MATERI FLIP - FLOP
Apa itu Flip-Flop??
Jenis - Jenis Flip-Flop
Rangkaian Flip-flop pada umumnya dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu S-R Flip-flop, D Flip-flop, T Flip-flop dan JK Flip-flop. Berikut dibawah ini adalah penjelasan singkatnya.
1. S-R Flip-flop
S-R adalah singkatan dari “Set” dan “Reset”. Sesuai dengan namanya, S-R Flip-flop ini terdiri dari dua masukan (INPUT) yaitu S dan R. S-R Flip-flop ini juga terdapat dua Keluaran (OUTPUT) yaitu Q dan Q’. Rangkaian S-R Flip-flop ini umumnya terbuat dari 2 gerbang logika NOR ataupun 2 gerbang logika NAND. Ada juga S-R Flip-flop yang terbuat dari gabungan 2 gerbang Logika NOR dan NAND.
Berikut ini adalah diagram logika NOR Gate S-R Flip-flop, NAND Gate S-R Flip-Flop dan Clocked S-R Flip-flop (gabungan gerbang logika NOR dan NAND).
Cara kerja SR Flip-flop
Seperti pada penjelasan sebelumnya, Flip-flop SR dapat dibangun dengan menggunanaan dua buah gerbang NOR maupun gerbang NAND.
Prinsip kerja SR Flip-flop dengan gerbang NOR
Rangkaian diatas dibangun dengan 2 buah nor gate yang akan menghasilkan nilai output 1 pada Q jika salah satu inputnya berlogika 1. Misalnya, apabila input R diberikan kondisi logika 1 dan S=0, maka output Q akan menghasilkan logika 1. Karena output gerbang NOR pertama dihubungkan dengan input gerbang NOR yang kedua, maka pada saat output Q bernilai 1 maka output Q’ akan berkondisi sebaliknya.
Sekarang ketika input input R diberikan logika 0 dan S=1, maka output Q akan berubah menjadi 0 dan Q’=1. Namun jika R dan S sama-sama berlogika 0, maka output Q akan tertahan pada kondisi sebelumnya sampai kondisi input berubah kembali. maka dari itulah flip-flop disebut juga dengan memori 1 bit karena dapat menyimpan kondisi tadi.
Prinsip kerja SR Flip-flop dengan gerbang NAND
Sedikit berbeda dengan SR flip-flop dengan gerbang NOR, rangkaian flip-flop dengan gerbang NAND, output Q dan Q’ akan sama-sama berlogika 1 jika input S dan R berlogika 0. Hal ini berupakan kebalikan dari tabel kebenaran SR flip-flop yang menggunakan gerbang NOR. Namun pada flip-flop pada kondisi ini haruslah dihindari, itulah sebabnyak dalam tabel kebenaran tertulis tidak terdefinisi.
Pada flip-flop gerbang NAND, apabila kondisi S=1 dan R=0, maka output Q akan berlogika 1, yang mana output dari Q ini akan masuk juga ke bagian input gerbang NAND yang kedua, sehingga output gerbang NAND yang kedua akan menjadi 0, dan sebaliknya. Pada saat input S=0 dan R=1, maka kondisi output Q akan menjadi berubah menjadi 1. Namun apabila S dan R diubah menjadi sama-sams berlogika 1, maka output Q akan mengikuti kondisi sebelumnya. Berikut tabel kebenaran dari SR flip-flop dengan gerbang NAND.
| S | R | Q |
| 0 | 0 | tak terdefinisi |
| 1 | 0 | 0 (reset) |
| 0 | 1 | 1 (set) |
| 1 | 1 | keadaan terakhir |
Pada penggambaran rangkaian elektronika, SR flip-flop dengan gerbang NAND dapat disimbolkan sebagai berikut:
Dalam pengaplikasian SR flip-flop, ada banyak sekali tipe IC (Integrated Circuit) yang dapat dipakai sesuai dengan kebutuhan perancangan. Baik itu IC TTL ataupun CMOS, salah satunya adalah IC TTL tipe 54LS279 yang berisi 4 SR flip-flop gerbang NAND yang ditunjukan sebagai berikut:
Prinsip kerja SR Flip-flop dengan clock
Pada rangkaian elektronika digital yang menggunakan banyak flip-flop, maka flip-flop tersebut haruslah disinkronisasi agar dapat berjalan secara bersamaan. Karena pada SR flip-flop biasa tidak ada pengaturan sinkronisasi, maka diperlukan sebuah pengontrol untuk mengatur proses dari sr flip-flop agar dapat bekerja secara bersamaan yang dinamakan “clock”.
Dengan adanya penambahan clock, menjadikan output SR flip-flop akan berubah hanya pada saat pulsa clock diberikan. Dengan demikian ketika pulsa clock mengalami perubahan ke 0, maka output flip-flop tidak akan mengalami perubahan kondisi logika.
Flip-flop SR dengan clock memiliki 3 buah input dan 2 buah output karena adanya penambahan clock tadi. Berikut ini adalah contoh rangkaian SR flip-flop dengan clock yang dibangun dari gerbang NAND.
Dari rangkaian diatas dapat dijelaskan bahwa ketika input E diberikan logika 0, maka kedua output Q dan Q’ akan menghasilkan logika 0 bagaimanapun nilai input S dan R. Namun apabila input E diberikan logika 1 dengan input misalkan S=1, dan R=1, maka output Q akan menghasilkan logika 1 (set). Begitu juga sebaliknya apabila S=0 dan R=1 dengan input clock E=1, maka output Q akan menghasilkan logika 0. Pada pengaplikasiannya, input clock hanya diberikan sesaat saja agar output flip-flop dapat berubah kondisi set ataupun reset.
Berikut adalah tabel kebenaran dari SR flip-flop dengan clock:
2. D Flip-flop
Pada contoh pengaplikasian D flip-flop dalam menyimpan informasi, ketika akan membuat penyimpanan data sebanyak 4 bit, maka diperlukan empat buah D flip-flop, dan seterusnya. Adapun contoh konfigurasi rangkaian D Flip-flop untuk menyimpanan data 4 bit adalah sebagai berikut:
3. J-K Flip Flop
Jk flip-flop merupakan jenis flip-flop yang dibangun dengan dua buah SR flip-flop clocked yang digabungkan menjadi satu. Yang mana kedua output dari flip-flop yang pertama dihubungkan dengan input flip-flop kedua secara berderet. Sedangkan output flip-flop yang kedua diumpanbalikan kepada input flip-flop yang pertama sehingga flip-flop yang pertama dapat disebut sebagai master (induk), dan flip-flop kedua disebut sebagai slave (pembantu). Sifat flip-flop yang kedua akan mengikuti sifat flip-flop yang pertama.
Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa flip-flip yang pertama dapat bekerja apabila diberikan pulsa clock 1, sedangkan flip-flop yang kedua akan bekerja pada pulsa clock 0. Hal ini karena adanya gerbang NOT (inverter) dari input clock flip-flop yang pertama ke input flip-flop yang kedua.
Ketika input clock diberikan pulsa 1, maka flip-flop master akan meneruskan informasi yang diberikan dari input J-K, namun flip-flop slave belum bekerja. Namun ketika pulsa clock berubah menjadi 0, maka flip-flop master yang akan berhenti bekerja dan bagian slave-lah yang akan meneruskan informasi dan bekerja sebagai master.
Dari gambar diatas juga terlihat bahwa pada flip-flop yang pertama terdapat input set dan reset. Hal ini berfungsi untuk menset Q menjadi berlogika 1 tanpa terpengaruh oleh input J-K. Sedangkan input clock Cp berfungsi sebagai pengontrol set ketika dalam keadaan 0.
Pada saat input J=0 dan K=1, maka output Q akan berlogika 0 atau reset, itupun ketika pulsa pertama masuk ke input Cp yang bergerak dari 1 ke 0. Kemudian ketika input J=1 dan K=1, maka output Q akan berubah setiap pulsa clock Cp masuk dan bergerak dari 1 ke 0. Perubaahan seperti ini disebut juga dengan toggle.
Dari penjelasan tadi dapat disimpulkan sebagai berikut:
- Ketika J=1 dan K=0 -> Q akan set pada clock yang pertama
- Ketika J=0 dan K=0 -> Q akan berada pada keadaan terakhir atau dalam kondisi menyimpan
- Ketika J=0 dan K=1 – Q akan reset pada clock Cp yang pertama
- Ketika J=1 dan K=1 -> Q akan toggle.
Berikut ini adalah tabel kebenaran dari J-K flip-flop:
4. T Flip-Flop
T Flip-flip merupakan salah satu jenis flip-flop yang kedua outputnya diumpanbalikan kembali (feedback) ke bagian input SR flip-flop. Adapun rangkaiannya T flip-flop adalah sebagai berikut:
Komentar
Posting Komentar