Sistem Komputer : Mutiplexer | 1 BAB I MULTIPLEXER Kompetensi Dasar 3.7 Memahami prinsip kerja multiplexer. Tujuan Pembelajaran Siswa dapat:  Menjelaskan pengertian dan cara kerja multiplexer  Membuat rangkaian logika multiplexer sesuai kebutuhan disertai dengan tabel kebenarannya. Indikator Pencapaian Materi  Menjelaskan kembali pengertian multiplexer dan prinsip kerja multiplexer  Menggambarkan rangkaian logika multiplexer 2x1 dan multiplexer 4x1 dengan benar  Membuat tabel kebenaran dari rangkaian logika multiplexer 2x1 dan multiplexer 4x1 dengan benar.  Membuat rangkaian logika multiplexer sesuai kebutuhan disertai dengan tabel kebenarannya. 1.1 Pengertian Multiplexer Multiplexer biasa disebut MUX atau MPX. Multiplexer adalah rangkaian logika yang memiliki banyak input tapi hanya memiliki 1 output. Prinsip kerjanya adalah multiplexer akan menerima banyak input data, kemudian hanya mengizinkan(memilih) salah satu input data untuk dilewatkan/diteruskan menjadi output dalam waktu tertentu. Pemilihan input data yang dapat dikeluarkan lewat output pada multiplexer disebut selector line atau input SELECT. Sebuah multiplexer memiliki sejumah N input dan sejumlah M selector dengan 1 input. Jumlah N input adalah 2M selector. Kebalikan multiplexer adalah demultiplexer(DEMUX). Sistem Komputer : Mutiplexer | 2 Gambar 1.1 Diagram blok multiplexer 4x1(4 input, 1 output) (sumber: http://dc123.4shared.com/doc/flZkbBSU/preview.html) 1.2 Rangkaian Logika Multiplexer Sederhana Rangkain logika multiplexer dapat dibentuk dari kombinasi beberapa gerbang logika dasar AND, OR dan NOT. MUX 2x1 MUX 2x1 menunjukkan multiplexer dengan 2 input(A dan B) dan 1 selektor(S) dan 1 output Y. Gambar 1.2 Diagram blok multiplexer 2x1(2 input, 1 output) Rangkaian logika dari blok diagram diatas ditunjukkan pada gambar dibawha ini. Gambar 1.3 Rangkaian logika multiplexer 2x1 Sistem Komputer : Mutiplexer | 3 Selector Output 0 A 1 B Tabel 1.1 Tabel kebenaran multiplexer 2x1 Dari table kebenara diatas dapat kita pahami bahwa, jika selektor (S) = 0 maka input A yang akan dilewatkan sebagai output, sedangkan jika selektor (S) = 1 maka yang input B yang akan dilewatkan sebagi output. MUX 4x1 MUX 4x1 menunjukkan multiplexer dengan 4 input(A dan B) dan 2 selektor(S1 dan S0) dan 1 output Y. Gambar 1.4 Diagram blok multiplexer 4x1 Rangkaian logika dari blok diagram diatas ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Gambar 1.5 Rangkaian logika multiplexer 4x1 Sistem Komputer : Mutiplexer | 4 Selector Output S1 S0 Y 0 0 A 0 1 B 1 0 C 1 1 D Tabel 1.2 Tabel kebenaran multiplexer 4x1 Dari tabel kebenaran diatas dapat kita pahami bahwa, jika selektor S1 = 0 dan S0 = 0 maka input A yang akan dilewatkan sebagai output, jika selektor S1 = 0 S0 = 1 maka yang input B yang akan dilewatkan sebagi output, jika selektor S1 = 1 dan S0 = 0 maka input C yang akan dilewatkan sebagai output dan jika selektor S1 = 1 dan S0 = 1 maka input D yang akan dilewatkan sebagai output,. Perhatikan gambar dibawah ini untuk memahami penggunaan multiplexer 4x1 sebagai data selector untuk melewatkan input B ke output. Gambar 1.6 Contoh penggunaan Multiplexer sebagai data selector Sistem Komputer : Mutiplexer | 5 1.3 Latihan Jawablah pertanyaan dibawah ini dengan singkat dan jelas! 1. Multiplexer adalah rangkaian logika yang terdiri dari ... input dan ... output. 2. Bagian multiplexer yang berfungsi memilih data input untuk dilewatkan ke ke output adalah ... 3. Jumlah input dari multiplexer 2x1 adalah ... 4. Multiplexer 2x1 memiliki jumlah selektor sebanyak ... 5. Rumus untuk menentukan jumlah input pada multiplexer adalah ... 6. Gerbang AND yang dibutuhkan pada rangkaian multiplexer 2x1 adalah ... 7. Gerbang NOT yang dibutuhkan pada rangkain multiplexer 2x1 adalah 8. Gerbang OR yang dibutuhkan pada rangkaian multiplexer 4x1 adalah ... 9. Gerbang NOT yang dibutuhkan pada rangkain multiplexer 4x1 adalah – 10. Kebalikan dari muliplexer adalah ... Diskusikan secara berkelompok! Diskusikan secara berkelompok kemudian presentasikan didepan kelas, buatlah rangkaian logika multiplexer yang terdiri dari 8 input kemudian jelaskan bagaimana rangkaian tersebut dibuat serta cara kerja rangkaian logika multiplexer tersebut. Sistem Komputer : Mutiplexer | 6 DAFTAR PUSTAKA Abdurohman, Maman. 2008. Organisasi & Arsitektur Komputer. Bandung: Penerbit Informatika. Bishop, Owen. 2004. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Penerbit Erlangga. Kusnandar, Ahmad dan Aji W. Pahmi. 2000. Penerapan Konsep Dasar Listrik Dan Elektronika SMK Tingkat 1 Berdasarkan Kurikulum SMK/GBPP Edisi 1999. Bandung: Penerbit ARMICO. Widjanarka N., Wijaya. 2006. Teknik Digital. Jakarta: Penerbit Erlangga. Willa, Lukas. 2010. Teknik Digital, Mikroprosessor, dan Mikrokomputer. Bandung: Penerbit Informatika. Sistem Komputer : Mutiplexer |1 BAB II FLIP-FLOP Kompetensi Dasar 3.7 Memahamiprinsipkerja flip-flop 3.8 Memahamiaplikasi flip-flop padarangkaianlogika Tujuan Pembelajaran Siswa dapat:  Menjelaskan pengertian dan prinsip kerja rangkaian FLIP-FLOP(FF)  Menjelaskan kegunaan rangkaian FLIP-FLOP pada perangkat elektronika digital  Menjelaskan karakteristik rangkaian FLIP-FLOP RS dan FLIP-FLOP JK  Menggambarkan rangkaian logika FLIP-FLOP RS dan FLIP-FLOP JK Indikator Pencapaian Materi  Menjelaskan kembali pengertian dan prinsip kerja rangkaian FLIP-FLOP(FF)  Menjelaskan kembali kegunaan rangkaian FLIP-FLOP pada perangkat elektronika digital  Mengidentifikasikan karakteristik rangkaian FLIP-FLOP RS dan FLIP-FLOP JK  Menggambarkan rangkaian logika FLIP-FLOP RS dan FLIP-FLOP JK dengan benar 2.1 Pengertian Flip-Flop Gerbang logika hanya mempu mengubah sinyal keluaran sejalan dengan sinyal masukan. Bentuk sinyal keluaran bergantung dari gerbang logika yang digunakan. Prinsip kerja gerbang logika sangat sederhana, gerbang logika akan menerima input, kemudian melakukan operasi logika dengan input tersebut, kemudian menghasilkan keluaran dari hasil operasi logika tersebut, kemudian selesai. Perubahan pada nilai keluaran(output) suatu gerbang logika dipengaruhi oleh nilai masukkan(input) dari gerbang logika tersebut, untuk setiap saat dari waktu ke waktu. Sampai saat ini rangkaian logika yang kita pelajari tidak memiliki kemampuan untuk menyimpan(memory), maka dari itu data atau informasi yang kita kehendaki tidak dapat dapat menetap(reside). Sistem Komputer : Mutiplexer |2 Dengan menggabungkan gerbang-gerbang logika menjadi suatu rangkaian logika kombinasional kemudian meng-umpan-balikkan inputnya(feedback) kita akan dapat membangun rangkaian logika yang dapat menyimpan data. Rangkaian inilah yang kita sebut dengan rangkaianflip-flop. Rangkaian flip-flopadalah rangkaian logika penyimpanan yang bekerja dengan menahan(mengingat) data dalam sebuah keadaan digital 0 dan 1. Terdapat berbagai jenis flip-flop, diantaranya yang akan kita bahasa adalah RS FLIP-FLOP dan JK FLIP-FLOP. 2.2 Rangkaian Logika Flip-Flop RS(Reset-Set) RS flip-flop adalah flip-flop yang paling sederhanan. RS flip-flop disebut juga penahan transparan(TransparentLatchers) karena keluaran flip-flop langsung menyebabkan perubahan terhadap masukannya. Gambar 2.1 Simbol Flip-flop RS (sumber:http://en.wikiversity.org/wiki/Computer_Logic) Flip-flop RS dapat dibentuk dari rangkaian gerbang logika kombinasional yang diumpan balik. Rangkaian RS flip-flop yang menggunakan gerbang logika kombinasional NOR disebut Penahan NOR(NOR latch) sedangkan yang menggunakan gerbang logika kombinasional NAND disebut Penahan NAND(NAND latch). 2.2.1 Penahan NOR(NOR latch) RS flip-flop penahan NOR dibangun dengan menggunakan gerbang logika NOR. Gambar 2.2Rangkaian logika Flip-flop RS penahan NOR (sumber:http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SR-NOR-latch.png) Sistem Komputer : Mutiplexer |3 Perhatikan tabel kebenaran dibawah ini untuk memahami cara kerja flip-flop RS penahan NOR. R S Q 𝑸 Keadaan (komentar) 0 0 Tetap Tidak berubah 0 1 1 0 FF set 1 0 0 1 FF reset 1 1 Terlarang FF kondisi pacu (race conditiion) Tidak digunakan Tabel2.1 Tabel kebenaran Flip-flop RS NOR latch Pengujian rangkaian Jika S dalam keadaan 0(rendah) maka keluaran Q akan rendah. Walau R dirubah-rubah keadannya(0 atau 1), keluaran Q akan tetap 0. Gambar 2.3Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop RS NOR latch pada kondisi S=0 Keadaan SET(keadaan menyalakan, mengakifkan atau menyetel flip-flop) Jika S dalam keadaan 1(tinggi) maka keluaran Q akan tinggi. Dan S hanya sekali saja memberikan pulsa, dari keadaan 0 menjadi 1. Sesudah itu output Q akan selalu tinggi meskipun input S berubah-ubah. . Gambar 2.4Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop RS NOR pada kondisi SET Perhatikan diagram pewaktu(timing diagram) diatas, inilah konsep utama bagaimana sebuah rangkaian flip-flop dapat menyimpan suatu data. Set (mengaktifkan flip-flop) Hold = 1 Sistem Komputer : Mutiplexer |4 Perhatikanlah bahwa apapun yang terjadi pada S(selama catu daya tidak dimatikan), ada tidaknya perubahan pada S, keluaran Q akan terus menyimpan data 1. Kejadian memasukkan nilai(pulsa) 1 kedalam S inilah yang disebut dengan mengaktifkan/men-SET-kan flip-flop. Keadaan RESET(keadaan memadamkan, menonaktifkan atau menyetel kembali flip-flop) Pada keadaan SET, keluaran Q tetap 1 (tinggi) meskipun input S berubah-ubah. Untuk mengembalikan atau mengubah keluaran Q dari 1 (tinggi) ke 0 (rendah) adalah dengan mengaktifkan R. Begitu R berubah keadaanya dari 0 menjadi 1 maka seketika itu juga keluaran Q akan menjadi 0 (rendah). Setelah itu, perubahan apapun pada R keluaran Q akan tetap 0 Gambar 2.5Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop RS NOR pada kondisi RESET Perhatikan diagram diatas, keluaran Q kembali pada keadaan awal yaitu 0 (rendah).Jika kita menghendaki keluaran Q berubah dai 0 ke 1, maka input Sharus bernilai 1 (tinggi). Gambar 2.6Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop RS NOR pada kondisi SET kemudian RESET Reset (Mematikan flip-flop) Hold = 0 Set (Mengaktifkan flip-flop) Hold = 1 Reset (Mematikan flip-flop) Sistem Komputer : Mutiplexer |5 Keadaan HOLD(Menahan data) Flip-flop dinyatakan dalam keadaan Hold jika data yang masuka pada flip-flop dapat ditahan terus hingga terjadia perubahan pada masukkanya. Percoabaan diatas adalah suatau cara utnuk dapat memahami cara kerja rangkaian flip-flop secara bertahap dan terstruktur. Kita juga telah membuktikan bahwa flip-flop dapat menyimpan data dengan cara menahan data tersebut. 2.2.2 Penahan NAND(NAND latch) RS flip-flop penahan NAND dibagun dengan menggunakan gerbang logika NAND. NOR latch dan NAND latch memiliki prinsip kerja yang sama. Perbedaan mendasarnya hanya terletak pada masukkan SET dan RESET bekerja dari keadaan 1 (tinggi) ke 0 (rendah) untuk merubah keluaran Q. Gambar 2.7Rangkaian logika Flip-flop RS penahan NAND (sumber:http://students.cs.byu.edu/~cs124ta/labs/L02-fsm/HowToUseSequential.html) Perhatikan tabel kebenaran dibawah ini untuk memahami cara kerja flip-flop RS penahan NAND. R S Q 𝑸 Keadaan (komentar) 0 0 Terlarang FF kondisi pacu (race conditiion) Tidak digunakan 0 1 1 0 FF set 1 0 0 1 FF reset 1 1 Tetap Tidak berubah Tabel2.2 Tabel kebenaran Flip-flop RS NOR latch Pengujian rangkaian Apabila S = 1 maka keluaran Q akan rendah. Walaupun R diubah-ubah keadannya(0 atau 1), keluaran Q tetap 0; Sistem Komputer : Mutiplexer |6 Gambar 2.8Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop RS NAND latch pada kondisi S=1 Keadaan SET(keadaan menyalakan, mengakifkan atau menyetel flip-flop) Apabila S berubah dari 1 menjadi 0, maka keluaran Q akan menjadi 1 (tinggi). Dan S hanya sekali saja memberikan pulsa, dari keadaan 1 menjadi 0. Sesudah itu output Q akan selalu tinggi meskipun input S berubah-ubah. Hal ini akan membuat penahan NAND berada dalam keadaan Hold dan data yang ditahan adalah 1. Gambar 2.9Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop RS NAND latch pada kondisi SET Keadaan RESET(keadaan memadamkan, menonaktifkan atau menyetel kembali flip-flop) Pada keadaan SET, keluaran Q tetap 1 (tinggi) meskipun input S berubah-ubah. Untuk mengembalikan atau mengubah keluaran Q dari 1 ke 0 adalah dengan mengaktifkan R. Begitu R berubah keadaanya dari 1 menjadi 0 maka seketika itu juga keluaran Q akan menjadi 0 (rendah). Setelah itu, perubahan apapun pada R keluaran Q akan tetap 0 Set (Mematikan flip-flop) Hold = 1 Sistem Komputer : Mutiplexer |7 Gambar 2.10Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop RS NAND latch pada kondisi RESET Perhatikan diagram diatas, keluaran Q kembali pada keadaan awal yaitu 0 (rendah).Jika kita menghendaki keluaran Q berubah dai 0 ke 1, maka input S harus bernilai 1 (tinggi). 2.2.3 Rangkaian Logika Flip-Flop RS Terdetak(Clocked RS Flip-flop) Flip-flop SR yang telah kita pelajara memiliki penggunaan yang terbatas karena hanya memiliki 2 masukan yang harus dikendalikan silih berganti. Masukan SET dan RESET harus dikendalikan secara bergantian, tidak diperkenanakan bekerja secara bersama-sama, secara sepihak terus menerus, dan tidak boleh dberada dalam keadaan TERLARANG. Cara kerja flip-flop sepert ini disebut Flip-flop RS tak sinkron(Asynchronous RS Flip-flop). Untuk mengatasi permasalahn tersebut dikembangkanlah Flip-flop RS Terdetak(Clocked RS Flip-flop), Flip-flop RS yang menggunakan rangkaian sinyal pendetak(Clock). Sinyal pendetak pada flip-flop RS pendetak digunakan untuk mengendalikan masukan dan keluaran flip-flop. Gambar 2.11 Simbol Flip-flop RS Terdetak (sumber:http://en.wikipedia.org/wiki/Talk%3AFlip-flop_(electronics)) Cara Kerja Flip-flop RS Terdetak Flip-flop RS terdetak bekerja dengan cara menyesuaikan/mensinkronkan masukan S dan R dengan sinyal pendetak. Reset (Mematikan flip-flop) Hold = 0 Sistem Komputer : Mutiplexer |8 Apabila sinyal pendetak bernilai 0 maka data yang masuk pada S dan R akan diabaikan(tidak diproses) oleh flip-flop, sehingga keluaran Q akan tetap. Namun jika sinyal pendetak bernilai 1, maka data yang masuk pada S dan R akan diproses, sehingga keluaran Q akan berubah. Cara kerja flip-flop diatas disebut sinkron(Syncronous RS Flip-flop) dikarenakan flip-flop bekerja dengan cara menyesuaikan dengan irama waktu sinyal pendetak. Gambar 2.12Rangkaian logika Flip-flop RS Terdetak (sumber:http://autonopedia.org/crafts-and-technology/electronics/digital-basics/the-clocked-rs-flip-flop/) Perhatikan tabel kebenaran dibawah ini untuk memahami cara kerja flip-flop RS Terdetak. CLK R S Q 𝑸 Keadaan (komentar) 0 0 0 Tetap Tidak berubah 0 0 1 Tetap Tidak berubah 0 1 0 Tetap Tidak berubah 0 1 1 Tetap Tidak berubah 1 0 0 Tetap Tidak berubah 1 0 1 1 0 FF Set 1 1 0 0 1 FF Reset 1 1 1 Terlarang FF kondisi pacu (race condition) Tabel2.4 Tabel kebenaran Flip-flop RS Terdetak Jadi pada prinsipnya, flip-flop RS dan flip-flop RS Terdetak memiliki prinsip kerja yang sama. Perbedaan mendasar keduanya adalah pada flip-flop RS terdetak, masukan SET dan RESET tidak dapat langsung dikerjakan oleh flip-flop karena harus menunggu sinyal pendetak aktif dalam keadaan 1 (tinggi). Untuk lebih jelasnya perhatikan pengujian dibawah ini! Pengujian Apabila masukan SET = 0 maka keluaran Q akan 0. Kemudian meskipun masukan R berubah-ubah(0 atau 1), keluaran Q tetap 0. Begitu juga dengan sinyal pendetak, jika masukan SET = 0, meskipun nilai logika sinyal pendetak berubah-ubah, nilai Q akan tetap 0. Sistem Komputer : Mutiplexer |9 Gambar 2.13Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop RS Terdetak pada kondisi SET=0 Keadaan SET Ketika masukan S = 1, keluaran Q tidak akan langsung berubah dari 0 menjadi 1.Flip-flop akan menunggu sinyal pendetak pada kondisi 1, setelah itu keluaran Q baru akan berubah menjadi 1. Dan S hanya sekali saja memberikan pulsa, dari keadaan 0 menjadi 1. Sesudah itu output Q akan selalu tinggi meskipun input S berubah-ubah. Gambar 2.13Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop RS Terdetak pada kondisi SET Ketika flip-flop dalam keadaan aktif, keluaran Q adalah 1. Artinya adalah flip-flop sedang mennyimpan suatu data biner, yaitu 1. Keadaan RESET Keadaan RESET digunakan ketika kita menginginkan keluaran Q berubah dari 1 menjadi 0. Untuk mengaktifkan keadaan RESET kita gunakan masukkan R. Prinsip kerjanya sama dengan SET. Ketika masukan R = 1, keluaran Q tidak akan langsung berubah dari 1 menjadi 0. Flip-flop akan menunggu sinyal pendetak pada kondisi 1, setelah itu keluaran Q baru akan berubah menjadi 0. Set Hold = 1 Sistem Komputer : Mutiplexer |10 Dan R hanya sekali saja memberikan pulsa, dari keadaan 1 menjadi 0. Sesudah itu output Q akan selalu rendah meskipun input R berubah-ubah. Gambar 2.14Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop RS Terdetak pada kondisi RESET Jika mengingginkan keluaran Q berubah kembali dari 0 menjadi 1, maka masukan S harus berubah dari 0 menjadi 1 dengan sinyal pendetak pada kondisi 1. 2.3 Rangkaian Logika Flip-Flop JK Pada prinsipnya, flip-flop JK memiliki cara kerja yang sama dengan flip-flop lainnya. Perbedaanya hanya terdapat pada karakteristiknya, fip-flop JK memiliki 2 umpan balik(feedback) dan keadaan toggle pada keluaran Q dan 𝑄 . Gambar 2.16 Simbol Flip-flop JK (sumber:http://en.wikipedia.org/wiki/File:JK_Flip-flop_(Simple)_Symbol.svg) Flip-flop JK dapat dibangun dari kombinasi gerbang logika yang kedua keluarannya Q dan 𝑄 diumpan balikkan 2 kali. Ada 2 jenis umpan balik pada flip-flop JK, yaitu: a. Umpan balik flip-flop Umpan balik ini berfungsi agar rangkaian logika flip-flop dapat menahan data biner. b. Umpan balik toggle Umpan balik ini menyebabkan flip-flop JK dapat mengalami keadaan togel(toggle). Set Hold = 1 Sistem Komputer : Mutiplexer |11 Gambar 2.17 Rangkaian logika Flip-flop JK dengan gerbang NOR (sumber:https://www.sparkfun.com/tutorials/371) Gambar 2.18 Rangkaian logika Flip-flop JK dengan gerbang NAND (sumber:http://commons.wikimedia.org/wiki/File:JK-FlipFlop_(4-NAND).PNG) 2.3.1 Flip-flop JK dengan Pemicu Tepi(Edge-Trigered JK Flip-Flop) Flip-flop JK dengan pemicu Tepi adalah flip-flop yang masukkan SET dan RESET dipengaruhi naik turunnya tepi sinyal pendetak. Flip-flop JK yang masukannya dipengaruhi tepi naik sinyal pendetak disebut flip-flop JK dengan pemicu tepi positif, sedangkan Flip-flop JK yang masukannya dipengaruhi tepi turun sinyal pendetak disebut disebut flip-flop JK dengan pemicu tepi negatif. Perhatikan tabel kebenaran dibawah ini untuk memahami cara kerja flip-flop JKdengan pemicu tepi positif. Masukkan Keluaran Keadaan CLK J K Q 𝑸 ↓ 0 0 Tetap Tetap Tidak berubah ↓ 0 1 Tetap Tetap Tidak berubah ↓ 1 0 Tetap Tetap Tidak berubah ↓ 1 1 Tetap Tetap Tidak berubah ↑ 0 0 Tetap Tetap Tidak berubah ↑ 0 1 1 0 FF Reset ↑ 1 0 0 1 FF Set ↑ 1 1 Toggle Toggle Toggle Tabel2.5 Tabel kebenaran Flip-flop JKdengan pemicu tepi positif Sistem Komputer : Mutiplexer |12 Pengujian Jika kedua masukan J dan K dalam keadaan 0 maka flip-flop JK dalam keadaan tidak aktif, termasuk selama tepi naik sinyal pendetak, sehingga keluaran Q = 0. Gambar 2.19Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop JK dengan Pemicu Tepi Posistif pada kondisi tak aktif Keadaan SET Apabila masukan J=1 dan K=0 maka keluaran Q tidak langsung berubah dari 0 menjadi 1. Flip-flop akan menunggu kondisi tepi naik sinyal pendetak, setelah itu keluaran Q baru akan berubah menjadi 1. Gambar 2.20Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop JK dengan Pemicu Tepi Posistif pada kondisi SET Keadaan RESET Keadaan RESET akan aktif apabila masukkan J = 0 dan K = 1 dengan tepi sinyal pendetak pada kondisi naik. Maka keluaran Q akan berubah dari 1 menjadi 0. Set Tidak ditanggapi Sistem Komputer : Mutiplexer |13 Gambar 2.21Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop JK dengan Pemicu Tepi Posistif pada kondisi RESET Keadaan TOGGLE Jika masukan J dan K sama-sama berada dalam keadaan 1, maka flip-flop akan mengalami SET dan RESET secara bergantian. Keluaran Q dan 𝑄 akan dalam keadaan 0dan 1 secara bergantian. Keadaan ini disebut dengan keadaan toggle. Gambar 2.22Diagram pewaktu(Timing diagram) rangkaian flip-flop JK dengan Pemicu Tepi Posistif pada kondisi TOGGLE Jika pada keluaran Q dan 𝑄 dipasangi LED, maka LED akan berkedip-kedip. Selang waktunya adalah setengah dari frekuensi sinyal pendetak. Maka dari itu flip-flop JK sering dipakai untuk rangkaian pembagi frekuensi. 2.3.2 Flip-flop JK dengan Pemicu Tepi Negatif Pada prinsipnya flip-flop JK dengan Pemicu Tepi negatif memiliki cara kerja yang sama dengan flip-flop JK dengan Pemicu Tepi positif. Perbedaannya hanya pada masukannya dipengaruhi tepi turun sinyal pendetak, kebalikan dari flip-flop JK dengan Pemicu Tepi positif. Set Reset Flip-flop dalam keadaanToggle Sistem Komputer : Mutiplexer |14 Gambar 2.23 Simbol Flip-flop JK dengan Pemicu Tepi Negatif Masukkan Keluaran Keadaan CLK J K Q 𝑸 ↓ 0 0 Tetap Tetap Tidak berubah ↓ 0 1 1 0 FF Reset ↓ 1 0 0 1 FF Set ↓ 1 1 Toggle Toggle Toggle Tabel2.6 Tabel kebenaran Flip-flop JK dengan pemicu tepi negatif 2.4 Latihan Jawablah pertanyaan dibawah ini dengan singkat dan jelas! 1. Rangkaian Flip-flop menyimpan data dengan cara ... data 2. RS flip-flop juga disebut penahan ... 3. RS flip-flop dapat dibangun dengan menggunakan gerbang logika ... dan ... 4. Pada RS FLip-flop terdapat 2 input, yaitu ... dan ... 5. Pada RS FLip-flop terdapat 2 output, yaitu ... dan ... 6. Keadaan Set pada RS flip-flop NAND latch terjadi jika R = ... dan S = ... 7. Keadaan Terlarang pada RS flip-flop NOR latch terjadi jika R = ... dan S = ... 8. Pada RS flip-flop NOR latch, jika S = 1(tinggi) maka Q = ... 9. Salah satu karakteristik JK FF adalah memiliki 2 ... 10. keadaan toggle pada JK FF akan mengakibatkan ... dan ... secara ... Diskusikan secara berkelompok! Carilahreferensibukuatausumberreferensi di internet mengenairangkaianlogika D Flip-flop, diskusikan secara berkelompok kemudian buatlahrangkumannyadalambentukhardcopy(diktat). Sistem Komputer : Mutiplexer |15 DAFTAR PUSTAKA Abdurohman, Maman. 2008. Organisasi&ArsitekturKomputer.Bandung: PenerbitInformatika. Bishop, Owen. 2004. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Penerbit Erlangga. Kusnandar, Ahmad dan Aji W. Pahmi. 2000. Penerapan Konsep Dasar Listrik Dan Elektronika SMK Tingkat 1 Berdasarkan Kurikulum SMK/GBPP Edisi 1999. Bandung: Penerbit ARMICO. Widjanarka N., Wijaya. 2006. Teknik Digital. Jakarta: Penerbit Erlangga. Willa, Lukas. 2010. Teknik Digital, Mikroprosessor, danMikrokomputer. Bandung: PenerbitInformatika. Generasi Pertama Dengan terjadinya Perang Dunia Kedua, negara-negara yang terlibat dalam perang tersebut berusaha mengembangkan komputer untuk mengeksploit potensi strategis yang dimiliki komputer. Hal ini meningkatkan pendanaan pengembangan komputer serta mempercepat kemajuan teknik komputer. Pada tahun 1941, Konrad Zuse, seorang insinyur Jerman membangun sebuah komputer, Z3, untuk mendesain pesawat terbang dan peluru kendali. Pihak sekutu juga membuat kemajuan lain dalam pengembangan kekuatan komputer. Tahun 1943, pihak Inggris menyelesaikan komputer pemecah kode rahasia yang dinamakan Colossus untuk memecahkan kode-rahasia yang digunakan Jerman. Dampak pembuatan Colossus tidak terlalu mempengaruhi perkembangan industri komputer dikarenakan dua alasan. Pertama, colossus bukan merupakan komputer serbaguna (general-purpose computer), ia hanya didesain untuk memecahkan kode rahasia. Kedua, keberadaan mesin ini dijaga kerahasiaannya hingga satu dekade setelah perang berakhir. Usaha yang dilakukan oleh pihak Amerika pada saat itu menghasilkan suatu kemajuan lain. Howard H. Aiken (1900-1973), seorang insinyur Harvard yang bekerja dengan IBM, berhasil memproduksi kalkulator elektronik untuk US Navy. Kalkulator tersebut berukuran panjang setengah lapangan bola kaki dan memiliki rentang kabel sepanjang 500 mil. The Harvd-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, atau Mark I, merupakan komputer relai elektronik. Ia menggunakan sinyal elektromagnetik untuk menggerakkan komponen mekanik. Mesin tersebut beropreasi dengan lambat (ia membutuhkan 3-5 detik untuk setiap perhitungan) dan tidak fleksibel (urutan kalkulasi tidak dapat diubah). Kalkulator tersebut dapat melakukan perhitungan aritmatik dasar dan persamaan yang lebih kompleks. Perkembangan komputer lain pada masa kini adalah Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC), yang dibuat oleh kerjasama antara pemerintah Amerika Serikat dan University of Pennsylvania . Terdiri dari 18.000 tabung vakum, 70.000 resistor, dan 5 juta titik solder, komputer tersebut merupakan mesin yang sangat besar yang mengkonsumsi daya sebesar 160kW. Komputer ini dirancang oleh John Presper Eckert (1919-1995) dn John W. Mauchly (1907-1980), ENIAC merupakan komputer serbaguna (general purpose computer) yang bekerja 1000 kali lebih cepat dibandingkan Mark I. Pada pertengahan 1940-an, John von Neumann (1903-1957) bergabung dengan tim University of Pennsylvania dalam usha membangun konsep desin komputer yang hingga 40 tahun mendatang masih dipakai dalam teknik komputer. Von Neumann mendesain Electronic Discrete Variable Automatic Computer(EDVAC) pada tahun 1945 dengan sebuh memori untuk menampung baik program ataupun data. Teknik ini memungkinkan komputer untuk berhenti pada suatu saat dan kemudian melanjutkan pekerjaannya kembali. Kunci utama arsitektur von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal. Tahun 1951, UNIVAC I (Universal Automatic Computer I) yang dibuat oleh Remington Rand, menjadi komputer komersial pertama yang memanfaatkan model arsitektur von Neumann tersebut. Baik Badan Sensus Amerika Serikat dan General Electric memiliki UNIVAC. Salah satu hasil mengesankan yang dicapai oleh UNIVAC dalah keberhasilannya dalam memprediksi kemenangan Dwilight D. Eisenhower dalam pemilihan presiden tahun 1952. Komputer Generasi pertama dikarakteristik dengan fakta bahwa instruksi operasi dibuat secara spesifik untuk suatu tugas tertentu. Setiap komputer memiliki program kode-biner yang berbeda yang disebut “bahasa mesin” (machine language). Hal ini menyebabkan komputer sulit untuk diprogram dan membatasi kecepatannya. Ciri lain komputer generasi pertama adalah penggunaan tube vakum (yang membuat komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar) dn silinder magnetik untuk penyimpanan data. Generasi Kedua Pada tahun 1948, penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan komputer. Transistor menggantikan tube vakum di televisi, radio, dan komputer. Akibatnya, ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis. Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya. Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. IBM membuat superkomputer bernama Stretch, dan Sprery-Rand membuat komputer bernama LARC. Komputerkomputer ini, yang dikembangkan untuk laboratorium energi atom, dapat menangani sejumlah besar data, sebuah kemampuan yang sangat dibutuhkan oleh peneliti atom. Mesin tersebut sangat mahal dan cenderung terlalu kompleks untuk kebutuhan komputasi bisnis, sehingga membatasi kepopulerannya. Hanya ada dua LARC yang pernah dipasang dan digunakan: satu di Lawrence Radiation Labs di Livermore, California, dan yang lainnya di US Navy Research and Development Center di Washington D.C. Komputer generasi kedua menggantikan bahasa mesin dengan bahasa assembly. Bahasa assembly adalah bahasa yang menggunakan singkatan-singakatan untuk menggantikan kode biner. Pada awal 1960-an, mulai bermunculan komputer generasi kedua yang sukses di bidang bisnis, di universitas, dan di pemerintahan. Komputer-komputer generasi kedua ini merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan transistor. Mereka juga memiliki komponen-komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada saat ini: printer, penyimpanan dalam disket, memory, sistem operasi, dan program. Salah satu contoh penting komputer pada masa ini adalah IBM 1401 yang diterima secara luas di kalangan industri. Pada tahun 1965, hampir seluruh bisnis-bisnis besar menggunakan komputer generasi kedua untuk memproses informasi keuangan. Program yang tersimpan di dalam komputer dan bahasa pemrograman yang ada di dalamnya memberikan fleksibilitas kepada komputer. Fleksibilitas ini meningkatkan kinerja dengan harga yang pantas bagi penggunaan bisnis. Dengan konsep ini, komputer dapat mencetak faktur pembelian konsumen dan kemudian menjalankan desain produk atau menghitung daftar gaji. Beberapa bahasa pemrograman mulai bermunculan pada saat itu. Bahasa pemrograman Common Business-Oriented Language (COBOL) dan Formula Translator (FORTRAN) mulai umum digunakan. Bahasa pemrograman ini menggantikan kode mesin yang rumit dengan kata-kata, kalimat, dan formula matematika yang lebih mudah dipahami oleh manusia. Hal ini memudahkan seseorang untuk memprogram dan mengatur komputer. Berbagai macam karir baru bermunculan (programmer, analyst, dan ahli sistem komputer). Industri piranti lunak juga mulai bermunculan dan berkembang pada masa komputer generasi kedua ini. Generasi Ketiga Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer. Batu kuarsa (quartz rock) menghilangkan masalah ini. Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Pada ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponenkomponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan komputer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer. Generasi Keempat Setelah IC, tujuan pengembangan menjadi lebih jelas: mengecilkan ukuran sirkuit dan komponenkomponen elektrik. Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip. Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration (VLSI) memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal. Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukurang setengah keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keterandalan komputer. Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) dalam sebuah chip yang sangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik. Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap perangkat rumah tangga seperti microwave oven, televisi, dn mobil dengan electronic fuel injection dilengkapi dengan mikroprosesor. Perkembangan yang demikian memungkinkan orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa. Komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaan-perusahaan besar atau lembaga pemerintah. Pada pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer menawarkan produk komputer mereka ke masyarakat umum. Komputer-komputer ini, yang disebut minikomputer, dijual dengan paket piranti lunak yang mudah digunakan oleh kalangan awam. Piranti lunak yang paling populer pada saat itu adalah program word processing dan spreadsheet. Pada awal 1980-an, video game seperti Atari 2600 menarik perhatian konsumen pada komputer rumahan yang lebih canggih dan dapat diprogram. Generasi Kelima Mendefinisikan komputer generasi kelima menjadi cukup sulit karena tahap ini masih sangat muda. Contoh imajinatif komputer generasi kelima adalah komputer fiksi HAL9000 dari novel karya Arthur C. Clarke berjudul 2001:Space Odyssey. HAL menampilkan seluruh fungsi yang diinginkan dari sebuah