EKSPERIMEN 7473 January 19,

2011

Elektronika Digital – Instrumentasi Meteorologi 2011 Halaman 1

Eksperimen Flip-Flop JK

IC 7473 Oleh: Zainal Abidin

Flip-Flop (FF) JK mempunyai masukan J dan K. FF ini dipicu oleh suatu pinggiran pulsa baik positif maupun negatif. FF JK merupakan rangkaian dasar untuk menyusun sebuah pencacah. IC (Integrated Circuit) 7473 terdiri dari dua buah FF JK dan merupakan FF yang dipicu oleh pinggiran pulsa positif. Pada FF JK ini, masukan J dan K disebut masukan pengendali karena kedua masukan ini yang menentukan keadaan yang harus dipilih oleh FF pada saat pulsa dengan pinggiran positif masuk ke kaki Clock (CLK) FF tersebut. Pulsa ini kemudian dicacah dan menghasilkan keluaran pada kaki Q dan Q�.

Gambar 1. Tabel Kebenaran

SN7473N

Secara umum, cara kerja dari FF JK adalah sebagai berikut: • Ketika J dan K keduanya Low (L), keluaran

Q tetap bertahan pada keadaan terakhir. • Ketika J Low (L) dan K High (H), FF akan

diseret hingga menghasilkan keluaran Q=0. • Ketika J High (H) dan K Low (L), FF akan

diseret hingga menghasilkan keluaran Q=1. • Ketika J dan K keduanya High (H), keluaran

Q akan berpindah pada keadaan lawan jika pinggiran pulsa Clock-nya tiba. Pada keadaan ini, FF berkondisi TOGGLE.

Bersama dengan IC 7486, IC 7473 ini digunakan pada rangkaian penggeser pulsa untuk mengendalikan arah dan gerakan motor stepper. Arah putaran motor stepper ditentukan oleh salah satu masukan gerbang XOR IC 7486 dan gerakannya ditentukan oleh pulsa yang masuk ke Clock (CLK) IC 7473. Gambar berikut ini adalah skema rangkaian penggeser pulsa.

Gambar 2. Skema Rangkaian Eksperimen Pertama

EKSPERIMEN 7473 January 19,

2011

Elektronika Digital – Instrumentasi Meteorologi 2011 Halaman 2

IC SN54737J yang digunakan pada skema di atas merupakan IC persamaan dari IC SN7473N. Rangkaian penggeser pulsa ini memiliki lima input yang bersumber dari mikrokontroler dan dua output, yaitu: LED warna hijau dan LED warna kuning. Secara teori, kombinasi kelima input akan menghasilkan output seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut:

Tabel 1 Simulasi Fungsi IC 7473

Tabel 2 Kombinasi Pulsa

Keluaran Q� pada tabel di atas dituliskan sebagai Q’. Kaki Clear (CLR) dihubungkan dengan PD6 mikrokontroler. Secara teori, LED akan menyala secara bergantian dengan urutan LED warna kuning terlebih dahulu yang menyala jika Clock (1CLK) IC 7473 mendapatkan pinggiran pulsa positif dari PD2 mikrokontroler. Pinggiran pulsa positif artinya terjadi perubahan logika dari Low (L)=0 ke High (H)=1.

Hasil eksperimen menunjukkan beberapa hal yang menarik untuk dipahami, yaitu: • LED warna kuning selalu menyala sebelum mikrokontroler diprogram maupun setelah

diprogram dengan nilai PD6=0. Hal ini menunjukkan bahwa nilai 1Q selalu 0 jika CLR baik diberikan logika 0 maupun sama sekali tanpa logika (float=tri-stated). Baik CLK mendapat pulsa maupun tidak, respon 1Q tetap sama seperti itu.

• Kedua LED padam ketika PD6 (CLR)=1 dan tidak ada perubahan kondisi pada PD2 (CLK=0).

• Setelah nilai PD6 diubah menjadi 1 dan PD2 berubah dari kondisi Low menjadi High (CLK mendapat pinggiran pulsa positif), LED warna kuning padam dan LED warna hijau menyala (1Q=1). ANALISIS: Beberapa kemungkinan yang bisa membuat 1Q=1 adalah sebagai berikut: � 1J dan 1K berada pada logika yang berbeda. (Kenyataannya adalah 1J dan 1K pada

eksperimen ini selalu bernilai sama)

EKSPERIMEN 7473 January 19,

2011

Elektronika Digital – Instrumentasi Meteorologi 2011 Halaman 3

� 1J dan 1K berada pada logika yang sama dan bernilai 1, sehingga 1Q akan bernilai berlawanan terhadap kondisi sebelumnya (1Q=0). (Kenyataannya adalah 1J dan IK berada pada logika 0)

� Satu-satunya kemungkinan terakhir adalah, 1Q memang pada mulanya berada pada logika 1. (Kenyataannya 1Q sebelumnya bernilai 0 akibat dari CLR=0)

Tujuan utama dari eksperimen ini adalah memahami konsep dasar dari IC 7473. Metode yang digunakan di atas, ternyata tidak efektif. Saya menemukan metode yang lebih efektif dalam mempelajari IC 7473, yaitu dengan menggunakan rangkaian berikut ini:

Gambar 3. Skema Rangkaian Eksperimen Kedua

Beberapa kaki IC 7473 pada rangkaian Gb. 3 diberikan kombinasi logika untuk mendapatkan pengetahuan dasar mengenai IC 7473. Kaki-kaki tersebut adalah CLR, JK dan CLK. Hal terpenting yang perlu diperhatikan bahwa metode pemberian logika 1 dan 0 tidak bisa dilakukan seperti kita memberikan interupsi atau reset pada mikrokontroler (Gb. 4.a).

Cara termudah adalah menghubungkan dengan +5V jika ingin memberikan logika 1 dan menghubungkan dengan GND jika ingin memberikan logika 0. Hal ini tidak menjadi masalah untuk kaki CLR dan JK, karena dalam simulasi kedua masukan tersebut statik. Namun demikian tidak dengan kaki CLK. Pada simulasi, kaki CLK harus dinamis (berupa pulsa). Cara seperti pada Gb. 4.b juga tidak dapat digunakan, karena dapat mematikan sistem listrik utama (power) akibat hubungan singkat (kortsleting). Gambar 4.a Gambar 4.b

Secara konvensional, masukan CLK berasal dari osilator atau generator sinyal. Hal ini menjadi merepotkan jika kita tidak mempunyai generator sinyal. Cara paling efektif adalah membangkitkan pulsa menggunakan Output Digital mikrokontroler (PD6). Berikut ini adalah contoh skrip program yang saya tulis untuk merealisasikannya.

EKSPERIMEN 7473 January 19,

2011

Elektronika Digital – Instrumentasi Meteorologi 2011 Halaman 4

Output dari IC 7473 yang merupakan FF JK ini ditunjukkan oleh LED. Jika 1Q berlogika 1 maka LED warna kuning samar akan menyala. Dan LED warna kuning samar akan padam ketika 1Q berlogika 0. Hal ini berlaku untuk output lainnya, yaitu: 1Q� yang diwakili LED warna hijau samar, 2Q yang diwakili LED warna putih tegas dan 2Q� yang diwakili oleh LED warna hijau tegas.

Tabel 3 Hasil Eksperimen