1. Bab ini membahas tentang dasar flip-flop sebagai elemen penyimpan pada sistem digital. Flip-flop dibangun menggunakan latch yang memiliki dua buah state keluaran. 2. Latch dapat dibangun menggunakan gerbang logika NOR atau NAND. Latch membutuhkan sinyal kontrol untuk mengatur perubahan state keluarannya. 3. D flip-flop dibangun menggunakan dua buah latch yang diatur oleh sinyal clock, yak

1. 89
BAB VII
DASAR FLIP-FLOP
1. Pendahuluan
Pada bagian sebelumnya telah dibahas tentang rangkaian kombinasional, yang
merupakan rangkaian dengan keluaran yang dikendalikan oleh kondisi masukan yang
ada. Pada sistem digital, terdapat pula rangkaian yang kondisi keluaran tidak hanya
ditentukan oleh kombinasi masukan, tetapi juga ditentukan oleh kondisi keluaran yang
terakhir yang terjadi pada sistem. Rangkaian semacam ini yang dikenal sebagai
rangkaian logika sequensial. Rangkaian sequensial ini memiliki elemen penyimpan
yang melakukan penyimpanan level logika sinyal. Kondisi atau level yang terdapat pada
elemen penyimpan ini yang menentukan state dari rangkaian sequensial. Pada rangkaian
logika sequensial ini, perubahan kondisi masukan dapat menyebabkan state rangkaian
tetap berada pada state sebelumnya ataupun dapat pula menyebabkan state rangkaian
berpindah ke state selanjutnya.
Berikut ini akan dijelaskan tentang konsep dasar elemen penyimpan dalam sistem
digital. Penjelasan akan diawali dari contoh yang paling sederhana yang dapat
menggambarkan tentang hal ini. Sebagai ilustrasi awal, akan digunakan blok diagram
pengontrol sistem alarm berikut ini :
Gambar 7.1 Blok Diagram Pengontrol Sistem Alarm
Alarm akan merespon masukan kontrol ON/ OFF . Alarm akan ON jika ON/ OFF = 1,
sebaliknya akan OFF jika ON/ OFF = 0. Operasi yang diinginkan dari blok diagram
tersebut adalah alarm akan ON jika sensor membangkitkan level tegangan positif.
Kondisi Set merupakan respon terhadap keadaan yang tidak diinginkan sehingga alarm
menjadi ON. Jika alarm ON maka kondisi ON ini harus dapat bertahan hingga keluaran
dari sensor (ON/ OFF ) berubah menjadi 0. Alarm akan OFF secara atomatis jika
masukan Reset diaktifkan. Rangkaian ini membutuhkan elemen penyimpan untuk
mempertahankan kondisi aktifnya alarm hingga masukan Reset diaktifkan.
Gambar berikut ini menunjukkan elemen penyimpan rudimentary, yang dibangun atas
sistem loop dengan 2 buah inverter.
Gambar 7.2 Dasar Elemen Penyimpan (Memori)
Bab VII Dasar Flip-Flop

2. 90
Jika diasumsikan A=0, maka B=1. Rangkaian ini akan mempertahankan kondisi ini
dalam waktu yang tak berhingga. Sehingga dapat ditunjukkan bahwa rangkaian berada
pada state yang ditentukan oleh nilai A dan B tersebut. Jika diasumsikan A = 1, maka B
= 0. Kondisi inipun akan dipertahankan dalam waktu yang tak berhingga. Sehingga
rangkaian elemen memori ini memiliki 2 buah state. Rangkaian ini tidak digunakan
dalam aplikasi selanjutnya karena kesulitan dalam hal mekanisme perubahan state yang
terjadi.
Rangkaian yang lebih baik untuk menunjukkan konsep dasar elemen penyimpan ini
adalah berikut ini :
Load
Data A B Output
TG1
TG2
Gambar 7.3 Elemen Penyimpan Dengan Transmission Gate
Rangkaian ini memiliki mekanisme transisi state yang tidak terdapat pada rangkaian
sebelumnya. Mekanisme transisi state yang terjadi menggunakan 2 buah transmission
gates (TG1 dan TG2). Transmission Gate 1 (TG1) digunakan untuk menghubungkan
masukan terminal Data pada titik A dari rangkaian. Sedangkan Transmission Gate 2
(TG2) digunakan sebagai switch pada loop feedback (umpan balik) untuk menjaga state
dari rangkaian. Transmission gates dikontrol oleh sinyal Load. Jika sinyal Load=1,
maka TG1 akan ON dan node A akan memiliki level tegangan yang sama dengan
terminal input Data. Sedangkan pada saat yang bersamaan, TG2 akan OFF. Sehingga
level logika pada node A akan dilewatkan menuju output. Jika Load=0, maka TG1 akan
OFF dan TG2 akan ON, sehingga akan terbentuk loop feedback dari output menuju
node A. Pada saat inilah kondisi output akan dipertahankan (elemen penyimpan
bekerja). Jadi saat Load = 1 maka output akan membaca nilai logika pada node A,
sedangkan pada saat Load = 0, maka output terakhir yang terjadi akan dipertahankan.
Berdasasrkan penjelasan di atas, dapat dirumuskan sifat dasar yang harus dimiliki oleh
suatu elemen penyimpan, yaitu :
1. Elemen tersebut harus mampu menjaga state terakhir yang terjadi atau harus
mampu menjaga suatu nilai keluaran state.
2. Nilai yang tersimpan harus dapat dibaca.
3. Nilai yang tersimpan harus dapat diubah.
2. Dasar Latch
Sama dengan konsep Transmission Gates di atas, dapat pula dibangun rangkaian
penyimpan dengan menggunakan gerbang logika dasar. Rangkaian berikut adalah
elemen memori dasar yang dibangun menggunakan sepasang gerbang NOR.
Bab VII Dasar Flip-Flop

3. 91
Gambar 7.4 Elemen Memori Dasar Menggunakan Gerbang NOR
Terminal masukannya adalah Set dan Reset yang menentukan perubahan state Q dari
rangkaian elemen penyimpan. Cara yang lebih umum dalam penggambaran rangkaian
dasar memori menggunakan sepasang gerbang NOR ini adalah sebagai berikut :
Gambar 7.5 Bentuk Lain Elemen Memori Dasar
Menggunakan Gerbang NOR
Kedua gerbang NOR dihubungkan secara cross-coupled. Rangkaian ini yang dikenal
sebagai rangkaian dasar latch. Cara kerja rangkaian ini dapat digambarkan dalam bentuk
table kebenaran berikut ini :
S R Qa Qb KETERANGAN
0 0 0/1 0/1 Tidak berubah
0 1 0 1
1 0 1 0
1 1 0 0 Forbidden Condition
Berdasarkan table kebenaran di atas, latch akan mempertahankan kondisi keluaran (state
keluaran) ketika masukan S dan R bernilai ‘0’. Pada R = S = 0 inilah latch melakukan
fungsi penyimpanan. Pada kondisi/state ini dapat tercapai Qa = 0  Qb = 1 atau Qa = 1
 Qb = 0. Ketika R = 0 dan S = 1, latch akan mengalami set sehingga state keluaran
menjadi Qa = 1 dan Qb = 0. Sedangkan pada saat R = 1 dan S = 0, latch mengalami reset
sehingga Qa = 0 dan Qb = 1. Pada semua variasi S dan R di atas terlihat bahwa Qa
merupakan komplemen Qb. Namun pada kondisi R = S = 1, kedua keluaran Qa dan Qb
bernilai 0.
Rangkaian latch dengan koneksi cross-coupled ini dapat digunakan sebagai rangkaian
memori pada blok diagram pengontrol alarm di atas. Dengan menghubungkan sinyal Set
pada masukan S dan Reset pada masukan R. Keluaran Qa menghasilkan sinyal
ON/ OFF . Untuk inisialisasi operasi system alarm, latch akan direset sehingga alarm
akan off. Ketika sensor menghasilkan nilai logika 1, latch akan mengalami Set sehingga
Qa = 1 sehingga alarm menjadi on. Jika keluaran sensor menjadi 0, pada saat tersebut Qa
bernilai 1, maka Qa akan mempertahankan state keluaran terakhir, sehingga alarm akan
tetap on. Agar alarm menjadi off, maka masukan Reset harus diaktifasi dengan
memberikan masukan logika 1, sehingga alarm menjadi off.
Bab VII Dasar Flip-Flop

4. 92
1. 7.2 Gated SR Latch
Pada rangkaian latch di atas, perubahan state terjadi jika ada perubahan sinyal S dan R.
Jika perubahan pada sinyal ini tidak dapat dikontrol, maka tidak dapat diketahui saat
terjadinya perubahan state dari latch. Pada system alarm di atas, dapat dirancang suatu
masukan lain yang berfungsi sebagai pengontrol terjadinya perubahan state rangkaian
latch. Masukan lain ini dikenal sebagai masukan enable. Jika masukan enable aktif,
maka latch akan bekerja seperti deskripsi table kebenaran di atas, namun jika masukan
enable tidak aktif, maka latch tidak akan bekerja. Mode tidak aktifnya sinyal enable ini
dikenal juga sebagai mode disable. Sehingga pada mode disable, jika masukan Set
berubah dari 0 ke 1, maka alarm tidak akan on. Rangkaian latch di atas tidak dapat
melakukan deskripsi fungsi terakhir ini, sehingga agar deskripsi ini dapat beroperasi,
maka perlu adanya modifikasi pada rangkaian latch yang pertama. Jadi dengan
modifikasi ini, konsep kerja latch seperti pada tabel kebenaran di atas hanya terjadi jika
enable input aktif.
Modifikasi rangkaian yang dimaksud adalah sebagai berikut :
Q
Gambar 7.6 Gated SR Latch
Pada rangkaian modifikasi ini, gerbang AND berfungsi sebagai kontrol. Jika Clk
bernilai 0, maka R’ dan S’ menjadi 0, sehingga Q dan Q tidak berubah dari state
sebelumnya. Namun jika Clk = 1, maka sinyal R’ dan S’ akan sama dengan masukan R
dan S. Sehingga saat Clk = 1 inilah latch akan bekerja dengan transisi seperti pada table
kebenaran latch di atas. Sinyal Clk inilah yang bekerja sebagai sinyal control yang
diawal diperkenalkan sebagai sinyal enable.
Rangkain latch yang menggunakan sinyal control (sinyal enable) ini dikenal sebagai
gated latch atau gated SR latch. Modifikasi table kebenaran akibat adanya sinyal control
Clk ini adalah sebagai berikut :
Clk S R Q(t+1)
0 x x Q(t) Tidak berubah
1 0 0 Q(t) Tidak berubah
1 0 1 0
1 1 0 1
1 1 1 x
Simbol grafik untuk rangkaian gated SR latch ini adalah sebagai berikut :
Bab VII Dasar Flip-Flop

5. 93
S Q
Clk
R Q
Gambar 7.7 Simbol Grafik SR Latch
2. Gated SR Latch Menggunakan Gerbang NAND
Pada bagian sebelumnya telah dibahas konsep latch sebagai elemen dasar penyimpan.
Latch yang ditunjukkan menggunakan gerbang dasar NOR. Tentu dengan bentuk
koneksi yang sama dapat dibuat latch menggunakan gerbang dasar NAND. Dengan
menggunakan gerbang NAND dapat dibentuk rangkaian gated latch menggunakan
gerbang NAND seperti berikut ini :
S
Q
Clk
Q
R
Gambar 7.8 Gated SR Latch Menggunakan Gerbang NAND
Rangkaian ini memiliki table kebenaran yang sama dengan table kebenaran rangkaian
gated latch sebelumnya. Hanya saja masukan sinyal control Clk menggunakan gerbang
NAND sebagai antarmukanya. Dengan gerbang NAND diharapkan jumlah transistor
yang terdapat pada rangkaian latch bisa lebih sedikit jika dibandingkan menggunakan
gerbang AND.
3. Gated D Latch
Bentuk latch yang secara praktis penggunaannya luas adalah D Latch. Rangkaian D
latch ini memiliki masukan tunggal yaitu D (Data), dan akan menyimpan masukan D
dengan pengendali sinyal Clk (clock). Rangkaian ini dikenal sebagai Gated D latch
dengan bentuk implementasi sebagai berikut :
Q
Gambar 7.9 Gated D Latch
Jika D = 1, maka S = 1 dan R = 0, sehingga akan mengakibatkan state Q bernilai 1 (Q =
1). Sedangkan jika D = 0, maka S = 0 dan R = 1 yang berakibat pada state Q bernilai 0
(Q = 0). Perubahan state pada Q akan terjadi jika Clk bernilai 1, sedangkan saat Clk
Bab VII Dasar Flip-Flop

6. 94
bernilai 0, Q akan mempertahankan state terakhirnya. Table kebenaran yang
menggambarkan cara kerja dari gated D latch ini adalah sebagai berikut :
Clk D Q(t+1)
0 x Q(t)
1 0 0
1 1 1
Bentuk symbol grafik dari gated D latch ini adalah sebagai berikut :
Gambar 7.10 Simbol Gated D-Latch
Berdasarkan table kebenaran di atas, terdapat symbol Q(t+1) dan Q(t). Simbol Q(t)
menunjukkan nilai state saat ini, sedangkan Q(t+1) adalah nilai state berikutnya. Pada
table kebenaran di atas, pada saat Clk = 0, untuk nilai D berapapun (D = x) maka Q(t+1)
= Q(t). Kondisi inilah yang menunjukkan terjadinya kondisi penyimpanan pada
rangkaian gated D latch, artinya keluaran tidak akan berubah dan akan sama dengan
kondisi keluaran terakhir. Sedangkan pada saat Clk bernilai 1 (Clk = 1), setiap
perubahan nilai D akan menyebabkan perubahan keluaran pada state berikutnya.
Kelebihan utama dari gated D latch ini adalah dapat dihindarinya kondisi race yang
mungkin terjadi jika S = R = 1. Jadi kondisi keluaran = x yang terlihat pada table
kebenaran gated SR latch tidak mungkin terjadi pada rangkaian gated D latch ini.
Contoh penggambaran cara kerja rangkaian gated D latch pada diagram pewaktu adalah
sebagai berikut :
t1 t2 t3 t4
Clk
D
Q
time
Gambar 7.11 Diagram Pewaktu Gated D-Latch
Pada gambar terlihat bahwa Q akan berubah jika Clk = 1. Pada saat Clk = 0 meskipun D
berubah (lihat interval t1 – t2), maka Q akan tetap.
3. Master-slave D Flip-Flop
Rangkaian :
Bab VII Dasar Flip-Flop

7. 95
Master Slave
Qm Qs
D D Q D Q Q
Q Q Q
Gambar 7.12 Rangkaian Master-Slave D Flip-Flop
Berdasarkan rangkaian di atas, D-FF pertama adalah master, dan akan dikendalikan oleh
nilai Clk = 1, sedangkan D-FF yang kedua adalah slave dengan pengendali pulas Clk =
0. Cara kerja rangkaian ini adalah sebagai berikut :
Pada saat masukan Clock = 1, maka master akan membaca masukan D (data) dan akan
menyebabkan Qm = D. Pada saat yang bersamaan (Clock = 1) slave akan
mempertahankan state Qs yang terakhir, sehingga Qs tidak mengalami perubahan. Jika
Clock berubah menjadi 0, maka state pada master akan tetap (Qm akan mempertahankan
keluaran terakhir saat Clock masih berharga 1), sedangkan slave akan mengalami
perubahan sehingga pada saat Clock = 0 Qs, akan membaca nilai Qm (Qs = Qm).
Sehingga dari perubahan nilai Clock, Qs sebagai keluaran akhir dari rangkaian tersebut
akan mengalami perubahan state jika Clock bernilai 0.
Rangkaian tersebut dikenal sebagai Master-slave D Flip-Flop yang memiliki symbol
grafik sebagai berikut :
D Q
Q
Gambar 7.13 Simbol D Master-Slave Flip-Flop
Berdasarkan symbol grafik, tanda > menunjukkan symbol aktifasi Clock yang akan
menyebabkan perubahan state pada keluaran, dan pada symbol tersebut dengan adanya
tanda buble (o) berarti aktifasi perubahan state terjadi saat Clock bernilai logika 0.
Untuk rangkaian D Flip-Flop yang menggunakan aktifasi pulsa clock bernilai 1 dikenal
sebagai Positive-edge-triggered D Flip-Flop. Simbol grafik untuk rangkaian Positive-
edge-triggered D Flip-Flop adalah sebagai berikut :
D Q
Q
Gambar 7.14 Positive-Edge-Triggered D Flip-Flop
Perbedaannya terlihat pada tanda > yaitu tidak adanya tambahan symbol bubble (o).
Sehingga dari symbol grafik diketahui aktifasi perubahan state jika Clk = 1.
Bab VII Dasar Flip-Flop

8. 96
Untuk membandingkan antara D latch, master-slave DFF dan positive edge-triggered
DFF akan ditunjukkan dengan membandingkan keluaran rangkaian berikut ini :
D
D Q Qa
Clk Clk
Q
SET
D Q Qb
CLR Q
SET
D Q Qc
CLR Q
Gambar 7.15 D Latch dan D Flip-Flop Dengan Sumber Input Sama
Jika terdapat sinyal D dan sinyal Clock dengan bentuk perubahan seperti di bawah ini,
maka akan diperoleh perbandingan bentuk Qa, Qb dan Qc secara lengkap adalah :
Clk
D
Qa
Qb
Qc
Gambar 7.16 Diagram Pewaktu Rangkaian gambar 7.15
Jadi untuk masukan D yang sama, akan diperoleh bentuk keluaran di titik Qa, Qb, dan Qc
yang berbeda. Jelaskan penyebabnya !!!
7.6 Master-slave D-FF dengan Masukan Clear dan Preset
Rangkaian ini merupakan penyempurnaan dari rangkaian master-slave D-FF
sebelumnya. Pada rangkaian ini terdapat tambahan masukan yaitu masukan Clear dan
masukan Preset. Fungsi dari masukan Clear adalah membuat keluaran Q secara
langsung bernilai 0 tanpa perlu menunggu Clock bernilai 0 dan tanpa perlu melihat
berapa nilai D pada saat itu. Dengan memberi masukan Clear bernilai 0 secara otomatis
Q = 0. Sedangkan fungsi dari masukan preset adalah sebaliknya membuat keluaran Q
otomatis bernilai 1 tanpa harus menunggu Clock bernilai 0 dan tanpa perlu melihat
berapa nilai D pada saat tersebut. Simbol grafik dari rangkaian ini adalah sebagai
berikut :
Bab VII Dasar Flip-Flop

9. 97
Gambar 7.17 Master-Slave D Flip-Flop Dengan Masukan Clear dan Preset
Sedangkan untuk Positive-edge-triggered D Flip-Flop dengan masukan Clear dan Preset
memiliki bentuk symbol grafik sebagai berikut :
Gambar 7.18 Positive-Edge-Triggered D Flip-Flop Dengan Masukan Clear dan Preset
7.7 T Flip-Flop
D flip-flop merupakan elemen penyimpan yang sangat banyak digunakan. Dengan
menambahkan rangkaian kombinasional sederhana pada masukannya, dari D flip-flop
ini dapat diturunkan jenis flip flop lain sebagai jenis elemen penyimpan. Bentuk
rangkaiannya adalah sebagai berikut :
D Q Q
T
Q Q
Clock
Gambar 7.19 Rangkaian T Flip-Flop Yang Dibangun Dari D Flip=Flop
Rangkaian di atas menggunakan positive-edged triggered D flip-flop. Fungsi persamaan
masukan D yang dihasilkan dari rangkaian kombinasional yang ditambahkan pada flip-
flop mempunyai bentuk persamaan D = T Q  T Q sehingga jika T = 1, maka D = Q
sebaliknya jika T = 0, maka D = Q. Sehingga jika digambarkan table kebenaran dari
rangkaian di atas akan diperoleh bentuk sebagai berikut :
T Q(t+1)
Bab VII Dasar Flip-Flop

10. 98
0 Q(t)
1 Q (t)
Rangkaian penyimpan yang memiliki bentuk table kebenaran seperti di atas dikenal
sebagai T Flip-Flop (T-FF). Simbol T berarti Toggle, yang menunjukkan bahwa
rangkaian akan mentoggles (menginversi) state keluaran pada saat T = 1. Simbol grafik
dari T Flip-Flop ini adalah sebagai berikut :
T Q
Q
Gambar 7.20 Simbol T Flip-Flop
Sebagai contoh diagram pewaktu yang menunjukkan cara kerja dari T flip-flop ini
adalah sebagai berikut :
t1 t2 t3 t4
Clk
T
Q
time
Gambar 7.21 Diagram Pewaktu Untuk T Flip-Flop
Jadi bentuk rangkaian T-FF di atas, bukanlah satu-satunya konfigurasi T-FF yang dapat
dibangun. Selama suatu konfigurasi dapat memenuhi table kebenaran T-FF di atas,
maka rangkaian tersebut dapat disebut sebagai rangkaian T-FF. Pada kasus ini hanya
dicontohkan suatu rangkaian T-FF yang dibentuk dengan mengkonfigurasi kembali
rangkaian D-FF yang ditambahkan rangkaian kombinasional di bagian masukannya.
7.8 JK Flip-Flop (JK-FF)
Bentuk elemen penyimpan lainnya yang banyak digunakan adalah JK Flip-Flop. Suatu
rangkaian JK Flip-Flop yang dibentuk menggunakan D Flip-Flop memiliki bentuk
sebagai berikut :
J
D Q Q
K
Q Q
Clock
Gambar 7.22 Rangkaian JK Flip-Flop Yang Dibangun Dari D Flip-Flop
Bab VII Dasar Flip-Flop

11. 99
Pada rangkaian ini, persamaan D mempunyai bentuk :
D = JQ+ J Q
Sehingga diperoleh bentuk table kebenaran untuk rangkaian ini adalah sebagai berikut :
J K Q(t+1)
0 0 Q(t)
0 1 0
1 0 1
1 1 Q (t)
Simbol grafik untuk rangkaian JK Flip-Flop ini adalah sebagai berikut :
J Q
K Q
Gambar 7.23 Simbol JK Flip-Flop
Rangkaian JK Flip-Flop ini menggabungkan cara kerja SR dan T flip-flop pada sisi
keunggulan masing-masing flip-flop. JK Flip-Flop berperilaku sebagai SR Flip-Flop
pada saat J = S dan K = R untuk semua kondisi masukan kecuali pada kondisi J = K = 1.
Pada kondisi yang harus dihindari di mode operasi SR Flip-Flop (J = K = 1), JK flip-
flop akan mentoggles state keluarannya dan berperilaku sebgai T flip-flop.
7.9 Rangkaian Register
Gambar 7.24 Rangkaian Shift Register
Suatu flip-flop akan menyimpan satu bit informasi. Jika sejumlah flip-flop digunakan
untuk menyimpan informasi sebanyak n bit, flip-flop semacam ini yang dikenal sebagai
register. Sumber clock bersama (common clock) digunakan oleh setiap flip-flop pada
suatu register.
Register Geser (Shift Register)
Merupakan register yang mempunyai kemampuan menggeser setiap bit yang berada di
dalamnya. Gambar shift register ini ditunjukkan pada gambar 7.24 di atas. Pada gambar
7.24 tersebut, register geser melakukan penggeseran sebuah bit dari arah kiri ke kanan.
Bab VII Dasar Flip-Flop

12. 100
Isi sebuah flip-flop akan dikirimkan ke flip-flop berikutnya yang berada di sebelah
kanannya dengan kendali sinyal clock bagian transisi positif (01). Ilustrasi
penggeseran ini akan ditunjukkan dengan adanya Input (In) : 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, dan 0
dengan durasi sepanjang delapan pulsa clock. Dengan asumsi nilai awal setiap flip-flop
adalah 0, maka urutan pergeseran bit dari flip-flop kiri ke flip-flop sebelah kanannya
adalah sebagai berikut :
In Q1 Q2 Q3 Q4 = Out
t0 1 0 0 0 0
t1 0 1 0 0 0
t2 1 0 1 0 0
t3 1 1 0 1 0
t4 1 1 1 0 1
t5 0 1 1 1 0
t6 0 0 1 1 1
t7 0 0 0 1 1
7.10 Rangkaian Counter
Rangkaian ini digunakan dalam system digital untuk berbagai keperluan. Rangkaian
counter dapat digunakan untuk menghitung jumlah kemunculan suatu event,
membangkitkan interval waktu control untuk berbagai tugas dalam system, dan lain-
lain. Rangkaian counter dapat diimplementasikan dengan menggunakan rangkaian
penjumlah / pengurang seperti yang dibahas pada rangkaian aritmatika bilangan
sebelumnya. Namun cara ini terbilang kurang efisien karena kebutuhan pengubahan isi
counter hanya 1 bit, sehingga menggunakan rangkaian adder / subtractor tergolong
boros sumber daya. Untuk keperluan efisiensi ini didesain rangkaian counter
menggunakan T Flip-Flop dan D Flip-Flop.
Secara umum counter dibagi menjadi up-counter dan down-counter. Rangkaian counter
yang paling mudah diimplementasi adalah yang menggunakan T Flip-Flop. Hal ini
karena karakteristik toggle yang dimiliki T-FF sangat mudah untuk
mengimplementasikan rangkaian counter.
7.10.1 Rangkaian up-counter menggunakan T Flip-Flop
1 T Q T Q T Q
Clock Q Q Q
Q0 Q1 Q2
Bab VII Dasar Flip-Flop

13. 101
Gambar 7.25 Rangkaian Up-Counter 3 Bit
Gambar 7.26 Diagram Pewaktuan Up-Counter 3 Bit
Gambar di atas menunjukkan rangkaian counter 3 bit yang dapat melakukan
penghitungan dari 0 sampai dengan 7. Masukan clock pada ketiga flip-flop terhubung
secara cascade. Setiap masukan flip-flop terhubung dengan logika 1, yang berarti bahwa
state flip-flop akan mengalami pembalikan logika keluaran setiap kemunculan pulsa
clock positif. Masukan clock pada 2 flip-flop terakhir berasal dari keluaran Q flip-flop
sebelumnya. Hal ini mengakibatkan pembalikan state keluaran pada output Q1 akan
terjadi saat transisi negative (10) dari Q0. Demikian pula pada Q2, pembalikan state
keluaran akan terjadi setiap transisi negative dari Q1. Sehingga secara lengkap bentuk
sinyal keluaran dari rangkaian up-counter terlihat pada diagram pewaktuan. Cara
pembacaan diagram pewaktuan untuk setiap perioda pulsa clock adalah dengan
mengurutkan nilai logika keluaran Q2, Q1, dan Q0 (Q2  Q0). Sehingga diperoleh urutan
000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, dan 111. Karena keluaran bersifat naik maka
rangkaian ini dikenal sebagai up-counter.
7.10.2 Rangkaian Down-Counter 3 Bit
Sedangkan rangkaian down-counter yang dibentuk menggunakan T flip-flop adalah
sebagai berikut :
1 T Q T Q T Q
Clock Q Q Q
Q0 Q1 Q2
Gambar 7.27 Rangkaian Down-Counter 3 Bit
Pada rangkaian down-counter ini, masukan pulsa clock untuk T-flip-flop kedua dan
seterusnya berasal dari keluaran flip-flop sebelumnya. Sedangkan masukan T pada
setiap flip-flop terhubung ke masukan logika 1. Diagram pewaktuan yang menunjukkan
cara kerja down-counter ini adalah sebagai berikut :
Bab VII Dasar Flip-Flop

14. 102
Gambar 7.28 Diagram Pewaktuan Down-Counter 3 Bit
Urutan kombinasi keluaran (Q2, Q1, dan Q0) adalah 111, 110, 101, 100, 011, 010, 001,
dan 000. Terlihat bahwa kombinasi 3 bit Q2 sampai dengan Q0 bersifat menurun
sehingga rangkaian ini dikenal sebagai down-counter 3 bit.
Bab VII Dasar Flip-Flop