Tugas Pendahuluan
1. Buatlah rangkaian seperti gambar percobaan 1, ganti probe dengan LED Biasa
2. Buatlah rangkaian seperti gambar percobaan 2.b, ganti probe dengan seven segment
2. Gambar Rangkaian Simulasi[Kembali]
1. Rangkaian Asynchronous Binary Counter
1. Rangkaian Asynchronous Binary Counter percobaan 2a
4. Prinsip Kerja Rangkaian[Kembali]
1. Rangkaian Asynchronous Binary Counter
Rangkaian pada gambar merupakan rangkaian counter up yang menggunakan IC 74LS90 (U1) sebagai pencacah decade (0–9) dan IC 74LS93 (U2) sebagai pencacah biner 4-bit. Sumber pulsa clock diberikan melalui pin CKA U1 sehingga setiap kali sinyal clock masuk, IC 74LS90 akan menghitung secara naik dari 0 hingga 9. Output dari IC ini kemudian digunakan sebagai masukan clock bagi IC 74LS93, sehingga setelah 74LS90 mencapai hitungan penuh, pencacahan dilanjutkan oleh 74LS93 untuk menghasilkan hitungan yang lebih tinggi. Pada sisi output, kedua IC dihubungkan ke LED (D1–D8) melalui resistor pembatas arus, sehingga LED akan menampilkan pola biner sesuai hasil cacahan counter. Karena rangkaian tidak menggunakan reset aktif, maka pencacahan berlangsung terus menerus dan setelah mencapai nilai maksimum akan kembali lagi ke nol. Dengan demikian, prinsip kerja rangkaian ini adalah menghitung pulsa clock secara naik (up counter) dan menampilkannya dalam bentuk visual melalui LED yang menyala bergantian mengikuti urutan biner hasil hitungan.
Jika frekuensi clock yang diberikan ke rangkaian counter semakin besar, maka pulsa masuk akan lebih cepat sehingga proses pencacahan juga berlangsung dengan sangat cepat. Akibatnya LED yang menampilkan hasil cacahan akan terlihat seperti menyala bersamaan atau bahkan tampak tidak berubah karena kecepatan perubahan melebihi kemampuan mata manusia untuk menangkap perbedaan nyala LED. Sebaliknya, jika frekuensi clock semakin kecil, maka pencacahan berlangsung lebih lambat sehingga perubahan urutan nyala LED dapat diamati dengan jelas, LED akan bergantian menyala sesuai pola biner dari hasil cacahan. Dengan kata lain, besar kecilnya frekuensi clock sangat memengaruhi kecepatan counter dalam menghitung, di mana frekuensi tinggi membuat pencacahan terlalu cepat untuk diamati, sedangkan frekuensi rendah membuat pencacahan mudah diikuti secara visual.
Perioda sinyal clock berbanding terbalik dengan frekuensi, sehingga jika perioda semakin lama (frekuensi kecil), maka waktu tunggu antar pulsa menjadi lebih panjang dan proses pencacahan counter berlangsung lebih lambat. Kondisi ini membuat perubahan nyala LED lebih mudah diamati karena tiap transisi dari satu hitungan ke hitungan berikutnya terjadi dengan jeda yang cukup jelas. Sebaliknya, jika perioda semakin sebentar (frekuensi besar), maka pulsa clock datang lebih rapat sehingga counter menghitung lebih cepat. Hal ini menyebabkan LED berubah dengan sangat cepat hingga mata manusia sulit membedakan tiap langkah pencacahan, bahkan bisa terlihat seperti menyala bersamaan atau tidak berubah. Dengan demikian, panjang perioda clock menentukan kecepatan counting, di mana perioda lama membuat pencacahan lambat dan perioda singkat membuat pencacahan cepat.
2. Rangkaian Synchronous Binary Counter
Rangkaian pada gambar merupakan rangkaian counter dengan tampilan seven segment yang menggunakan IC 74193 (U3 dan U4) sebagai pencacah biner sinkron. IC 74193 adalah 4-bit synchronous up/down counter yang dapat menghitung naik (up) maupun turun (down) tergantung pada jalur clock yang diaktifkan. Pada rangkaian ini, terdapat gerbang logika NOR (U1 dan U2) yang berfungsi sebagai pengatur sinyal kontrol, sehingga arah pencacahan dapat dipilih menggunakan saklar input. Pulsa clock diberikan dari sumber eksternal, kemudian diproses oleh gerbang logika sebelum masuk ke IC 74193. Hasil pencacahan dari masing-masing counter diteruskan ke display seven segment melalui dekoder sehingga angka hasil hitungan dapat ditampilkan secara visual. Karena menggunakan dua IC 74193 yang dihubungkan secara cascade, maka rangkaian mampu menghitung lebih dari satu digit (puluhan dan satuan). Dengan demikian, prinsip kerja rangkaian ini adalah menerima pulsa clock, menentukan arah hitungan berdasarkan logika kontrol, menghitung secara biner, lalu menampilkannya dalam bentuk angka desimal melalui seven segment.
Pada bagian recommended operating condition datasheet, terdapat dua parameter penting yaitu supply voltage dan clock frequency. Supply voltage adalah tegangan catu daya yang harus diberikan agar IC dapat bekerja dengan benar, biasanya untuk keluarga TTL seperti 74LSxx direkomendasikan sebesar 5 V ± 5%. Tegangan ini sangat penting karena jika terlalu rendah maka IC tidak dapat mengenali logika “1” dan “0” dengan tepat, sedangkan jika terlalu tinggi dapat menyebabkan panas berlebih, konsumsi daya meningkat, bahkan berpotensi merusak IC. Sementara itu, clock frequency adalah frekuensi maksimum dari sinyal clock yang dapat diterima IC tanpa menimbulkan kesalahan dalam pencacahan. Nilai ini menentukan seberapa cepat counter mampu menghitung pulsa masuk. Jika frekuensi clock melebihi batas yang direkomendasikan, IC tidak sempat merespons transisi sinyal dengan baik sehingga hasil counting menjadi salah atau terjadi glitch. Dengan demikian, supply voltage memastikan IC bekerja dalam kondisi aman, sedangkan clock frequency memastikan IC dapat melakukan counting dengan benar sesuai batas kecepatan maksimumnya.
Download Rangkaian Asynchronous Binary Counter 1 disini
Download Rangkaian Asynchronous Binary Counter 2 disini
Download Rangkaian Synchronous Binary Counter disini
Download Asynchronous Binary Counter 1 disini
Download Asynchronous Binary Counter 2 disini
Datasheet IC 74LS90 disini
Komentar
Posting Komentar