar saat
b. Keadaan reset
c. Keadaan clear
d. Preset
Jawab: a (Ini terjadi saat masukan J dan K sama sama berniali 1 sehingga dihasilkan keadaan set dan reset yang terus bergantian)
HTML: disini
File Rangkaian 10.24-10.37: disini
Video Gambar (10.24 a):
Video Gambar (10.24 b):
Video Gambar (10.26 a dan b):
Video Gambar (10.27):
Video Gambar (10.29 a):
Video Gambar (10.29 b):
Video Gambar (10.31):
Video Gambar (10.32):
Video Gambar (10.34): disini
Video Gambar (10.35): disini
Video Gambar (10.36):
Video Gambar (10.37): disini
Datasheet Gerbang NAND:
Datasheet gerbang inverter: d
Datasheet D FF: disini
Datasheet JKFF: disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar