ACARA
RANGKAIAN GERBANG LOGIKA (AND, OR, NOT, NAND, NOR, X-OR)
TUJUAN 1. Mahasiswa dapat membuat rangkaian gerbang logika dasar (AND, OR, NOT, NAND, NOR dan X-OR) dan dapat memahami prinsip kerjanya. 2. Mahasiswa dapat membuat rangkaian gerbang AND dan OR lebih dari 2 input dan dapat memahami prinsip kerjanya. 3. Mahasiswa dapat membuat rangkaian kombinasi dari beberapa gerbang dan dapat memahami prinsip kerjanya.
TEORI Sebuah sistem digital merupakan basis dalam melaksanakan berbagai tugas komputasional, oleh karena itu perlu dilakukan manipulasi informasi biner dengan menggunakan rangkaian-rangkaian logika yang disebut gerbanggerbang (gates). Gerbang didefinisikan sebagai blok-blok piranti keras (hardware) yang menghasilkan sinyal-sinyal biner; 1 atau 0, jika persyaratanpersyaratan input logika dipenuhi. Hubungan input dan output dari variabel biner untuk setiap gerbang dapat disajikan dalam sebuah tabel yang disebut “tabel kebenaran” (truth table). Gerbang-gerbang logika yang dibahas dalam modul 1 ini adalah AND, OR, NOT, NAND, NOR dan X-OR A. Gerbang AND Gerbang AND dinyatakan sebagai Y = A • B, dimana output rangkaian Y bernilai 1, hanya jika kedua inputnya A dan B masing-masing bernilai 1; dan output Y bernilai 0 untuk nilai-nilai A dan B yang lain. Simbol gerbang AND dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Simbol gerbang AND
Sedangkan tabel kebenaran untuk rangkaian gerbang AND adalah: Tabel 1. Tabel kebenaran dari gerbang AND A B Y=A•B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Prodi FISIKA Jurusan MIPA FST UNSOED
B. Gerbang OR Gerbang OR dinyatakan sebagai Y = A + B, dimana output rangkaian Y bernilai 0, hanya jika kedua inputnya A dan B masing-masing bernilai 0; dan output Y bernilai 1 untuk nilai-nilai A dan B yang lain. Simbol gerbang OR dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Simbol gerbang OR
Adapun tabel kebenaran untuk rangkaian gerbang OR, sebagai berikut: Tabel 2. Tabel kebenaran dari gerbang OR A B Y=A+B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
C. Gerbang NOT Gerbang NOT juga dikenal sebagai inverter dan dinyatakan sebagai Y = A . Nilai output Y merupakan negasi atau komplemen dari input A. Jika input A bernilai 1, maka output Y bernilai 0, demikian sebaliknya. Simbol gerbang NOT dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Simbol gerbang NOT
Sedangkan tabel kebenaran untuk rangkaian gerbang NOT adalah: Tabel 3. Tabel kebenaran dari gerbang NOT A Y= A 0 1 1 0
D. Gerbang NAND Gerbang NAND dinyatakan sebagai Y = A• B , dimana output rangkaian Y bernilai 0, hanya jika kedua inputnya A dan B masing-masing bernilai 1; dan output Y bernilai 1 untuk nilai-nilai A dan B yang lain. Jadi NAND adalah komplemen dari AND. Simbol gerbang NAND dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Simbol gerbang NAND
Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Prodi FISIKA Jurusan MIPA FST UNSOED
Adapun tabel kebenaran untuk rangkaian gerbang NAND, sebagai berikut: Tabel 4. Tabel kebenaran dari gerbang NAND A B Y = A• B 0 0 1 1
0 1 0 1
1 1 1 0
E. Gerbang NOR Gerbang NOR dinyatakan sebagai Y = A + B , dimana output rangkaian Y bernilai 1, hanya jika kedua inputnya A dan B masing-masing bernilai 0, dan output Y bernilai 0 untuk nilai-nilai A dan B yang lain. Jadi NOR adalah komplemen dari OR. Simbol gerbang NOR dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Simbol gerbang NOR
Sedangkan tabel kebenaran untuk rangkaian gerbang NOR adalah: Tabel 5. Tabel kebenaran dari gerbang NOR A B Y = A+ B 0 0 1 1
0 1 0 1
1 0 0 0
F. Gerbang X-OR Gerbang X-OR dinyatakan sebagai Y = A • B + A • B atau disederhanakan menjadi Y = A ⊕ B, dimana output rangkaian Y bernilai 0, jika kedua input A dan B memiliki nilai yang sama, dan output Y bernilai 1 jika kedua input A dan B memiliki nilai yang tidak sama. Simbol gerbang X-OR dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Simbol gerbang X-OR
Sedangkan tabel kebenaran untuk rangkaian gerbang X-OR adalah: Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Prodi FISIKA Jurusan MIPA FST UNSOED
Tabel 4. Tabel kebenaran dari gerbang X-OR A B Y=A⊕ B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
ALAT DAN BAHAN 1. 2. 3. 4.
Papan digital Breatboard IC TTL 74LS00, 74LS02, 74LS04, 74LS08, 74LS32 Kabel penghubung
TUGAS PENDAHULUAN 1. Tuliskan persamaan output Y pada Gambar 7a di bawah, untuk rangkaian yang hanya tersusun dari gerbang AND maupun gerbang OR ? 2. Rumuskan persamaan output Y dari Gambar 8 di bawah ?
CARA KERJA 1. 2. 3. 4. 5. 6.
A. Gerbang Logika Dasar Siapkan perlengkapan peralatan yang dibutuhkan (papan digital, breatboard, IC TTL 74LS00, 74LS00, 74LS02, 74LS04, 74LS08, 74LS32). Buatlah rangkaian gerbang logika dasar (AND, OR, NOT, NAND, NOR dan X-OR) dari IC TTL yang tersedia. Hubungkan rangkaian gerbang logika dasar dengan papan digital. (Pastikan tombol power pada papan digital dalam keadaan mati sebelum anda hubungkan dengan rangkaian). Jika rangkaian sudah terhubung dengan benar pada papan digital, hidupkan catu dayanya. Ujilah gerbang-gerbang logika yang telah anda buat. Buatlah tabel kebenaran untuk masing-masing gerbang logika tersebut. B. Gerbang AND dan OR, 4 Input 1. Siapkan perlengkapan peralatan yang dibutuhkan (papan digital, breatboard, IC TTL 74LS00, 74LS00, 74LS02, 74LS04, 74LS08, 74LS32). 2. Buatlah rangkaian gerbang AND 4 input dari 3 buah gerbang AND 2 input seperti pada Gambar 7a. Selanjutnya carilah gerbang AND 4 input seperti Gambar 7b.
Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Prodi FISIKA Jurusan MIPA FST UNSOED
Gambar 7. Rangkaian gerbang AND 4 input
3. Hubungkan masing-masing input kedua gerbang di atas pada saklar input yang tersedia pada papan digital. (Pastikan tombol power pada papan digital dalam kondisi mati sebelum dihubungkan dengan rangkaian). 4. Jika rangkaian sudah terhubung dengan benar pada papan digital, hidupkan tombol catu dayanya 5. Ujilah kedua gerbang logika tersebut dan buatlah tabel kebenarannya, lalu bandingkan hasil dari kedua rangkaian gerbang logika tersebut. 6. Ulangi langkah 1 – 6, untuk rangkaian-rangkaian OR 4 input. C. Kombinasi Gerbang 1. Siapkan perlengkapan peralatan yang dibutuhkan (papan digital, breatboard, IC TTL 74LS00, 74LS00, 74LS02, 74LS04, 74LS08, 74LS32). 2. Buatlah rangkaian kombinasi gerbang AND – OR – NOT seperti Gambar 8. 3. Hubungkan kedua input A dan B dari gerbang di bawah pada saklar input yang tersedia pada papan digital. (Pastikan tombol power pada papan digital dalam kondisi mati sebelum dihubungkan dengan rangkaian). 4. Jika rangkaian sudah terhubung dengan benar pada papan digital, hidupkan tombol catu dayanya 5. Lakukan pengujian dan buatlah tabel kebenarannya. Fungsi gerbang logika manakah yang sama.
Gambar 8. Rangkaian kombinasi gerbang AND, OR dan NOT.
6. Ulangi langkah 1 – 4, untuk rangkaian kombinasi gerbang dengan rumus: Y = ( A + B) • ( A + B) + A Gambarkan dulu rangkaiannya, sebelum anda membuat dan mengujinya ?
[
Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Prodi FISIKA Jurusan MIPA FST UNSOED
] [ ]
LEMBAR KERJA Hari
:
Tanggal :
Asisten : Acara
:
Nama Praktikan
:
NIM :
Teman Kerja
:
NIM :
Teman Kerja
:
NIM :
A.
Gerbang Logika Dasar INPUT
No. A
B
AND A•B
OR A+B
OUTPUT NOT NAND A A• B
1 2 3 4
B.
Gerbang AND dan OR, 4 Input
Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Prodi FISIKA Jurusan MIPA FST UNSOED
NOR A+ B
X-OR A⊕B
OUTPUT (Y)
INPUT No. U
V
W
X
AND 4 INPUT Gb.7a Gb.7b
OR 4 INPUT Gb.7a Gb.7b
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
C. No.
Kombinasi Gerbang INPUT A
OUTPUT (Y) B
Rangkaian Gb. 8
1 2 3 4 Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Prodi FISIKA Jurusan MIPA FST UNSOED
[
] [ ]
Y = ( A + B) • ( A + B) + A
Purwokerto,............................... Mengetahui Asisten Praktikum
(..............................................)
Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Prodi FISIKA Jurusan MIPA FST UNSOED
