Macam-macam Flip-Flop

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 dirangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial. Flip-Flop merupakan rangkaian logika yang memiliki output Q1 dan Q2 yang selalu berlawanan kondisinya.

Ada dua jenis Flip-Flop yaitu Astabil Flip-Flop dan Bistabil Flip-Flop. Pada Bistabil Flip-Flop memiliki jenis – jenis antara lain :
1.                   RS Flip-Flop
2.                  RS Clocked Flip-Flop
3.                  D Flip-Flop
4.                  JK Flip-Flop 

Untuk memahami lebih jelas mengenai Flip-flop, maka dapat dilihat pada materi berikut ini:

A. Astabil Flip - Flop

    Astabil Flip-Flop merupakan Flip-Flop yang secara langsung outputnya bergantian berubah saat catu daya diberikan kepadanya. 

Syarat pada Astabil Flip – Flop, yaitu :

1. R1 = R2 ≤ 2,2 kΩ
2.   C1` = C2 , bebas

Frekuensi outputnya = 1/1,414 x R x C

Dengan C = 1/1,414 x R

Astabil Flip-Flop berfungsi sebagai sumber lock pada rangkaian logika. Untuk memahami Astabil Flip-Flop dapat dilihat pada rangkaian pengujian berikut. 

Rangkaian Pengujian 

·                     Alat / Bahan : * Papan Bread Board

                               * IC SN 7404
                               * Capasitor
                               * Resistor
                               * Dioda LED
                               * Kabel
                               * Baterai

·                     Gambar Rangkaian :

 

B. Bistabil Flip – Flop

     Merupakan Flip –Flop yang outputnya akan tetap selama tidak dilakukan perubahan. Berikut macam-macam Bistabil Flip-Flop :


1) RS Flip-Flop 
      a. Teori Singkat :

Suatu RS Flip-Flop mempunyai dua kedudukan stabil. Dalam keadaan tidak bekerja informasi input pada RS Flip-Flop tipe in adalah R = 0, S = 0. Flip-flop bereaksi dengan cepat apabila informasi pada salah satu inputnya berubah. Suatu pulsa set (S = 1) membuat Flip-Flop dalam keadaan Set yaitu Q = 1, sedangkan pulsa Reset (R = 1) membuat Flip-Flop Reset misalnya Q' = 1. Penggabungan input tidak boleh dilakukan karena akan menghasilkan kedudukan yang tidak tentu. Gerbang yang dipakai adalah Gerbang NAND. Flip-flop RS atau SR (Set-Reset) merupakan dasar dari flip-flop jenis lain. Flip-flop ini mempunyai 2 masukan : satu disebut S (SET) yang dipakai untuk menyetel (membuat keluaran flip-flop berkeadaan 1) dan yang lain disebut R (RESET) yang dipakai untuk me-reset (membuat keluaran berkeadaan 0).
Simbol : 

     b. Rangkaian Pengujian

·                     Alat / Bahan : * Papan Bread Board

                               * IC SN 7402
                               * Capasitor
                               * Resistor
                               * Dioda LED
                               * Kabel
                               * Baterai

                     Gambar Rangkaian :

  c. Hasil Pengujian

   

In		Out		Keterangan
R	S	Q	Q'
0	0	1	1	Dilarang
0	1	0	1	OK
1	0	1	0	OK
1	1	-	-	Tidak diketahui

d. Kesimpulan 

1.Jika harga R = 0 dan S = 0 maka Outputnya Q = 1 dan Q'= 1, hasil tersebut      dilarang.

2. Jika harga R = 0 dan S = 1 maka Outputnya Q = 0 dan Bukan Q' = 1, hasil    tersebut OK.

3.Jika harga R = 1 dan S = 0 maka Outputnya Q = 1 dan Bukan Q' = 0, hasil  tersebut OK.

4.  Jika harga R = 1 dan S = 1, hasil yang diperoleh tidak diketahui.

"Apabila hasil Outputnya berlainan, maka RS Flip-Flop dapat dipakai, dan jika kedua Outputnya sama, maka hasilnya dilarang dan tidak diketahui".

2) RS Clocked Flip – Flop

       a. Teori Singkat

Bekerjanya sebuah clocked RS Flip-Flop sama caranya seperti RS Flip-Flop pada rangkaian pertama, kecuali bahwa Flip – Flop ini aktif hanya selama CP = 1.

R-S-C Flip-Flop bersifat output akan berubah jika R dan S diubah dan diubah oleh Clock.

Simbol : 

      b. Rangkaian Pengujian 

·                     Alat / Bahan : * Papan Bread Board

         * IC SN 7400

         * Capasitor

         * Resistor

         * Dioda LED

         * Kabel

         * Baterai

                   Gambar Rangkaian

·  

 

     c. Hasil Pengujian

In			Out		Keterangan
C	S	R	Q	Q'
0 ke 1	0	0	-	-	Tdk terdefenisi
0 ke 1	1	0	1	0	OK
0 ke 1	0	1	0	1	OK
0 ke 1	1	1	1	1	Dilarang

d. Kesimpulan

1.                   Jika S = 0, R = 0 maka Outputnya tidak terdefenisi    
2.                  Jika S = 1, R = 0 maka Q = 1, Q' = 0, hasilnya OK.

3.                  Jika S = 0, R = 1 maka Q = 0, Q' = 1, hasilnya OK.

4.                  Jika S = 1, R = 1 maka Q = 1, Q' = 1, hasilnya Dilarang.

" Jika output keduanya berlainan, maka hasilnya OK, dan jika sama maka hasilnya tidak terdefenisi dan dilarang".

3) D Flip – Flop

     a. Teori Singkat

Pada dasarnya D Flip-Flop dapat dilihat sebagai RS Flip-flop dengan satu input yang dihubungkan dengan yang lain melalui sebuah Inverter. Sebuah masalah yang terjadi pada Flip-flop RS adalah saat keadaan R = 1, S = 1 harus dihindarkan. Satu cara untuk mengatasinya adalah dengan mengizinkan hanya sebuah input saja. FF-D mampu mengatasi masalah tersebut. Sifat Flip-Flop ini adalah Output sama dengan input D Ketika Clock Dirubah.

Simbol :

     b. Rangkaian Pengujian

· Alat / Bahan :    

 * Papan Bread Board

 * IC SN 7474

 * Capasitor

 * Resistor

 * Dioda LED

 * Kabel

 * Baterai

·                     Gambar Rangkaian :

Dari gambar rangkaian gerbang FF_D di atas, maka simbol logika FF-D yang dirangkai dari FF_RS menjadi :

          

  Gambar Rangkaian IC : 

c. Hasil Pengujian
          
 Saat MR dan MS tidak aktif

In		Out
C	D	Q	Q'
0 ke 1	0	0	1
0 ke 1	1	1	0

 Saat MR dan MS aktif

In		Out
MR	MS	Q	Q'
1	0	1	0
0	1	0	1
1	1	-	-
0	0	1	1

d. Kesimpulan

1.                   Jika MR dan MS nya berlainan, maka hasilnya OK.

2.                  Jika MR = 1, MS = 1, maka hasilnya tidak terdefenisi.

3.                  Jika MR = 0, MS = 0. maka hasilnya dilarang.

4. JK Flip - Flop

     a. Teori Singkat 

Bekerjanya JK Flip-flop ini serupa caranya seperti Clocked-RS-Flip-flop kecuali dengan input JK = 1 1, input tidak memberikan tanda untuk state tertentu, input selalu membuat output invert.

Simbol :

     b. Rangkaian Pengujian

 Alat / Bahan : 
* Papan Bread Board  
* IC SN 7473
* Capasitor
* Resist
* Dioda
* Kabel
* Baterai

   Gambar Rangkaian 

 Rangkaian IC :

c. Hasil Pengujian   

In			Out
C	J	K	Q	Q'
1 ke 0	0	0	-	-
1 ke 0	0	1	0	1
1 ke 0	1	0	1	0
1 ke 0	1	1	1	1

  NB : sifat ini hanya berlaku jika MS dan MR tidak aktif. Jika ingin diaktifkan lihat tabel di atas.d. Kesimpulan

1.                   Jika J = 0, K = 0 maka Outputnya tidak berubah.

2.                  Jika J = 1, K = 0 maka Q = 1, Q' = 0.

3.                  Jika J = 0, K = 1 maka Q = 0, Q' = 1.

4.                  Jika R = 0, S = 1 maka Q = 1, Q' =1 (kondisi berlawanan).

Gerbang logika dasar

Gerbang Logika Dasar 

adalah blok dasar untuk membentuk rangkaian Elektronika digital. Geerbang Logika dasar merupakan rangkaian dengan satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sinyal berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah. Di  karenakan analisis gerbang logika dilakukan dengan Aljabar Boolean maka gerbang logika sering juga disebut Rangkaian logika. 


sebuah  gerbang logika mempunyai satuterminal output Dansatuatau lebih terminal input:
- output-outputnya bisa bernilai HIGH (1) atau LOW (0) tergantung dari level-level digital pada terminal inputnya.

ada7 gerbang logika dasar:AND,OR,NOT, NAND,NOR, Ex-OR, Ex-NOR

1.Gerbang An

Operasi And :

Ø Jika input A dan B keduanya HIGH,maka Outputnya akan HIGH

Ø Jika input A dan B salah satunya atau keduanya LOW, maka Outputnya akan low.

Tabel Kebenaran Gerbang And – 2 Input sebagai berikut :

Cara Kerja Gerbang And

Gerbang And dengan banyak input

2.Gerbang Or

Operasi Or :

Ø Jika input A dan B keduanya HIGH,maka Outputnya akan HIGH

Ø Jika Input A dan B keduanya LOW maka Outoutnya akan LOW

Tabel Kebenaran Gerbang Or – 2 input

Cara Kerja Gerbang Or

Gerbang Or dengan banyak input

3.    Gerbang Not/Inverter

Operasi Gerbang Not :

Ø Jika input A HIGH,maka Output akan LOW

Ø Jika inpu A LOW maka Outputnya akan HIGH

Tabel Kebenaran Gerbang Not

4.    Gerbang Nand

Operasi Gerbang Nand :

Ø Merupakan inversi (kebalikan) ari operasi Gerbang And

Ø Jika input A dan B HIGH,maka Outputnya akan LOW

Ø Jika input A atau B atau keduanya LOW maka outputnya akan HIGH

Gerbang Nand dengan banyak input

5.    Gerbang Nor

Operasi Gerbang Nor :

Ø Merupakan inversi (kebalikan) dari opeasi gerbang Or

Ø Jika input A dan B keduanya LOW,maka Outputnya akan HIGH

Ø Jika input A atau B salah satu atau keduanya HIGH maka Outputnya akan LOW

6.     Gerbang Ex-Or

Operasi Ex-Or :

Ø Ex-Or adalah kependekan dari Exclusive Or

Ø Jika salah satu dari kedua input HIGH (bukan keduanya),maka Outputnya akan HIGH

Ø Jika kedua inputnya bernilai LOW semua atau HIGH maka outputnya akan LOW

Tabel Kebenaran  Gerbang Ex-Or

      Persamaan Logika Ex-Or : X=A+B

BerdasarkanTabelKebenarandiatas(yang bernilaioutput = 1), Ex-OR dapatdisusundarigerbangdasar: AND, OR danNOTPersamaanEX-OR (dariAND, OR danNOT) :X = AB + AB

       7. Gerbang Ex-Nor

Operasi Ex-Nor :

Ø Merupakan kebalika dari Gerbang Ex-Or

Ø Jika salah satu dari inputnya HIGH (bukan keduanya),maka Outputnyaakan LOW

Ø Jika kedua inputnya bernilai lOW Semua atau HIGH semua,maka nilainya akan HIGH .