LAPORAN PENDAHULUAN PRAKTIKUM SISTEM DIGITAL MODUL II RANGKAIAN SEQUENTIAL
LABORATORIUM ARSITEKTUR DAN JARINGAN KOMPUTER JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2008
SOAL WAJIB 1. Jelaskan perbedaan antara rangkaian kombinasional dengan rangkaian sequensial! 2. Apa yang dimaksud dengan flip-flop, berikan contohnya 4 beserta gambar dan karakteristik tabelnya! 3. Jelaskan perbedaan dari: •
Truth Table, State table, Caracteristic Table, Excitasion Table.
•
Boolean Equation, State Equation, Cracteristic Equation, Flip-flop Input Equation.
•
State Equations, State Table, State Diagram, State Reduction dan State Assignment.
4. Ubahlah flip-flop di bawah ini menjadi D flip-flop: •
JK Flip-flop
•
T Flip-flop
•
Master Slave D Flip-flop
•
SR flip-flop
5. Jelaskan yang dimaksud dengan Register dan Shift Register, berikan contoh rangkaiannya! 6. Jelaskan yang dimaksud dengan Ripple Counter dan Synchronous Counter! 7. Dari State table di bawah ini: Present State Input Next State A B X A 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 Buatlah State diagramnya, serta buat rangkaiannya! JAWABAN
B 0 1 0 1 0 1 0 1
Output Y 0 0 0 0 1 0 1 0
1. • Rangkaian kombinasional terdiri dari gerbang logika yang memiliki output yang selalu tergantung pada kombinasi input yang ada. Rangkaian kombinasional melakukan operasi yang dapat ditentukan secara logika dengan memakai sebuah fungsi boolean. • Rangkaian sekuensial merupakan rangkaian logika yang keadaan outputnya tergantung pada keadaan input-inputnya juga tergantung pada keadaan output sebelumnya. Rangkaian ini juga didefenisikan sebagai rangkaian logika yang outputnya tergantung waktu. 2. D Flip flop Pengertian D Flip-flop merupakan salah satu jenis flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop S-R. Perbedaannya dengan flip-flop S-R terletak pada inputan R, pada D Flip-flop inputan R terlebih dahulu diberi gerbang NOT, maka setiap input yang diumpankan ke D akan memberikan keadaan yang berbeda pada input S-R, dengan demikian hanya akan terdapat dua keadaan S dan R yairu S=0 dan R=1 atau S=1 dan R=0 Gambar rangkaian:
Karakteristik Tabel: En D Next State of Q 0 X No Change Q = 0; reset 1 0 state Q = 1; set 1 1 state
• Master Slave D Flip-flop Pengertian
Master Slave D Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang memiliki 2 latch D dan sebuah inverter. Latch yang satu bernama Master dan yang kedua bernama Slave. Master D hanya akan mendeskripsikan diktat yang outputnya hanya dapat diganti selama ujung negatif jam.
Gambar rangkaian:
Karakteristik Tabel:
J 0 0 1 1
Input K Clock 0 ↓ 1 ↓ 0 ↓ 1 ↓
Output Q Tidak Berubah 0 1 (Q0) (togel)
• JK Flip-flop Pengertian: JK Flip flop merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun untuk mengantisipasi keadaan terlarang pada flip-flop S-R. Gambar rangkaian:
Karakteristik Tabel:
J
K
Q(t+1 )
0 0 1
0 1 0
Q(t) 0 1
1
1
Q'(t)
•
No Change Reset Set Complem ent
T Flip Flop
Pengertian: T Flip-flop merupakan rangkaian menggunakan flip-flop J-K yang kedua maka akan diperoleh flip-flop yang sebelumnya jika inputannya tinggi dan rendah. Gambar Rangkaian:
flip-flop yang dibangun dengan inputnya dihubungkan menjadi satu memiliki watak membalik output outputnya akan tetap jika inputnya
Karakteristik Tabel: T 0 1
Q(t+1) Q(t) No Change Q’(0 Complement
3. • Turth Table merupakan suatu tabel yang menyajikan beragam kombinasi inputan dari suatu fungsi beserta output yang dihasilkan, dalam penyajianya biasa terdapat potongan-potongan fungsi jika fungsi yang ingin disajian tersebut panjang. • State Table merupakan tabel yang menyajikan satu-persatu input, output, dan susunan flip-flop yang ada. • Characteristic Table merupakan defenisi dari sifat-sifat logika dari sebuah rangkaian flip-flop dengan menjelaskan operasinya yang disajikan dalam bentuk tabel. • Exitation Tabel merupakan tabel yang digunakan untuk menunjukkan input yang digunakan untuk perubahan state awalan. ∙ Boolean Equation berfungsi untuk mendefenisikan suatu fungsi dalam rangkaian menggunakan bilangan biner yang terdiri angka 0 dan 1 serta symbol operasi logika. • State Equation berfungsi untuk menetapkan suatu fungsi dari state lanjutan sebagai sebuah fungsi dari state awalan sebagai fungsi dari state awal dan input.
• Characteristic Equation berfungsi untuk menjelaskan sifat-sifat logika dari sebuah rangkaian flip-flop (seperti pada Characteristic Table) dalam bentuk aljabar. • Flip-flop Input Equation merupakan bagian dari rangkaian yang menghasilkan input untuk ragkaian flip-flop secara aljabar, menggunakan kumpulan fungsi boolean.
4. • Flip-flop JK yang dibangun dengan menggunakan flip-flop D
• Flip-flop T yang dibangun dengan menggunakan flip-flop D
• Flip-flop SR yang dibangun dengan menggunakan flip-flop D
5. Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set instruksi. Untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register Arsitektur". Sebagai contoh set instruksi Intel x86 mendefinisikan sekumpulan delapan buah register dengan ukuran 32-bit, tapi CPU yang mengimplementasikan set instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan register 32-bit.
Register terbagi menjadi beberapa kelas: • • • • • • •
•
Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer). Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori. Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus. Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point). Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat readonly), semacam phi, null, true, false dan lainnya. Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD. Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register.
Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.
Shift Register adalah perangkat penyimpan yang cara penyimpanannya bergeser, jadi akan berpindah dari kiri ke kanan. Biasanya digunakan pada lampu hias yang nyala-mati.
6. Ripple Counter adalah penghitung (couter) yang bekerja secara acak. Terdiri dari beberapa flip-flop. Output dari suatu flip-flop dapat menjadi input pada flip-flop ynag lain. Synchorounus Counter adalah Counter yang biasanya di gunakan pada pencacah dapat di rangkai dari D flip-flop, JK flipflop atau SR flip-flop. 7. State Diagram
State Table and JK Flip-flop Inputs Present State Input Next State Flip-Flop Inputs A B x A B JA KA JB KB 0 0 0 0 0 0 X 0 X 0 0 1 0 1 0 X 1 X 0 1 0 1 0 1 X X 1 0 1 1 1 1 1 X X 0 1 0 0 0 0 X 1 0 X 1 0 1 1 0 X 0 0 X 1 1 0 0 0 X 1 X 1 1 1 1 1 0 X 0 X 1
K-Map : A \ Bx 0 1
A \ Bx 0 1
0
0
1
0 1 1 0 0 1 X X X JA = B
0
0
1
0 1 1 X X X 1 0 0 KA = x’
10 1 X
10 X 1
A \ Bx 0 1
A \ Bx 0 1
A \ Bx 0 1
Gambar Rangkaian EWB :
0 0 0 0
0
1
1 1 1 X 0 X JB = A’x
0
0
1
0
0
1
0 0 1
1 1 0 0 0 0 y = Ax’
10 X X
10 0 1 1 X X 0 1 X X 1 1 KB = B’ + A
10 0 1
Soal Shift 16. 1.
Buatlah rangkaian sequential 4 bit untuk menampilkan bilangan tertentu (15,13,9,7,6,4,1), di mana bila bit yang ditampilakan, maka sebuah lampu indikator akan menyala! Buatlah sebuah rangkaian sequensial 4 bit untuk menampilakn semua bilangan fibonaci (1,1,2,3,5,8,13), di mana bila bilangan yang di tampilkan fibonaci, maka sebuah lampu indikator akan menyala!
JAWABAN
Soal Shift No. 16 Maksud dari soal ini adalah jika terdapat angka tertentu ( 15,13,9,7,6,4,1), maka sebuah lampu indikator akan menyala. Yang pertama di buat adalah State Diagram. State Diagram 1111 1101
0000
1001 0001
0100
0111 0110
Setelah State Diagram dibuat maka langkah selanjutnya adalah membuat State Table A 0 0 0 0 0 0 0 0
Present Table B C 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1
D 0 1 0 1 0 1 0 1
A 1 0 x x 0 x 0 x
Next State B C 1 1 0 0 X X X X 0 0 X X 1 0 X X
D 1 0 x x 1 x 0 x
A 1 0 x x 0 x 0 x
Input D Flip flop B C D 1 1 1 0 0 0 x x x x x x 0 0 1 x x x 1 0 0 x x x
1001
1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
x 0 x x x 1 x 1
X 1 X X X 0 X 1
X 1 X X X 0 X 0
x 1 x x x 1 x 1
x 0 x x x 1 x 1
x 1 x x x 0 x 1
x 1 x x x 0 x 0
x 1 x x x 1 x 1
Setelah menyelesaikan State Table, maka kita dapat membuat K-Map seperti pada rangkaian kombinasional : C A
1 0 x x
0 x 1 0 D
x x 1 x
x 0 x x
C B A
1 0 x x
0 x 0 1 D
x x 1 x
x 1 x x
B
F a = B’D’ + BD
F b = B’D’ + AB’ + C
F c = B’D’ + AB’
F d = C’D’ + A
C A
1 1 x x
0 x 1 1 D
x x 1 x
x 0 x x
C B A
Langkah selanjutnya setelah membuat K-Map adalah menggambar fungsi di EWB:
1 0 x x
0 x 0 1 D
x x 0 x
x 0 x x
B
