Flip Flop Atau Bistabil Multivibrator

Flip-flop merupakan rangkaian logika yang dapat menyimpan (memory) informasi dalam digit bilangan biner 1 dan 0. Flip-flop ini merupakan bentuk memory yang paling sederhana sebab kondisi outputnya dapat dibuat 1 dengan jalan memasukkan sejenak logika 1 atau 0 pada jalan masukan atau inputnya. Output ini akan tetap bernilai 1  walaupun keadaan input set berubah-ubah dan dapat dikembalikan ke kondisi 0 dengan jalan memasukkan logika yang sesuai kepada input resetnya. Sekali output flip-flop direset ke logika 0, keadaan akan tetap bertahan sampai satu pulsa baru dimasukkan lagi ke dalam input set.

Flip-flop biasanya mempunya dua buah output yang selalu berada dalam kondisi berlawanan yaitu Q dan not Q. Di dalam teknik digital flip-flop dapat digolongkan menjadi beberapa jenis berdasarkan cara penyimpanan informasinya. Berikut ini adalah beberapa jenis flip-flop:

1. RS flip-flop
2. Clock RS flip-flop
3. T flip-flop
4. D flip-flop
5. JK flip-flop

A. RS Flip-Flop

RS Flip-flop merupakan rangkaian flip flop yang paling sederhana dan biasanya disebut bistabil atau one bit memory karena hanya dapat mengerjakan 1 bit bilangan biner. Rangkaian flip-flop ini dibentuk dari dua NAND GATE atau OR GATE yang dihubungkan saling menyilang, yaitu output dari gate yang pertama dimasukkan ke input gate yang ke dua dan output dari gate yang kedua dimasukkan ke input gate yang pertama. Untk lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar.

                   

Flip-flop ini mempunya dua jalan masukkan (input). Setiap input diberi tanda S (set) dan R (reset), sedangkan outputnya diberi tanda Q dan not Q. Menset flip-flop artinya membuat agar output Q = 1, sedangkan mereset flip-flop artinya membuat agar output Q = 0. Perlu diketahui bahwa dalam RS flip-flop jika output Q = 1 maka output not Q = 0. Begitu juga sebalikanya jika output Q = 0 maka output not Q = 1. Dari uraian tadi dapat kita buatkan tabel kebenaran RS flip-flop sebagai berikut:

Untuk memudahkan penggambaran, biasanya RS flip diberi simbol sebagai berikut:

Dalam prakteknya, kita dapat menggunakan gerbang NAND atau gerbang NOR dalam membuat rangkaian RS flip-flop ini. Namun jika kita tidak mau membuatnya dari kedua gerbang di atas, kita bisa saja membeli IC (intergrated circuit) yang di dalamnya sudah berisi rangkaian RS flip-flop tersebut. Adapun bentuk RS flip-flop dalam IC (SN 54LS279) dapat dilihat pada gambar berikut:

B. Clock RS Flip-Flop

Dalam teknik digital sering kali terjadi beberapa buah RS flip-flop yang bekerja secara bersamaan (syncron). Untuk mengatasi hal itu, maka diperlukan suatu alat pengontrol yang bekerja mengatur proses dari rangkaian tersebut. Peralatan pengontrol tersebut dinamakan dengan istilah clock. Dengan adanya clock ini, output hanya akan berubah pada saat pulsa clock diberikan nilai 1 (clock =1). Jika nilai clock = 0 , maka output dari flip-flop tidak akan mengalami perubahan. Jadi Clock RS flip-flop ini mempunyai tiga inputan yang terdiri dari S, R dan Cp (pulsa clock) seperti terlihat pada gambar berikut:

Pada saat input C dalam keadan 0 maka kedua output dari And Gate akan mempunyai harga 0. Apabila clock diberikan harga 1 dengan S = 1, R = 1, maka output Q akan menunjukkan set (Q =1). Sebaliknya jika S = 0 dan R = 1 dengan nilai C = 1 maka output Q akan menjadi 0. Dalam hal ini pulsa pengontrol yang diberikan oleh clock hanya sesaat saja supaya output bisa set dan reset. Berikut ini gambar Clock RS flip-flop dengan Nand Gate.

C. T Flip-Flop

Merupakan rangkaian flip-flop yang dibentuk dari RS flip-flop yang kedua outputnya diumpanbalikan (feed back) kembali ke dalam input R dan S dari flip-flop tersebut. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar berikut.

D. D Flip-Flop

Flip-flop jenis ini berfungsi untuk menyimpan data sebanyak 1 Bit untuk sementara waktu. Data atau delay  flip-flop ini sering juga disebut sebagai D-LATCH. Rangkaiannya hampir sama dengan clock RS Flip-flop, hanya saja input S diganti dengan D yang juga sebagai input R dengan memakai gerbang Not (inverter) dari D. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar berikut.

Pada D flip-flop, data atau informasi yang berda pada input D akan dikirim dan disimpan pada output Q apabila input Clk dalam keadaan 1 walaupun hanya sesaat. Output Q ini akan mengikuti input D selama clock  bernilai 1, tetapi jika clock bernilai 0, maka perubahan pada input D tidak akan mempengaruhi output Q tersebut. Untuk menyimpan informasi atau data 4 bit maka diperlukan D flip-flop sebanyak 4 buah. Untuk memudahkan penggambaran, mak D flip-flip ini diberi simbol sebagai berikut:

Berikut ini contoh diagram sederhana D flip-flop untuk menyimpan data sebanyak 4 bit.

E. JK Flip-Flop

Rangkaian logika flip-flop ini dibentuk dari dua buah clock RS flip-flop yang dihubungkan menjadi satu. Kedua output dari flip-flop yang dihubungkan menjadi satu. Kedua output dari flip-flop yang pertama masuk ke dalam input dari flip-flop yang kedua. selanjutnya output dari flip-flop yang kedua diumpan balik kembali sebagai input dari flip-flop yang pertama. Flip-flop yang pertama disebut  master (induk), sedangkan flip-flop yang kedua disebut slave (pembantu). Sifat dari pembantu (slave) ini akan selalu mengikuti sifat master (induknya).

Flip-flop yang pertama (master) akan bekerja pada saat pulsa clock bernilai 1, sedangkan flip-flop yangkedua (slave) bekerja pada pulsa clock 0. Hal ini disebabkan pulsa clock yang menuju slave telah dibalik melalui sebuah inverter (not gate). Pada saat pulsa clock 1, master aka meneruskan informasi ke dalam inputnya dan pada saat itu slave belum bekerja atau dalam keadaan sebelumnya. Sedangkan pada saat pulsa clock dalam keadaaan 0, master akan berhenti bekerja dan pada saat itu slave akan mulai bekrja seperti master. Beberapa rangkaian master slave ini dilengkapi dengan dua buah input pengontrol set dan reset yang gunanya untuk menset yaitu membuat Q menjadi 1 dan not Q menjadi 0 tanpa terpengaruh oleh nilai input J, K dan clock dengan cara membuat pengontrol set dalam keadaan 0 walaupun sesaat. JIka kedua pengontrol tersebut tidak akan dipakai, maka harus diletakkan dala keadaan 1. 

Dengan adanya rangkaian flip-flop ini kita dapat membentuk rangkaian pencacah (counter) dan register yang akan kita bahas pada pertemuan selanjutnya.

Tweet

Postingan terkait:

Ditulis Febrian zikri — Rabu, 13 Mei 2015 — Add Comment — Teknik Digital