Rangkaian Flip-Flop

pengertian flip-flop

Flip-flop merupakan rangkaian dari gerbang logika yang berfungsi untuk menyimpan suatu keadaan secara semi permanen atau secara sementara

keadaan yang dimaksud adalah keadaan logika high dan low atau biasa disebut juga logika 1 dan 0

Keadaan tersebut bersifat semi permanen karna jika sumber arus diputus atau dimatikan maka data pada flip-flop akan hilang

Jika suatu flip-flop terhubung dengan sumber arus maka data pada flip-flop akan tetap sampai ada suatu perintah untuk merubahnya atau menghapusnya

jadi intinya pengertian flip-flop adalah suatu rangkaian yang berfungsi untuk menyimpan data secara sementara

Komponen flip-flop

Komponen utama untuk membuat flip-flop adalah gerbang nand maupun gerbang nor pada artikel ini admin akan membahas rangkaian flip-flop menggunakan gerbang nand

jenis-jenis flip-flop dan cara kerja flip-flop

Flip-flop terdiri dari beberapa jenis

Adapun jenis-jenis flip-flop adalah sebagai berikut

RS flip-flop

Jenis flip-flop yang paling sederhana adalah RS flip-flop atau SR flip-flop atau Set Reset flip-flop​

RS flip-flop mempunyai 2 masukan yaitu Set dan reset

Set berfungsi untuk menyetel keluaran flip-flop atau output Flip-flop menjadi berlogika 1

Reset berfungsi untuk mereset keluaran flip-flop menjadi berlogika 0 

jadi intinya cara kerja flip-flop jenis ini adalah menyimpan dan menghapus data melalui pin set dan reset

Berikut rangkaian RS flip-flop secara sederhana

Rangkaian berikut merupakan rangkaian inti dari RS flip-flop. RS flip-flop dapat dibuat dengan menyusun 2 buah gerbang nand atau sering disebut juga dengan Nand Gate Latch

Rangkaian nand gate latch merupakan inti dasar dari flip-flop. Adapun fungsi masing-masing pada bagian diatas adalah sebagai berikut

• Pin S. pin S berfungsi untuk mengeset nilai Q dari 0 menjadi 1 (proses memasukkan data)
• Pin R. Pin R berfungsi untuk mereset nilai Q dari 1 menjadi 0 (proses penghapusan data)
• Pin Q. Pin Q merupakan pin output
• Pin Q’. Pin Q’ merupakan pin output komplementer yang selalu berkebalikan dengan nilai Q

cara kerja nand gate latch

perhatikan gambar dibawah. Cara kerja nand gate latch cukup sederhana yang perlu diperhatikan adalah pin input harus tetap diberi kondisi seperti kondisi 1 atau 0

sumber Wikipedia

Jika sobat menggunakan satu saklar maka sobat dapat mengakalinya dengan menghubungkan input dengan terminal negatif melalui resistor 1K (pull down)

ketika saklar dilepas maka maka kondisi input akan berlogika 0 dan saat saklar ditekan akan berlogika 1

 Berikut skema resistor pull down. Kabel berwarna merah menandakan logika 1 sedangkan kabel berwarna ungu menandakan sedang berlogika 0.

Saat saklar tidak ditekan maka output akan terhubung dengan tegangan negatif (berlogika 0)

kondisi output saat saklar tidak ditekan adalah berlogika 0

Saat saklar ditekan maka output akan berlogika 1

kondisi output saat saklar ditekan adalah berlogika 1

Selanjutnya output diatas dapat dihubungkan kedalam input nand gate Latch maupun pada setiap input rangkaian digital

Cara kerja RS flip-flop

Gambar dibawah menunjukkan rangkaian RS flip-flop dengan clock adapun fungsi Clock adalah untuk memblokir atau mengijinkan sinyal untuk masuk pada pin R dan S

Cara kerja RS flip-flop pada gambar diatas data input akan bekerja ketika sinyal clock berlogika 1

Jika sinyal clock berlogika 0 maka data yang masuk pada pin R dan S akan di disable atau diblok

Prinsip kerja RS flip-flop

Pada RS flip-flop akan terjadi beberapa kondisi sebagai berikut

• pertama R S = 0 0. ini berarti tidak diterapkan pemicu dalam hal ini nilai keluaran Q mempertahankan nilai terakhir yang dimilikinya contohnya Q sebelumnya adalah bernilai 0 maka nilai Q akan 0
• kedua R S = 0 1. Ini berarti sebuah pemicu diterapkan pada masukan S. hal ini mengakibatkan flip-flop mengeset nilai Q menjadi 1
• ketiga R S = 1 0. Ini berarti sebuah pemicu diterapkan pada masukan R. Hal ini mengakibatkan flip-flop akan mereset dan merubah nilai keluaran Q menjadi 0
• keempat R S = 1 1. Kondisi ini merupakan kondisi terlarang.Kondisi ini berarti menerapkan pemicu pada kedua masukkan S dan R pada saat yang sama. Hal ini merupakan suatu pertentangan karna mengandung pengertian bahwa kita berupaya untuk memperoleh keluaran Q secara serentak sama dengan 1 dan sama dengan 0. Hal ini sama saja artinya dengan menginjak pedal gas dan menginjak pedal rem (tidak masuk akal). Oleh karna itu hal ini dinyatakan terlarang. Namun pada kenyataannya RS flip-flop tidak begitu digunakan karna ada flip-flop lain yang mempunyai sifat lebih baik dari RS flip-flop

Pada rangkaian diatas output Q merupakan output utama flip-flop Sedangkan Output Q’ merupakan output komplementer yang mempunyai nilai berkebalikan dengan output Q

Rangkaian diatas dapat disempurnakan dengan menambahkan clock seperti dibawah sehingga menjadi RS flip-flop sempurna

Fungsi dari clock yaitu untuk memberi ijin sinyal masuk

Ketika clock bernilai rendah atau berlogika 0 maka apapun Input yang diberikan pada pin R dan S tidak akan berpengaruh terhadap output Flip-flop

Ketika clock bernilai tinggi atau berlogika 1 maka masukkan baru akan diteruskan menuju output flip-flop

Berikut rangkaian RS  flip-flop dengan clock

Berikut beberapa kondisi yang terjadi pada flip-flop RS flip-flop akan beroperasi saat sinyal clock bernilai tinggi  Dalam rangkaian digital RS flip-flop digambarkan sebagai berikut

Saat RS bernilai 00

Ini berarti tidak diterapkan pemicu.

Dalam hal ini output Flip-flop akan mempertahankan nilai terakhir yang dimilikinya

Saat RS bernilai 01

Ini berarti sebuah pemicu diterapkan pada input S hal ini akan merubah nilai flip-flop sehingga output Q menjadi berlogika 1 (kondisi Set)

Saat RS bernilai 10

Ini berarti sebuah pemicu diterapkan pada input R hal ini akan merubah nilai flip-flop sehingga output Q menjadi berlogika 0 (kondisi Reset)

Saat RS bernilai 11

Hal ini adalah kondisi terlarang atau tidak mungkin

Dalam artian kita berupaya melakukan Set dan reset secara bersamaan

Sebagai contoh dalam kehidupan sehari-hari adalah kita berupaya untuk memutar gas dan melakukan rem secara bersamaan

Dan hal diatas harus dihindari

Karna kondisi terlarang tersebutlah RS flip-flop jarang digunakan dalam rangkaian digital namun kita bisa memakai flip-flop lain yang lebih bagus dari pada rs flip-flop

Namun bagaimana pun juga RS flip-flop adalah inti dari semua flip-flop

D flip-flop

D flip-flop atau data flip-flop merupakan pengembangan dari RS flip-flop

Pada D flip-flop kondisi masukkan terlarang sudah tidak ditemukan lagi karna telah dimodifikasi sehingga hanya mempunyai 1 input

D flip-flop dapat dibuat dengan menambahkan gerbang not pada rs flip-flop. Untuk artikel D flip-flop selengkapnya admin membagikannya pada rangkaian d flip-flop

Simbol D flip-flop

JK flip-flop

JK flip-flop adalah flip-flop Universal karena JK flip-flop mempunyai semua sifat-sifat flip-flop lainnya

Pada jika flip-flop jika semua masukkan J dan K bernilai 1 maka akan berfungsi sebagai toogle atau T flip-flop

Jk flip-flop dapat dibangun dengan menggunakan gerbang nand atau pun nor

Berikut rangkaian jk flip-flop dengan menggunakan gerbang nand

Untuk rangkaian T flip-flop sobat dapat membaca artikel rangkaian T flip-flop

Pada rangkaian digital simbol jk flip-flop adalah sebagai berikut

fungsi flip-flop pada rangkaian digital

fungsi flip-flop sangat penting dalam rangkaian digital

Adapun fungsi flip-flop adalah sebagai berikut

• untuk menyimpan data biner secara semi permanen
• untuk membuat rangkaian counter atau pencacah
• untuk membuat register geser
• untuk membuat cell memori