Penghitung dekade adalah sirkuit penghitungan digital yang berputar melalui sepuluh keadaan dan kemudian mengulangi urutannya. Ini merupakan bagian penting dari banyak sistem digital yang membutuhkan penghitungan desimal atau pembagian frekuensi. Artikel ini menjelaskan prinsip operasi penghitung dekade, struktur internalnya, perilaku waktu, implementasi IC umum, dan aplikasi praktis dalam sirkuit elektronik.
Ikhtisar Penghitung Dekade
Penghitung dekade adalah penghitung digital yang menghitung melalui sepuluh status, dari 0 hingga 9, dan kemudian kembali ke 0 untuk mengulangi urutan. Karena beroperasi di sepuluh negara bagian, itu juga disebut penghitung Mod-10. Dalam banyak sirkuit, penghitung dekade menyediakan output desimal berkode biner (BCD), di mana setiap angka desimal diwakili oleh empat bit biner.
Penghitung dekade berasal dari penghitung biner empat bit, yang biasanya dapat mewakili enam belas keadaan. Logika tambahan ditambahkan untuk membatasi hitungan hanya sepuluh status pertama, sehingga penghitung diatur ulang setelah mencapai status kesepuluh. Prinsip yang sama ini juga dapat digunakan untuk membuat penghitung modulus lain yang berulang setelah sejumlah keadaan yang dipilih.
Operasi Penghitung Dekade
Penghitung satu dekade maju melalui sepuluh keadaan biner tetap, dengan setiap pulsa jam memindahkan hitungan ke keadaan berikutnya.
Urutannya adalah:
0000 → 0001 → 0010 → 0011 → 0100 → 0101 → 0110 → 0111 → 1000 → 1001
Setelah status kesepuluh, penghitung kembali ke 0000 dan urutan berulang. Bit yang paling tidak signifikan berubah pada setiap pulsa jam, sedangkan bit orde yang lebih tinggi berubah sesuai dengan pola penghitungan biner.
Penghitung Tabel Kebenaran Dekade
| Denyut Jam | QD | QC | QB | QA |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 |
Tabel kebenaran menunjukkan bagaimana empat bit keluaran mewakili nilai desimal dari 0 hingga 9 dalam bentuk desimal berkode biner. QA adalah bit paling tidak signifikan (LSB), sehingga berubah pada setiap pulsa jam. Setiap baris sesuai dengan status penghitung setelah pulsa jam. Setelah hitungan mencapai 9, penghitung kembali ke keadaan awal dan urutan dimulai lagi.
Diagram Keadaan Penghitung Dekade
Setiap status sesuai dengan nilai output empat bit, dan panah menunjukkan transisi yang terjadi setelah setiap pulsa jam. Diagram secara visual mengkonfirmasi bahwa penghitung berputar melalui sepuluh keadaan sebelum kembali ke titik awal.
Diagram Sirkuit Penghitung Dekade
Sirkuit penghitung dekade dapat dibangun dari empat sandal jepit yang terhubung untuk membentuk struktur penghitungan biner. Logika tambahan disertakan untuk membatasi hitungan hingga sepuluh status.
Sirkuit mendeteksi nilai biner 1010, yang sesuai dengan desimal 10. Ketika status ini muncul, gerbang NAND menghasilkan sinyal RENDAH yang mengaktifkan input jernih sandal jepit. Sinyal ini mengatur ulang semua output ke 0000, mencegah penghitung melanjutkan ke status biner yang tersisa.
Karena reset terjadi segera setelah status kesepuluh muncul, penghitung berulang kali berputar hanya melalui sepuluh status. Tergantung pada desainnya, jenis sandal jepit yang berbeda seperti sandal jepit JK, D, atau T dapat digunakan.
Diagram Waktu Penghitung Dekade
Diagram waktu menunjukkan bagaimana output penghitung berubah dengan setiap pulsa jam. Saat hitungan meningkat dari 0 ke 9, QA berubah pada setiap pulsa, sedangkan bit tingkat tinggi lebih jarang berubah sesuai dengan urutan penghitungan biner. Pola keluaran berulang setiap sepuluh pulsa jam, yang memungkinkan penghitung dekade berfungsi sebagai sirkuit dibagi dengan 10.
IC Penghitung Dekade 74LS90
74LS90 adalah IC penghitung dekade yang banyak digunakan yang dirancang untuk penghitungan divide-by-10. Ini berisi sandal jepit internal dan logika yang diperlukan untuk menghitung dari 0 hingga 9 dan kemudian kembali ke 0. Chip ini menyediakan empat output QA, QB, QC, dan QD yang mewakili hitungan dalam bentuk desimal berkode biner (BCD). Ketika hitungan mencapai 10, tindakan reset internal menghapus output kembali ke 0000. 74LS90 juga memiliki input reset yang dapat digunakan untuk menghapus hitungan atau mengatur kondisi penghitung tertentu. Beberapa chip 74LS90 dapat dihubungkan bersama untuk membuat sirkuit penghitungan yang lebih besar.
Penghitung Biner vs Penghitung Dekade
| Fitur | Penghitung Biner | Penghitung Dekade |
|---|---|---|
| Rentang Penghitungan | 0 hingga 2ⁿ − 1 | 0 hingga 9 |
| Modulus | Kekuatan dua | Mod-10 |
| Format Keluaran | Biner | BCD |
| Atur Ulang Kondisi | Setelah status maks | Setelah 1001 |
| Penggunaan Umum | Penghitungan umum | Tampilan desimal |
Penghitung Dekade Berjenjang
Penghitung satu dekade hanya dapat dihitung dari 0 hingga 9. Untuk rentang penghitungan yang lebih besar, dua atau lebih penghitung dekade dihubungkan secara seri, atau berjenjang. Dalam pengaturan ini, penghitung pertama menangani digit satuan, yang kedua menangani digit puluhan, dan yang ketiga menangani digit ratusan. Hal ini memungkinkan untuk menghitung rentang seperti 00 hingga 99 atau 000 hingga 999. Penghitung dekade bertingkat banyak digunakan dalam sirkuit yang membutuhkan kapasitas penghitungan yang lebih tinggi, seperti jam digital, penghitung peristiwa, instrumen pengukuran, dan pengukur frekuensi.
Aplikasi Penghitung Dekade
• Jam dan pengatur waktu digital – Penghitung melacak detik, menit, dan jam dalam sistem ketepatan waktu.
• Sirkuit pembagian frekuensi – Penghitung dekade membagi frekuensi input dengan sepuluh, yang membantu menghasilkan sinyal jam frekuensi rendah untuk sistem digital.
• Instrumen pengukuran frekuensi – Dalam penghitung frekuensi, sinyal input diterapkan ke penghitung sementara pulsa gerbang memungkinkan penghitungan untuk interval waktu tetap. Jumlah pulsa yang dihitung selama periode ini mewakili frekuensi sinyal.
• Sistem tampilan digital – Penghitung dekade bekerja dengan dekoder BCD dan tampilan tujuh segmen dalam kalkulator, meter, dan penghitung digital.
• Sistem penghitungan peristiwa – Digunakan dalam pemantauan produksi, peralatan pengujian, dan sistem akuisisi data untuk merekam jumlah peristiwa atau pulsa.
Kesimpulan
Penghitung dekade menyediakan urutan penghitungan sepuluh keadaan terkontrol yang sesuai secara alami dengan sistem digital berbasis desimal. Dengan menggabungkan sandal jepit dengan logika reset, mereka membatasi hitungan ke nilai dari 0 hingga 9 dan mengulangi siklus. Strukturnya yang jelas, kompatibilitas dengan output BCD, dan kemampuan untuk mengalir menjadikannya komponen praktis di banyak sirkuit penghitungan dan pengukuran digital.
Pertanyaan yang Sering Diajukan [FAQ]
Bagaimana penghitung satu dekade diatur ulang setelah mencapai 9?
Penghitung dekade diatur ulang melalui logika yang mendeteksi nilai biner yang mewakili desimal 10 (1010). Saat status ini muncul, sinyal reset menghapus semua sandal jepit kembali ke 0000. Reset otomatis ini mencegah penghitung memasuki status yang tersisa dari penghitung biner empat bit, membatasi urutan hingga sepuluh hitungan.
Apa perbedaan antara penghitung BCD dan penghitung dekade?
Penghitung BCD mengeluarkan angka menggunakan format desimal berkode biner, di mana setiap digit desimal diwakili oleh empat bit. Penghitung dekade adalah jenis penghitung BCD yang dihitung dari 0 hingga 9 dan kemudian diatur ulang. Dalam praktiknya, penghitung dekade banyak diterapkan secara khusus untuk menghasilkan output BCD.
Bisakah penghitung dekade digunakan untuk membagi frekuensi selain 10?
Iya. Sementara penghitung satu dekade secara alami membagi sinyal dengan sepuluh, outputnya dapat dikombinasikan dengan logika eksternal untuk membuat rasio pembagian lainnya. Dengan mengatur ulang penghitung pada keadaan yang dipilih sebelum mencapai 10, sirkuit dapat beroperasi sebagai penghitung modulus yang berbeda seperti divide-by-5 atau divide-by-6.
Faktor apa yang membatasi kecepatan maksimum penghitung dekade?
Kecepatan operasi maksimum tergantung pada penundaan propagasi sandal jepit dan gerbang logika di dalam konter. Dalam penghitung riak, setiap tahap memicu yang berikutnya secara berurutan, yang menambah penundaan. Penundaan kumulatif ini membatasi seberapa cepat penghitung dapat merespons pulsa jam yang masuk.
Bagaimana penghitung dekade terhubung ke layar tujuh segmen?
Penghitung dekade menghasilkan output BCD empat bit yang mewakili angka dari 0 hingga 9. Output ini terhubung ke dekoder BCD-ke-tujuh segmen, yang mengubah nilai biner menjadi sinyal segmen yang benar untuk tampilan. Layar kemudian menunjukkan digit desimal yang sesuai.
