Sebelumnya kita telah mempelajari kita pelajari tentang unit logika kombinasional yang keluarannya hanya tergantung pada masukan saat itu atau dengan kata lain keluarannya meru-pakan fungsi dari masukan saja. Unit logika sekuensial atau sering disebut sebagai mesin keadaan berhingga (finite state machine, FSM), keluaran-nya bergantung pada masukan dan keluaran sebelumnya. FSM dibedakan dengan CLU karena selain menghasilkan keluaran juga menghasilkan keadaan (state). Hal ini penting untuk implementasi rangkaian memori dan juga unit kendali pada komputer.
Model klasik dari FSM tampak pada Gambar 4.1. Bagian CLU memiliki masukan dari jalur i0 - ik yang berasal dari luara FSM dan juga masukan keadaan s0 - sn yang berasal dari dalam FSM sendiri. CLU menghasilkan bit keluaran f0 -fm dan bit keadaan terbaru. Dengan adanya elemen tunda maka keadaan sekarang bertahan terus sampai ada sinyal sinkronisasi yang menyebabkan nilai Di menggantikan nilai si sebagai bit keadaan baru, karena diambil dari Qi.
Ada beberapa jenis logika digital sekuensial, diantaranya:
- SR Flip-Flop
- SR Flip-Flop Berdetak
- D Flip-flop dan konfigurasi tuan-hamba
- JK Flip-Flop
- T Flip-Flop
Salah satu rangkaian logika yang sangat bermanfaat yaitu rangkaian logika sekuensial yang diinterkoneksikan untuk penyimpanan, pewaktu, perhitungan dan pengurutan. Bentuk dasar dari rangkaian logika sekuensial adalah rangkaian flip-flop yang dirangkai dari gerbang logika NAND dan AND.
Nama lain dari flip-flop adalah multivibrator bistabil, dimana outputnya adalah tegangan rendah (0) atau tinggi (1). Output ini akan tetap rendah atau tetap tinggi selama belum ada input yang merubah keadaan tersebut. Rangkaian yang bersangkutan harus di-drive (dikendalikan) oleh satu masukan yang disebut pemicu (trigger). Keadaan tersebut akan berubah kembali bila ada masukan pemicu lagi. Ada 3 jenis multivibrator, yaitu: astabil, monostabil, dan bistabil. Pada gambar di bawah ini hanya membahas tentang multivibrator bistabil (flip-flop).
Berdasarkan cara penyimpanannya, flip-flop dapat digolongkan atas:
- RS Flip-Flop
- JK Flip-Flop
- D Flip-Flop
- T Flip-Flop
1. RS Flip-Flop
Flip-flop ini mempunyai 2 masukan dan 2 keluaran. Input tersebut adalah S=Set dan R=Reset, sedangkan outputnya adalah Q dan Q^ (dibaca Q not). Bertindak sebagai 1 bit memori dengan output Q sebagai nilai bit tersebut. S=1, R=1 tidak dibenarkan (tidak boleh diset serentak) karena akan menghasilkan output yang tidak konsisten. Flip-Flop RS dapat dibentuk dari kombinasi dua gerbang NAND atau kombinasi dua gerbang NOR. Lihat gambar 31 dan gambar 32.
Gb.31 Skematik RS Flip-Flop
Gb.32 Simulasi RS Flip-Flop
2. D Flip-Flop
Merupakan modifikasi dari RS flip-flop dengan tambahan gerbang pembalik pada masukan R, sehingga masukan R merupakan komplemen dari masukan S. Saat D = 0 keadaan flip-flop reset (Q=0), sedangkan pada saat D = 1, maka keadaan flip-flop set (Q=1). Anda bisa melihatnya pada gambar 33 dan 34.
Gb.33 Skematik D Flip-Flop
Gb.34 Simulasi D Flip-Flop
3. JK Flip-Flop
Flip-flop ini mempunyai 2 masukan dan 2 keluaran, dimana salah satu keluarannya (PRE) / (Y) berfungsi sebagai komplemen. Flip-flop JK dapat dibentuk dari kombinasi 4 gerbang NAND, flip-flop ini tidak memiliki keadaan terlarang seperti halnya RS flip-flop. Lihat gambar 35 dan 36.
Gb.35 Skematik JK flip-flop
Gb.36 Simulasi JK flip-flop
4. T Flip-Flop
Merupakan modifikasi dari JK flip-flop, dengan menggabungkan dua masukan J dan K sehingga keluaran (y) akan berubah-ubah sesuai perubahan pada clocknya. Lihat gambar 37 dan 38.
Gb.37 Skematik T flip-flop
Gb.38 Simulasi T flip-flop
