Rangkaian Counter

Pengertian Counter, fungsi dan cara kerja rangkaian counter

Apa itu counter?

Pengertian fungsi dan cara kerja rangkaian counter. Sebelum kita membahas tentang cara membuat rangkaian counter admin akan menjelaskan terlebih dahulu tentang apa itu pengertian counter

Counter atau pencacah adalah suatu peranti elektronik yang digunakan atau dapat digunakan untuk menghitung jumlah pulsa yang masuk melalui inputnya

Peranti ini terdiri dari satu atau lebih flip-flop yang dirangkai sedemikian rupa sehingga setiap pulsa masukan akan menambah nilai cacahan. jadi fungsi counter adalah untuk mencacah

Pada rangkaian digital jenis-jenis counter terdiri dari berbagai macam diantaranya adalah up Counter, down counter, up down counter dan counter modulo n

Pada tasbih digital setiap sobat memencet tombol maka nilai pada layar akan bertambah

Semakin banyak sobat memencet tombol maka nilai akan bertambah semakin banyak

Cara membuat rangkaian counter

Counter atau pencacah adalah suatu piranti digital yang berfungsi untuk menghitung banyaknya inputnya yang masuk

Counter dapat dibuat dengan menggunakan d flip-flop atau jk flip-flop

Jenis-jenis counter menurut hitungan

Dilihat dari cara counter menghitung maka counter dibagi menjadi beberapa jenis-jenis counter yang diantaranya adalah sebagai berikut

Up counter

Up counter adalah rangkaian counter yang berfungsi menghitung naik. Contoh up counter adalah pada tasbih digital seperti contoh diatas

rangkaian up counter dapat sobat buat dengan menggunakan D Flip-flop maupun JK Flip-flop. Berikut merupakan skema rangkaian up counter menggunakan JK flip-flop

Down counter

Down counter adalah rangkaian yang berfungsi menghitung turun

Counter jenis ini dapat sobat temui pada lampu lalu lintas dimana bilangan akan menghitung mundur sampai angka 0. Contoh skemanya adalah sebagai berikut

Counter modulo N

Counter modulo N adalah rangkaian counter yang berfungsi untuk menghitung sampai dengan bilangan tertentu

cara kerja counter modulo adalah counter akan mereset atau mengembalikan hitungan ke angka 0 setelah mencapai angka tertentu 

untuk membuat counter modulo dapat dilakukan dengan mengatur bit bit high dan kemudian dimasukkan kedalam input gerbang and yang kemudian digunakan untuk mereset flip-flop

Jumlah keadaan atau pencacahan urutan melalui mana pencacah tertentu maju sebelum kembali sekali lagi kembali ke keadaan pertama aslinya disebut modulo (MOD).

Dengan kata lain, modulus (atau hanya modulo) adalah jumlah status pencacah yang dihitung dan merupakan jumlah pembagi pencacah. Pencacah (counter) Modulus, atau hanya pencacah MOD, ditentukan berdasarkan jumlah status yang akan dilacak oleh pencacah sebelum kembali ke nilai aslinya.

Sebagai contoh, pencacah (counter) 2-bit yang dihitung dari 002 hingga 112 dalam biner, yaitu 0 hingga 3 dalam desimal, memiliki nilai modulus 4 (00 →1 →10 →11, dan kembali ke 00) Oleh karena itu disebut sebagai counter modulo-4, atau mod-4, counter. Perhatikan juga bahwa diperlukan empat pulsa clock untuk mendapatkan dari 00 hingga 11.

Seperti dalam contoh sederhana ini hanya ada dua bit, (n = 2) maka jumlah maksimum status output yang mungkin (modulus maksimum) untuk pencacah atau counter adalah: 2n = 22 atau 4. Namun, pencacah dapat dirancang untuk menghitung hingga sejumlah keadaan 2n dalam urutannya dengan menyatukan berbagai tahap pencacahan untuk menghasilkan modulo tunggal atau counter MOD-N.

Oleh karena itu, pencacah (counter) "Mod-N" akan membutuhkan "N" jumlah flip-flop yang terhubung bersama untuk menghitung bit data tunggal sambil memberikan 2n status output yang berbeda, (n adalah jumlah bit). Perhatikan bahwa N selalu merupakan nilai integer keseluruhan.

Kita dapat melihat bahwa counter MOD memiliki nilai modulo yang merupakan kekuatan integral dari 2, yaitu, 2, 4, 8, 16 dan seterusnya untuk menghasilkan counter n-bit tergantung pada jumlah flip-flop yang digunakan, dan bagaimana mereka terhubung, menentukan jenis dan modulo dari Pencacah (counter).

Flip-flop tipe D

Pencacah (counter) MOD dibuat menggunakan "flip-flop" dan satu flip-flop dapat menghasilkan hitungan 0 atau 1, memberikan jumlah maksimum 2. Ada berbagai jenis desain flip-flop yang bisa kita gunakan, SR flip-flop, JK flip-flop Master-slave, atau bahkan flip-flop tipe-D untuk membangun pencacah (counter).

Tetapi untuk menjaga hal-hal sederhana, kita akan menggunakan flip-flop tipe-D, (DFF) juga dikenal sebagai Data Latch, karena input data tunggal dan sinyal clock eksternal digunakan, dan juga dipicu tepi positif.

Flip-flop tipe-D, seperti TTL 74LS74, dapat dibuat dari S-R atau J-K based edge-triggered flip-flop yang bergantung pada apakah Anda ingin mengubah status baik pada positif atau tepi terdepan (transisi 0 ke 1) atau pada tepi negatif atau trailing (transisi 1 ke 0) dari pulsa clock.

Flip-flop tipe-D dan Tabel Kebenaran

Pengoperasian flip-flop tipe-D (DFF) sangat sederhana karena hanya memiliki input data tunggal, yang disebut "D", dan input clock "CLK" tambahan.

Hal ini memungkinkan bit data tunggal (0 atau 1) disimpan di bawah kendali sinyal clock sehingga menjadikan flip-flop tipe-D perangkat sinkron karena data pada input ditransfer ke output flip-flop hanya pada memicu tepi pulsa clock.

Jadi dari tabel kebenaran, jika ada logika "1" (HIGH) pada input data ketika pulsa clock positif diterapkan, maka flip-flop SET dan menyimpan logika "1" di "Q", dan komplemen " 0” di . 

Demikian juga, jika ada LOW pada input data ketika clock lain pulsa positif diterapkan, flip-flop RESET dan toko “0” di “Q”, dan menghasilkan “1” di .

Kemudian output "Q" dari flip-flop tipe-D menanggapi nilai input "D" ketika input clock (CLK) adalah HIGH. Ketika input clock adalah LOW, kondisi di "Q", "1" atau "0" ditahan sampai waktu berikutnya sinyal clock naik HIGH ke level logika "1".

Oleh karena itu output pada "Q" hanya berubah status ketika input clock berubah dari nilai "0" (LOW) menjadi "1" (HIGH) menjadikannya tepi positif yang dipicu flip-flop tipe-D. Perhatikan bahwa flip-flop negatif yang dipicu tepi bekerja dengan cara yang persis sama, kecuali bahwa tepi jatuh dari pulsa clock adalah tepi pemicu.

Jadi sekarang kita tahu bagaimana flip-flop tipe-D yang dipicu bekerja, mari kita lihat menghubungkan beberapa bersama untuk membentuk Pencacah (counter) MOD.

Pencacah (counter) Divide-by-2

Flip-flop tipe-dipicu tepi (edge-triggered) adalah blok bangunan yang berguna dan serbaguna untuk membangun pencacah (counter) MOD atau jenis lain dari rangkaian logika berurutan.

Dengan menghubungkan output  kembali ke input "D" seperti yang ditunjukkan, dan membuat loop umpan balik, kita dapat mengubahnya menjadi pencacah (counter) dibagi dua biner menggunakan input clock hanya karena sinyal output  selalu kebalikan dari sinyal output Q.

Pencacah Counter Divide-by-2 dan Timing Diagram

Diagram waktu menunjukkan bahwa gelombang output "Q" memiliki frekuensi tepat setengah dari input clock, sehingga flip-flop bertindak sebagai pembagi frekuensi.

Jika kita menambahkan flip-flop tipe-D lainnya sehingga output pada "Q" adalah input ke DFF kedua, maka sinyal output dari DFF kedua ini akan menjadi seperempat dari frekuensi input clock, dan seterusnya. Jadi untuk jumlah "n" flip-flop, frekuensi output dibagi dengan 2n, dalam langkah 2.

Perhatikan bahwa metode pembagian frekuensi ini sangat berguna untuk digunakan dalam rangkaian pencacahan berurutan. Misalnya, sinyal frekuensi listrik 60Hz dapat direduksi menjadi sinyal timing 1Hz dengan menggunakan pencacah (counter) divide-by-60.

Pencacah (counter) divide-by-6 akan membagi 60Hz ke 10Hz yang kemudian diumpankan ke counter divide-by-10 untuk membagi 10Hz ke sinyal waktu atau pulsa 1Hz, dll.

Pencacah (counter) Modulo "m"

Pencacah, baik proses Sinkron atau Asinkron satu hitungan pada satu waktu dalam perkembangan biner yang ditetapkan dan sebagai hasilnya, counter bit "n" berfungsi secara alami sebagai pencacah (counter) modulo 2n.

Tetapi kita dapat membangun pencacah (counter) MOD untuk menghitung ke nilai apa pun yang kita inginkan dengan menggunakan satu atau lebih gerbang logika eksternal yang menyebabkannya melompati beberapa status output dan berakhir pada pencacahan apa pun yang mengatur ulang pencacah kembali ke nol, semua flip-flop memiliki Q = 0.

Dalam kasus pencacah (counter) modulo "m", mereka tidak menghitung semua status yang mungkin, tetapi menghitung ke nilai "m" dan kemudian kembali ke nol. Jelas, "m" adalah angka yang lebih kecil dari 2n, ( m <2n). Jadi bagaimana kita mendapatkan pencacah (counter) biner untuk kembali ke bagian nol melalui pencacahannya.

Untungnya, selain menghitung, naik atau turun, pencacah juga dapat memiliki input tambahan yang disebut CLEAR dan PRESET yang memungkinkan untuk menghapus pencacahan ke nol, (semua Q = 0) atau untuk menyetel pencacah ke beberapa nilai awal. TTL 74LS74 memiliki input Preset dan Clear yang aktif-rendah.

Mari kita asumsikan untuk kesederhanaan bahwa input CLEAR semuanya terhubung bersamaan dan merupakan input aktif-tinggi yang memungkinkan flip-flop beroperasi secara normal ketika input Clear sama dengan 0 (LOW).

Tetapi jika input Clear berada pada level logika "1" (HIGH), maka tepi positif berikutnya dari sinyal clock akan mengatur ulang semua flip-flop ke status Q = 0, terlepas dari nilai sinyal clock berikutnya.

Perhatikan juga bahwa karena semua input Clear dihubungkan bersama, satu pulsa juga dapat digunakan untuk menghapus output (Q) dari semua flip-flop ke nol sebelum pencacahan dimulai untuk memastikan bahwa pencacahan benar-benar dimulai dari nol.

Juga beberapa pencacah (counter) bit yang lebih besar memiliki pin input ENABLE atau INHIBIT tambahan yang memungkinkan pencacah untuk menghentikan pencacahan pada titik mana pun dalam siklus pencacahan dan mempertahankan statusnya sekarang, sebelum diizinkan untuk melanjutkan pencacahan lagi. Ini berarti pencacah dapat dihentikan dan mulai sesuka hati tanpa mengatur ulang output ke nol.

Pencacah (counter) MOD-4

Secara teknis dan juga sebagai perangkat penyimpanan 1-bit, flip-flop tunggal dapat dianggap sebagai pencacah (counter) MOD-2, karena memiliki output tunggal yang menghasilkan hitungan dua, baik 0 atau 1, pada aplikasi sinyal clock.

Tetapi satu flip-flop sendiri menghasilkan urutan pencacahan yang terbatas, jadi dengan menyambungkan lebih banyak flip-flop untuk membentuk rantai, kita dapat meningkatkan kapasitas pencacahan dan membangun pencacah (counter) MOD dari nilai apa pun.

Jika flip-flop tunggal dapat dianggap sebagai pencacah (counter) modulo-2 atau MOD-2, maka menambahkan flip-flop kedua akan memberi kita pencacah (counter) MOD-4 yang memungkinkannya menghitung dalam empat langkah terpisah.

Efek keseluruhan akan membagi sinyal input clock asli dengan empat. Maka urutan biner untuk pencacah (counter) MOD-4 2-bit ini adalah: 00, 01, 10, dan 11 seperti yang ditunjukkan.

Pencacah Counter MOD-4 dan Timing Diagram

Perhatikan bahwa untuk kesederhanaan, transisi switching QA, QB dan CLK dalam diagram waktu di atas ditunjukkan secara simultan meskipun koneksi ini merupakan pencacah (counter) Asinkron. Pada kenyataannya akan ada penundaan switching yang sangat kecil antara penerapan sinyal positif going clock (CLK), dan output pada QA dan QB.

Kami dapat menunjukkan secara visual pengoperasian pencacah (counter) Asinkron 2-bit ini menggunakan tabel kebenaran dan diagram keadaan.

Diagram Keadaan dan Pencacah Counter MOD-4

Kita dapat melihat dari tabel kebenaran pencacah, dan dengan membaca nilai-nilai QA dan QB, ketika QA = 0 dan QB = 0, hitungannya adalah 00. Setelah penerapan clock pulse, nilainya menjadi QA = 1, QB = 0, memberikan hitungan 01 dan setelah clock pulsa berikutnya, nilainya menjadi QA = 0, QB = 1, memberikan hitungan 10.

Akhirnya nilai menjadi QA = 1, QB = 1, memberikan hitungan 11 penerapan pulsa clock berikutnya menyebabkan hitungan kembali ke 00, dan setelah itu menghitung terus menerus dalam urutan biner: 00, 01, 10, 11, 00, 01 ... dst.

Kemudian kita telah melihat bahwa pencacah (counter) MOD-2 terdiri dari flip-flop tunggal dan pencacah (counter) MOD-4 membutuhkan dua flip-flop, yang memungkinkannya untuk menghitung dalam empat langkah terpisah.

Kita dapat dengan mudah menambahkan flip-flop lain ke ujung pencacah (counter) MOD-4 untuk menghasilkan pencacah (counter) MOD-8 memberi kita 23 urutan biner pencacahan dari 000 hingga 111, sebelum mengatur ulang ke 000.

Flip-flop keempat akan membuat pencacah (counter) MOD-16 dan seterusnya, pada kenyataannya kita bisa terus menambahkan flip-flop ekstra selama yang kita inginkan.

Pencacah (counter) Modulo-5

Misalkan kita ingin merancang pencacah (counter) MOD-5, bagaimana kita bisa melakukan itu. Pertama kita tahu bahwa "m = 5", jadi 2n harus lebih besar dari 5. Karena 21 = 2, 22 = 4, 23 = 8, dan 8 lebih besar dari 5, maka kita memerlukan pencacah (counter) dengan tiga flip -flops (N = 3) memberi kita hitungan alami 000 hingga 111 dalam biner (0 hingga 7 desimal).

Mengambil pencacah (counter) MOD-8 di atas, tabel kebenaran untuk hitungan alami diberikan sebagai:

Pencacahan Counter MOD-5 dan Tabel Kebenaran

Kemudian kita dapat menggunakan rangkaian decoding logika kombinasional di sekitar pencacah (counter) dasar, baik Sinkron atau Asinkron untuk menghasilkan segala jenis pencacah (counter) MOD yang kita perlukan karena masing-masing keadaan bagian output unik dapat didekodekan untuk mengatur ulang counter pada pencacahan yang diinginkan.

Dalam contoh sederhana kami di atas, kami telah menggunakan 3-input gerbang AND untuk memecahkan kode keadaan 011, tapi pertama kali bahwa QA dan QB keduanya pada logika 1 adalah ketika hitungan mencapai enam, sehingga 2-input gerbang AND terhubung untuk QA dan QB dapat digunakan tanpa komplikasi dari input ketiga dan inverter.

Namun, salah satu kelemahan menggunakan pencacah (counter) Asinkron untuk menghasilkan pencacah (counter) MOD dari pencacahan yang diinginkan adalah bahwa efek yang tidak diinginkan yang disebut "gangguan" dapat terjadi ketika pencacah atau counter mencapai kondisi reset-nya.

Selama waktu yang singkat ini, output pencacah dapat mengambil nilai yang salah, sehingga terkadang lebih baik menggunakan pencacah (counter) Sinkron sebagai pencacah (counter) modulo-m karena semua flip-flop di-clock oleh sinyal clock yang sama sehingga ubah status pada waktu yang sama.

Diagram Keadaan dan Pencacah Counter MOD-8

Oleh karena itu kita dapat membangun pencacah (counter) MOD untuk memiliki pencacahan alami 2n menyatakan memberikan pencacah dengan jumlah MOD 2, 4, 8, 16, dan seterusnya, sebelum mengulangi sendiri.

Tetapi kadang-kadang perlu untuk memiliki pencacah (counter) modulo yang me-reset hitungan kembali ke nol selama proses pencacahan normal dan tidak memiliki modulo yang merupakan kekuatan 2. Misalnya, pencacah memiliki modulo 3, 5, 6, atau 10.

Pencacah Counter MOD-8 dan Tabel Kebenaran 

Saat kita membangun pencacah (counter) MOD-5, kita ingin pencacah itu mereset kembali ke nol setelah hitungan 5. Namun, kita dapat melihat dari tabel kebenaran terlampir bahwa hitungan enam memberi kita kondisi output dari: QA = 0, QB = 1, dan QC = 1.

Kita dapat mendekodekan keadaan output ini dari 011 (6) untuk memberi kita sinyal untuk menghapus (Clr) pencacah kembali ke nol dengan bantuan 3-input gerbang AND (TTL 74LS11) dan inverter atau gerbang NOT, (TTL 74LS04 ).

Input dari rangkaian logika kombinasional dari Gerbang NOT (inverter) dan gerbang AND masing-masing terhubung ke QA, QB, dan QC dengan output gerbang AND pada level logika “0” (LOW) untuk setiap kombinasi input selain dari yang kita ingin.

Dalam kode biner, jumlah urutan output akan terlihat seperti ini: 000, 001, 010, 011, 100, 101. Tetapi ketika mencapai keadaan 011 (6), rangkaian logika kombinasional akan mendeteksi keadaan 011 ini dan menghasilkan output pada level logika "1" (HIGH).

Kita kemudian dapat menggunakan output HIGH yang dihasilkan dari gerbang AND untuk mengatur ulang pencacah (counter) kembali ke nol setelah hasilnya 5 (desimal) menghitung memberi kita pencacah (counter) MOD-5 yang diperlukan. Ketika output dari rangkaian kombinasional adalah LOW itu tidak berpengaruh pada urutan pencacahan.

Pencacah (counter) Modulo 10

Contoh yang baik dari rangkaian pencacah (counter) modulo-m yang menggunakan rangkaian kombinasional eksternal untuk menghasilkan pencacah dengan modulo 10 adalah pencacah Decade. 

Pencacah (counter) decade (divide-by-10) seperti TTL 74LS90, memiliki 10 status dalam urutan pencacahannya sehingga cocok untuk antarmuka manusia di mana tampilan digital diperlukan.

Counter decade memiliki empat output menghasilkan angka biner 4-bit dan dengan menggunakan Gerbang AND dan Gerbang OR eksternal kita dapat mendeteksi terjadinya status pencacahan ke-9 untuk mengatur ulang pencacah kembali ke nol. Seperti pencacah (counter) mod lainnya, ia menerima pulsa input clock, satu per satu, dan menghitung dari 0 hingga 9 berulang kali.

Setelah mencapai hitungan 9 (1001 dalam biner), counter kembali ke 0000 alih-alih melanjutkan ke 1010. Rangkaian dasar counter satu decade dapat dibuat dari JK flip-flop (TTL 74LS73) yang mengubah status negatif trailing-edge sinyal clock seperti yang ditunjukkan.

Rangkaian Pencacah Counter Decade MOD-10

Ringkasan Pencacah Counter MOD

Kita telah melihat dalam tutorial ini tentang Pencacah (counter) MOD bahwa pencacah atau counter biner adalah rangkaian sekuensial yang menghasilkan urutan bit biner sebagai hasil dari sinyal clock dan keadaan counter biner ditentukan oleh kombinasi spesifik yang dibentuk oleh semua output pencacah bersama-sama.

Jumlah status output yang berbeda yang dapat dihasilkan pencacah disebut counter modulo atau pencacah modulus. Modulus (atau MOD-number) dari pencacah (counter) adalah jumlah total keadaan unik yang dilewatinya dalam satu siklus pencacahan lengkap dengan pencacah (counter) mod-n yang digambarkan juga sebagai counter divide-by-n.

Modulo dari pencacah (counter) diberikan sebagai: 2n di mana n = jumlah flip-flop. Jadi pencacah (counter) 3 flip-flop akan memiliki jumlah maksimum 23= 8 status pencacahan dan akan disebut Pencacah (counter) MOD-8.

Angka biner maksimum yang dapat dihitung oleh Pencacah (counter) adalah 2n –1 yang memberikan jumlah maksimum (111)2 = 23 –1 = 710. Kemudian pencacah dihitung dari 0 hingga 7.

Pencacah (counter) MOD umum termasuk yang dengan nomor MOD 2, 4, 8 dan 16 dan dengan penggunaan rangkaian kombinasional eksternal dapat dikonfigurasi untuk menghitung ke nilai yang telah ditentukan selain dari satu dengan modulo 2n maksimum. Secara umum, pengaturan apa pun dari sejumlah "m" flip-flop dapat digunakan untuk membangun pencacah (counter) MOD apa pun.

Modulo umum untuk pencacah dengan urutan terpotong adalah sepuluh (1010), yang disebut MOD-10. Pencacah (counter) dengan sepuluh keadaan bagian dalam urutannya dikenal sebagai pencacah (counter) decade.

Pencacah (counter) decade berguna untuk antarmuka ke tampilan digital. Pencacah (counter) MOD lainnya termasuk pencacah (counter) MOD-6 atau MOD-12 yang memiliki aplikasi dalam clock digital untuk menampilkan waktu hari.

Jenis-jenis counter menurut susunan rangkaian

Syncronous counter

Pada syncronous counter clock dilakukan secara serempak. Pada synchronous counter pin clock dihubungkan secara bersamaan sehingga dipastikan semua flip-flop akan memperoleh clock secara bersamaan pula serta dapat berubah keadaan secara serempak

kelebihan dari synchronous counter adalah akan diperoleh kecepatan yang sangat tinggi

Kekurangan dari synchronous counter adalah membutuhkan sedikit penambahan gerbang logika

A. Synchronous Binary Up Counter

Jika pada asynchronous counter pulsa yang akan dihitung datangnya tidak serentak, maka pada synchronour counter ini pulsa yang ingin dihitung ini masuk ke dalam setiap flip-flop serentak (bersama-sama) sehinga perubah output setiap flip-flop akan terjadi secara serentak. Oleh karena itu proses penghitungan pada synchronous counter ini akan lebih cepat jika dibandingkan dengan asynchronous counter. 

B. Syinchronous Binary Down Counter

Sama dengan synchronous binary up counter di atas, hanya saja bedanyan rangkaian ini melakukan penghitungan dari atas ke bawah. Rangkaiannya dapat dilihat pada gambar berikut.

C. Synchronous Binary Up Down Counter

Pada rangkaian ini bisa dilakukan proses penghitungan ke atas atau ke bawah dengan memanfaatkan tombol pengatur proses penghitungan. Rangkaiannya dapat dilihat seperti berikut.

Jika kita menggunakan kontrol up counter maka rangkaian yang aktif adalah

Sedangkan jika kita menggunakan down counter maka rangkaian yang aktif adalah

Dengan merangkaiakan beberapa buah JK flip-flop dapat dibentuk beberapa jenis counter. Jumlah kemampuan menghitung dari counter bergantung pada jumlah flip-flop yang digunakan. Semakin banyak jumlah flip-flop yang digunakan, semakin besar pula jumlah menghitung yang dapt dilakukan. 

Selain dapat menghitung pulsa, counter dapat juga digunakan untuk pembagi frekuensi. Frekuendi output dari sebuah flip-flop adalah setengah dari frekuensi inputnya.  Jadi, pada counter yang menggunakan empat buah flip-flop akan membagi 16 frekuensi inputnya (f output = 1/16 f input).

Asyncronous counter

Pada asyncronous counter clock diperoleh dari output pada rangkaian sebelumnya

Misalkan terdapat 4 buah flip-flop A, B ,C , dan D maka sumber clock pertama atau clock untuk flip-flop A diperoleh dari sumber clock utama 

Untuk clock dari flip-flop B diperoleh dari output flip-flop A, clock flip-flop C diperoleh dari output flip-flop B, dan clock flip-flop D diperoleh dari output flip-flop C

Kelebihan dari asynchronous counter adalah pembuatannya yang sangat simpel namun kekurangan adalah kecepatan yang dihasilkan tidak akan secepat synchronous counter

A. Asynchronous Binary Up Counter

Counter ini dapat menghitung biangan biner dengan urutan dari bawah ke atas. Apabila digunakan 4 buah flip-flop, maka kita dapat melakukan hitunga paling tinggi adalah 1111. Counter yang dapat menghitung sampai 1111 disebut 4 bit binary counter. Oleh karena dapat menghitung dengan cara ke atas, maka disebut pula asynchronous 4 binary up counter. Gambarnya dapat dilihat seperti berikut.

Pada rangkaian di atas, input J dan K dari seluruh flip-flop dibuat dalam keadaan 1. Sebelum pulsa pertama yang akan dihitung masuk ke input, maka seluruh output counter L4, L3, L2 dan L1 dibuat 0 terlebih dahulu dengan jalan membuat clear dalam keadaan 0 walaupun sesaat.

Pada saat pulsa pertama bergerak dari 1 ke 0, maka output flip-flop A akan berubah dari 0 ke 1, Ouput B akan tetap karena sinyal yang masuk pada input clock berubah dari 0 ke 1. Flip ke 3 dan 4 juga tidak mengalami perubahan karena belum ada perubahan pada input clocknya. Jadi dapat disimpulakan bahwa sesudah pulsa pertama datang keadaan ouput L4, L3, L2, L1 adalah 0001.

Selanjutnya apabila pulsa kedua bergerak dari 1 ke 0, output flip-flop 1 akan kembali menjadi 0, akibatnya terjadi perubahan juga pada input clock flip-flop 2 (dari 1 ke 0) sehingga ouput flip-flop 2 menjadi 1. Sedangkan flip flop 3 dan 4 outputnya belum mengalami perubahan karena pulsa input clocknya belum mengalami perubahan dari 1 ke 0. jadi sekarang output rangkaian counter ini adalah 0010.

Begitulah seterusnya sampai pulsa ke 15 datang. Keempat output rangkaian counter akan bernilai 1111. Begitu masuk pulsa ke 16 (perubahan dari 1 ke 0) datang maka output dari masing-masing flip-flop akan berubah menjadi 0000 (seperti keadaan awal)

B. Asynchronous Binary Down Counter

Prinsip kerja dari counter ini adalah kebalikan dari up counter, yaitu menghitung bilangan biner dengan urutan mulai dari atas ke bawah (dari besar ke kecil). Prinsip kerjanyapun tidak jauh berbeda dari up counter. Bedanya hanya setiap output flip-flop diambil dari output Q, sedangkan input clocknya dihubungkan dengan ouput not Q dari flip-flop sebelumnya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar berikut.

Prinsip Kerjanya dapat dijelaskan sebagai berikut:

Sebelum pulsa pertama datang dan masuk ke input, seluruh output counter Q3,2,1,0 dibuat 0 dengan menggunakan direct clear walaupun sebentar saja. Pada saat pulsa pertama bergerak dari 1 ke 0, maka output flip-flop 0 akan berubah menjadi 1. Not Q flip-flop A berubah dari 1 ke 0 juga. Hasil perubahan ini akan masuk ke flip-flop 1 sehingga menyebabkan output Q2 menjadi 1. Hal yang sama juga terjadi pada flip-flop 2 dan 3 sehingga output mereka berubah menjadi 1. Jadi sesudah pulsa pertama masuk output counter akan berubah menjadi 1111.

Ketika pulsa ke dua masuk (berubah dari 1 ke 0), maka output flip-flop pertama akan berubah dari 1 ke 0 yang berarti output not Q nya juga berubah dari 0 ke 1. perubahan output not Q ini akan diteruskan ke flip-flop yang kedua. Tetapi tidak akan menyebabkanperubahan pada flip-flop ke dua (Q flip-flop ke dua masih tetap 1). Hal yang sama juga terjadi pada flip ketiga dan keempat. Jadi pada pulsa yang kedua ini output dari keempat flip-flop tersebut adalah 1110.

Demikianlah seterusnya sampai pulsa ke 15 sehingga ouputnya menjadi 0001. Ketika pulsa ke 16 datang output rangkaian berubah menjadi 0000. Jadi rangkaian ini merupakan rangkaian pencacah (counter) dari nilai tertinggi (atas) ke nilai terendah (bawah) yaitu dari 1111 sampai 0000

C. Asynchronous Up Down Counter

Suatu rangkaian elektronik yang mempergunakan sistem digital sering memerlukan suatu alat pencacah yang dapat menghitung ke atas dan bisa juga menghitung ke bawah. Alat pencacah yang dapat melakukan penghitungan seperti ini disebut dengan binary up down counter. Alat ini dapat menghitung ke atas dan ke bawah dengan mengatur suatu alat pengontrol tertentu. 

Dengan memanfaatkan tombol up dan down pada gambar di atas kita dapat melakukan proses penghitungan dari atas atau dari bawah.