Counter

Counter Asinkron

Counter Asinkron atau bisa disebut Ripple Counter tersusun dari Flip-Flop yang dihubungkan secara seri dan trigger-nya tergantung dari Flip-Flop sebelumnya. Biasanya Flip-Flop yang digunakan adalah JK Flip-Flop dengan Input J dan K pada tiap Flip-Flop selalu diberi logika 1.

Contoh rangkaian asinkron 4 bit adalah seperti berikut :

Gambar Blok Rangkaian Counter Asinkron

Dari rangkaian asinkron 4 bit di atas memiliki 16 kedudukan yang berbeda (0000 sampai 1111) yang biasa disebut Mod-16 counter. Jika rangkaian asinkron menggunakan 5 Flip-Flop (5 bit), maka didapatkan Mod-32 counter (25 = 32).

Cara kerja rangkaian asinkron 4 bit diatas adalah sebagai berikut :

1. Pulsa clock hanya diberikan kepada CLK (Clock) input dari Flip-Flop A. Jadi, Flip-Flop A akan toggle setiap saat pulsa-pulsa CLK melakukan transisi negatif (dari tinggi ke rendah).

2. Output Flip-Flop A berfungsi sebagai CLK input untuk Flip-Flop B, sehingga Flip-Flop B akan toggle setiap saat output A berubah dari 1 ke 0. Demikian juga Flip-Flop C akan toggle pada saat B berubah dari 1 ke 0 dan Flip-Flop D akan toggle apabila C berubah dari 1 ke 0.

3. Perhatikan tabel berikut :

Tabel di atas menunjukkan urutan keadaan-keadaan biner, dengan D sebagai MSB dan A sebagai LSB maka akan dihasilkan urutan counting biner dari 0000 sampai 1111

4. Setelah terjadi pulsa ke 15, counter Flip-Flop berada dalam keadaan 1111. Atas komando pulsa clock yang ke 16, Flip-Flop A berubah dari 1 ke 0, yang menyebabkan FF B berubah dari 1 ke 0, dan seterusnya sampai counter berada dalam keadaan 0000. Dengan kata lain, counter tersebut telah melewati satu cycle lengkap dan telah recycled kembali ke 0000, dimana counter akan mulai suatu cycle counting baru apabila diberikan pulsa-pulsa clock berikutnya.

Self-Stopping Ripple Counter

Self-Stopping Ripple Counter merupakan modifikasi counter asinkron yang penghitungannya hanya sampai nilai biner tertentu dan kemudian berhenti menghitung meskipun pulsa clock terus-menerus diberikan. Misalnya, 4 bit ripple counter normalnya akan menghitung sampai 1111 (15), dan jika ingin menghitung hanya sampai 1001 (9) dan kemudian berhenti, maka rangkaiannya adalah sebagai berikut :

Gambar Blok Rangkaian Self-Stopping Ripple Counter Sampai Angka 9

Contoh lainnya, jika ingin membuat sebuah mod-6 counter, maka dapat meng-clear suatu mod-8 counter pada saat terjadi hitungan ke-6 (110).

Gambar Blok Rangkaian Self-Stopping Ripple Counter Sampai Hitungan ke 6

Counter Sinkron

Masalah yang dihadapi counter asinkron disebabkan oleh terakumulasinya penundaan perambatan Flip-Flop. Kesukaran-kesukaran ini dapat diatasi dengan menggunakan counter sinkron atau paralel, dimana semua Flip-Flop di-trigger secara serentak (secara paralel) oleh pulsa clock. Karena pulsa-pulsa input diberikan kepada semua Flip-Flop, maka harus digunakan beberapa cara untuk mengontrol kapan tiap-tiap Flip-Flop harus toggle atau diam tak terpengaruh oleh suatu pulsa clock.

Berikut cara merancang counter sinkron modulo-8 dengan menggunakan JK Flip-Flop :

- Counter modulo-8 membutuhkan 3 buah Flip-Flop, yang mampu mencacah dari 000 sampai 111 dan berulang. Runtutan cacahannya dapat dilihat pada tabel berikut :

- Untuk menganalisis lebih lanjut, harus diingat tabel eksitasi dari JK Flip-Flop berikut.

- Langkah selanjutnya yaitu dengan menggunakan tabel present state, next state dan eksitasi JK Flip-Flop seperti pada tabel berikut :

- Dari tabel sebelumnya dibuat karnaugh map untuk input J dan K :

- Dari persamaan J dan K untuk masing-masing Flip-Flop dapat disusun rangkaian counter sinkron modulo-8 sebagai berikut :

Gambar Blok Rangkaian Counter Sinkron