Pencacah Modulus 8 Menggunakan JK Flip-Flop

Pencacah (counter) adalah suatu rangkaian yang terdiri dari sejumlah flip-flop yang dirangkai sedemikian rupa sehingga mampu untuk mencacah (menghitung) pulsa masukannya. Isi pencacah (hasil cacahan) ditampilkan pada keluarannya dalam format BINER ataupun BCD (Binary Coded Decimal). Nilai terbesar yang dapat ditampilkan ditentukan oleh jumlah flip-flop yang digunakan.Sebagai contoh, pencacah yang terdiri dari tiga buah flip-flop dapat menampilkan nilai keluaran mulai dari 000₂ sampai dengan 111_2.^[1]

Pencacah terbagi menjadi beberapa bagian, diantaranya

-   Pencacah dilihat dari arah cacahannya.

·         Pencacah Naik ( Up Counter )

·         Pencacah Turun ( Down Counter )

-   Pencacah dilihat dari cara pemicuannya.

·         Pencacah Tak Serempak ( Asynchronous)

·         Pencacah Serempak ( Synchronous)

-   Pencacah dilihat dari urutan cacahnya.

·         Pencacah Beraturan

·         Pencacah Tidak Beraturan

Register yang dibangun dengan suatu arsitektur dengan umpan balik. Penyusunan suatu pencacah dari suatu rangkaian flip-flop mengikuti urutan perubahan dari output flip-flop yang telah ditentukan melalui suatu tabel pencacah. Untuk menyusun sejumlah flip-flop agar memenuhi urutan perubahan yang telah ditentukan ini tergantung pada macam pencacah, yakni sinkron atau tak sinkron dan jenis flip-flop yang digunakan. 

Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang disimpan. Prinsip dasar dari flip-flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang di rangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial.^[3]

JK flip-flop atau sering di tulis dengan simbol JK – FF merupakan pengembangan dari RS flip-flop. JK flip-flop digunakan sebagai komponen dasar suatu counter atau pencacah naik (up counter) ataupun pencacah turun (down counter).

Setiap flip-flop mewakili setiap bit output hasil pencacahan. Pertama kita harus menentukan dulu jenis pencacah yang akan kita buat. Pencacah itu sendiri dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:

1. Pencacah Sinkron, adalah pencacah yang flip-flopnya bekerja secara bersamaan. Semua flip-flop dalam pencacah ini mendapatkan pulsa clock yang sama (dari satu sumber) secara bersamaan. Karena semua flip-flop bekerja secara bersamaan, sehingga pencacah ini bekerja lebih cepat (delay-nya kecil).

2. Pencacah Asinkron, adalah pencacah yang flip-flopnya yang bekerja secara bergantian, maksudnya adalah flip-flop akan aktif dari LSB menuju MSB. Flip-flop paling kiri (LSB) akan mendapatkan pulsa clock pertama kali kemudian flip-flop di sebelah kanannya mendapatkan clock dari flip-flop di sebelah kirinya.

Dalam pembahasan kali ini saya akan membuat rangkaian asinkron modulus 8 menggunakan software Proteus 7.

Modulus dari suatu pencacah adalah jumlah keadaan keluaran yang dimilikinya. Sebuah pencacah riak 4-bit mempunyai modulus 16, yang menyatakan adanya 16 keadaan keluaran berbeda dengan nomor dari 0000sampai 1111. Dengan mengubah desain, dapat dibuat sebuah pencacah dengan modulus yang diinginkan.

Berikut ini adalah rangkaian pencacah bermodulus 8(mod-8). Pencacah mod-8 dikenal juga sebagai rangkaian pembagi-8 (divide-by-8 circuit).

Pencacahan sekuensial berurutan dari counter modulo-8 adalah dari 0000 sampai 0111 (0 hingga 7 desimal). Counter mod-8 memiliki 4 bit dengan harga: 8-an, 4-an, 2-an dan 1-an. Untuk itu dibutuhkan empat flip-flop yang dihubungkan seperti ripple counter. Kita harus menambahkan gerbang NAND untuk menghapus (clear) semua flip-flop kembali ke keadaan nol segera sesudah hitungan ke 8. Karena modulus-8 menghitung hingga7 (0111), maka hitungan berikut (8 - 1000) digunakan untuk menghasilkan pulsa reset. Hal ini dilakukan dengan mengumpankan kedua logika 1 pada 1000 kedalam gerbang NAND yang akan mereset seluruh flip-flop kembali ke 0000 lagi. Maka counter akan menghitung mulai 0000 hingga 0111 lagi.
Berikut rangkaian mod-8.

dari rangkaian tersebut sudah dapat dilihat bahwa masing-masing JKFF mengeluarkan satu bit data, yang mana keseluruhan dari rangkaian ini jika dijumlahkan menjadi 4 bit data atau akan melakukan counter/pencacahan dari 0 hingga 15 dalam bilangan desimal. Cara kerja dari rangkaian ini adalah ketika JKFF U1 diberikan clock akan mengeluarkan logika 1 sehingga jika diurutkan dari U4_U3_U2_U1  adalah biner 0001 (1 dalam desimal)selanjutnya keluaran JKFF D0 akan mempengaruhi masukan JKFF D1 sehingga mengeluarkan output 1, dan keluaran JKFF D0 menjadi 0 sehingga jika diurutkan dari U4_U3_U2_U1 adalah biner 0010 (2 dalam desimal) dan begitu selanjutnya untuk biner 0011 (3 dalam desimal).
Dalam hal ini di karenakan Modulus 8, sehingga jika di urutkan U4_U3_U2_U1 adalah biner 1000. Output U3_U2_U1 adalah 0, sehingga kita membutuhkan gerbang logika NAND_3 untuk merubah input pada U4 menjadi 1.
Berikut tabel kebenaran dari mod-8

Terimakasih atas kunjungannya...