PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA DIGITAL 1 ENCODER & DECODER
“
”
Di Susun Oleh
Nama
: ADE MUSLIMIN
NIM
: 3201111032
Partner
: MAULANA KHARISAH URAI DIAN FAHMA PUTRA APRIAN MADAYANTI RAHMAD PANDU ILPAN MUSPATI LORENSIUS SANDI
Kelas/Kelompok
: ELC 3 B / 1
Tanggal Praktek
: 23 NOVEMBER 2012
Tanggal Dikumpul : 30 NOVEMBER 2012 Instruktur
: Medi Yuwono Tharam, ST
LABORATORIUM ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI PONTIANAK TAHUN 2012/2013
I. Tujuan
Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan : -
Mengenal komponen IC decoder dari keluarga TTL
-
Dapat memahami dan menjelaskan kerja IC decoder
-
Dapat menyebutkan fungsi decoder
2. Teori Dasar
Jenis IC digital terdapat 2(dua) jenis yaitu TTL dan CMOS. Namun dalam laporan ini hanya akan membahas tentang IC jenis TTL. Jenis IC-TTL dibangun dengan menggunakan transistor sebagai komponen utamanya dan fungsinya dipergunakan untuk berbagai variasi Logic , sehingga dinamakan Transistor.
Transistor Logic
Dalam satu kemasan IC terdapat beberapa macam gate (gerbang) yang dapat melakukan berbagai macam fungsi logic seperti AND, NAND, OR, NOR, XOR serta beberapa fungsi logic lainnya seperti Decoder, Sevent Segment, Multiplexer dan Memory sehingga pin (kaki) IC jumlahnya banyak dan bervariasi ada yang 8,14,16,24 dan 40.
IC TTL dapat bekerja dengan diberi tegangan 5 Volt.
Gambar 2. Pin (kaki) IC
Dengan tipe pengemasan seperti ini, IC memiliki dua set pin parallel pada sisi yang berlawanan. Pin-pin tersebut dinomori berlawanan arah jarum jam dengan satu pin berada pada pojok kiri bawah dan pin no.1 ditandai dengan adanya setengah lingkaran dan titik diatasnya. Normalnya pin 7 adalah ground, dan pin 14 adalah vcc. IC TTL memiliki beberapa bentuk dan dapat memiliki lebih dari 14 pin.
Gerbang Logika Dasar
a. Gerbang AND (74LS08) Gerbang logika yang kerjanya seperti saklar seri. Gerbang AND mempunyai dua atau lebih input dan memiliki satu output. Output akan berlogika "1" jika semua input ( input A AND B ) berlogika "1". Jika salah satu input berlogika "0" maka output akan berlogika "0"
Gambar 3. Simbol Gerbang AND
Untuk menguji gerbang AND, digunakan IC 7408. Dimana struktur dari IC ini adalah:
Gambar 4. Struktur IC 7408
Tabel 1. Tabel Kebenaran Gerbang AND
b.Gerbang OR (74LS32) Gerbang OR mempunyai dua atau lebih input dan memiliki satu output. Apabila salah satu input berlogika "1", maka output akan berlogika "1". Jika semua input berlogika "0", maka output akan berlogika "0".
Gambar 5. Simbol Gerbang OR
Untuk menguji gerbang OR, dugunakan IC 7432. Dimana struktur dari IC ini adalah:
Gambar 6. Struktur IC 7432
Tabel 2. Kebenaran Gerbang OR
c. Gerbang NOT (74LS04) Gerbang NOT hanya memiliki satu input dan satu output saja. Apabila input berlogika "0", maka output akan berlogika "1". Dan jika semua input berlogika "1", maka output akan berlogika "0".
Gambar 7. Simbol Gerbang NOT
Tabel 3. Kebenaran Gerbang NOT
d.Gerbang NAND ( 74LS00 ) Gerbang NAND merupakan kombinasi dari gerbang AND dan gerbang NOT. Sehingga keluaran dari gerbang NAND merupakan komplemen dari keluaran gerbang AND. Untuk menguji gerbang NAND, digunakan IC 7400. Dimana struktur dari IC ini adalah:
Gambar 08. Simbol Gerbang NAND
Gambar 9. Struktur IC 7400
Tabel 4. Kebenaran Gerbang NAND
e. Gerbang NOR ( 74LS02 ) Gerbang NOR merupakan kombinasi dari gerbang OR dan gerbang NOT. Sehingga keluaran dari gerbang NOR merupakan komplemen dari keluaran gerbang OR.
Gambar 10. Simbol Gerbang NOR
Untuk menguji gerbang NOR, digunakan IC 7402. Dimana struktur dari IC ini adalah:
Gambar 11. Struktur IC 7402
Tabel 5. Kebenaran Gerbang NOR
f. Gerbang XOR ( 74LS86 ) Gerbang XOR merupakan kata lain dari exclusive – OR. XOR akan memberikan output logika "1", jika inputnya memberikan keadaan yang berbeda. Dan jika i nputnya memberikan keadaan yang sama, maka outputnya akan memberikan logika "0".
Gambar 12. Simbol Gerbang XOR
Untuk menguji gerbang XOR, digunakan IC 7486. Dimana struktur dari IC ini adalah:
Gambar 13. Struktur IC 7486
Tabel 6. Kebenaran Gerbang XOR
DECODER
Dalam suatu sistem digital instruksi-instruksi maupun bilangan-bilangan dikirim dengan deretan pulsa atau tingkatan-tingkatan biner. Misalnya jika kita menyediakan karakter 4 bit untuk pengiriman instruksi maka jumlah instruksi berbeda yang dapat dibuat adalah 24=16. Informasi ini diberi kode atau sandi biner. Dipihak lain seringkali timbul kebutuhan akan suatu saklar multi posisi yang dapat dioperasikan sesuai dengan kode tersebut. Dengan kata lain untuk masing-masing dari 16 saluran hanya 1 saluran yang dieksitasi pada setiap saat. Proses untuk identifikasi suatu kode tertentu i ni disebut pendekodean atau Decoding. Sistem BCD (Binary Code Decimal) menterjemahkan Bilangan – bilangan decimal dengan menggantikan setipa digit decimal menjadi 4 bit biner. Mengingat 4 digit biner dapat dibuat 16 kombinasi, maka 10 diantaranya dapat digunakan untuk menyatakan digit decimal 0 sampai 9. Dengan ini kita memiliki pilihan
kode BCD yang luas. Salah satu pilihan yang disebut kode 8421. Sebagai contoh, bilangan decimal 264 memerlukan 3 gugus yang masing-masing terdiri dari 4 bit biner yang berturut-turut dari kiri (MSB) ke kanan (LSB) sebagai berikut: 0010 0110 0100 (BCD). Pendekode (decoder) BCD ke decimal umpamakan kita ingin mendekode suatu instruksi BCD yang diungkapkan oleh suatu digit decimal 5. Opeasi ini dapat dilaksanakan dengan suatu gerbang AND 4 masukan yang dieksitasi oleh 4 bit BCD.
Decoder BCD ke decimal
Keluarannya dihubungkan dengan tabung indikator angka. Sehingga kombinasi angka biner akan menghidupkan lampu indikator angka yang sesuai. Sebagai contoh D = C = B = 0 , A= 1, akan menghidupkan lampu indikator angka 1. Lampu indikator yang menyala akan sesuai dengan angka biner dalam jalan masuk.
ENCODER
Suatu decoder atau pendekode adalah system yang menerima kata M bit akan menetapkan keadaan 1 pada salah satu (dan hanya satu) dari 2m saluran keluaran yang tersedia. Dengan kata lain fungsi suatu decoder adalah mengidentifikasi atau mengenali suatu kode terntu. Proses kebalikannya disebut pengkodean (encoding). Suatu pengkode atau encoder memiliki sejumlah masukan, dan pada saat tertemtu hanya salah satu dari masukanmasukan itu yang berada pada keluaran 1 dan sebagai akibatnya suatu kode N bit akan dihasilkan sesuai dengan masukan khusus yang dieksitasi. Upamanya kita ingin menyalurkan suatu kode biner untuk setiap penekanan tombol pada key board alpha numeric (suatu mesin tik atau tele type). Pada key board tersebut terdapat 26 huruf kecil, 10 angka dan sekitar 22 huruf khusus, sehingga kode yang diperlukan kurang lebih bejumlah 84. syarat ini bisa dipenuhi dengan jumlah bit minimum sebanyak 7 (27=128).
Kini misalkan bahwa key board tersebut diubah sehingga setiap saat suatu tombol ditekan, sakelar yag bersangkutan akan menutup. Dan dengan demikian menghubungkan suatu catu daya 5 volt (bersesuaian dengan keadaan1) dengan saluran masuk tertentu. Encoder adalah kebalikan dari decoder, encoder 10 line (desimal) ke BCD 74147 adalah sebuah chip IC yang berfungsi untuk mengokdekan 10 line jalur input (desimal) menjadi data dalam bentuk BCD (Binary Coded decimal). IC encoder 74147 merupakan encoder data desimal menjadi data BCD dengan input aktif LOW dan output 4 bit BCD aktif LOW. Encoder desimal ke BCD ini sering kita perlukan pada saat perancangan suatu perangkat digital dan kita mengalami kekurangan port atau jalur untuk input saklarnya. IC encoder 74147 merupakan IC dalam keluarga TTL yang bekerja dengan tegangan sumber + 5 volt DC. Konfigurasi pin dan tabel kebenaran dari encoder TTL 10 line (desimal) ke BCD IC 74147 dapat dilihat pada gambar berikut.
Konfigurasi Pin Dan Tabel Kebenaran Encoder 74147
Konfigurasi pin dan tabel kebenaran encoder 74147 diatas diambil dari datasheet IC 74147. IC 74147 memiliki 16 pin dengan kemasan IC DIP. Encoder IC 74147 memiliki 9 jalur input desimal 1 sampai 9 aktif LOW dan 4 jalur output BCD aktif LOW. Tegangan sumber untuk IC 74147 diberikan melalui pin Vcc (+5 volt DC) dan pin GND (ground). Input pada encoder IC 74147 ini di simbolkan dengan input 1 sampai 9 dan jalur output BCD 4 bit disimbolkan dengan Q0 sampai Q3. Pada tabel kebenaran encoder IC 74147 terdiri dari data jalur input 9 line (1 – 9) aktif LOW, 4 bit output (Q0, Q1, Q2, Q3) BCD aktif LOW dan nilai logika negatif BCD. Kode H (HIGH) mereprentasikan kondisi logika 1 (HIGH), L merepresentasikan logika 0 (LOW) dan kode X adalah don’t care yaitu tidak berpengaruh terhadap proses encoding data desimal ke BCD IC Encoder 74147.
III. Alat dan Bahan
1. Protoboard
1 buah
2. Led
10 buah
3. Resistor 330 Ω
10 buah
4. Multi meter
1 buah
5. IC Digital TTL :
- 74LS08 AND
1 buah
- 74LS86 XOR
1 buah
- 74LS04 NOT
1 buah
- 74LS10 NAND
1 buah
- 74LS00 NAND
1 buah
- 74LS42 Decoder BCD to Desimal
1 buah
- 74LS147 Encoder
1 buah
6. Kabel Jumper
secukupnya
7. Power supply
1 buah
IV. Rangkaian Percobaan L1 U1A
L2
V2 0V
U2A
V1 0V
U2B
U1B
L3 U1C
L4 U1D
Gambar 1. Rangkaian Percobaan 1
L10
V4 0V
L9
L8
L7
L6
L5
L4
L3
L2
L1
U1 74LS42 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
V3 0V
A3 A2 A1 A0
V2 0V
V1 0V
Gambar 2. Rangkaian Percobaan 2 V1 5V
L1 V2
U1A
0V
L2
V3 0V
U1B
V4 0V
Gambar 3. Rangkaian Percobaan 3
V1 5V
V2 5V
V3 5V
V4 5V
V5 5V
V6 5V
V7 5V
V8 5V
V9 0V
L4 U1 74147 I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1
A3 A2 A1 A0
Gambar 4. Rangkaian Percobaan 4
L3
L2
L1
V. Prosedur Percobaan
1.
Periksa semua komponen sebelum digunakan.
2.
Buat rangkaian seperti pada gambar 1
3.
Berikan masukan logika sesuai rangkaian percobaan.
4.
Perhatikan kondisi logika keluaran dan masukan kedalam tabel percobaan
5.
Buat rangkaian seperti pada gambar 2.
6.
Ulangi prosedur 3 dan 4
7.
Buat rangkaian seperti pada gambar 3
8.
Ulangi prosedur 3 dan 4
9.
Buat rangkaian percobaan seperti gambar 4
10. Ulangi prosedur 3 dan 4 11. Buat rangkaian percobaan seperti gambar 5 12. Ulangi prosedur 3 dan 4 VI. Tabel Data Tabel Percobaan 1
2 to 4 Decoder Inputs
Outputs
B
A
L1
L2
L3
L4
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
Tabel Percobaan 2
BCD to Desimal D
Inputs C B
A
L1
L2
L3
L4
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
Outputs L5 L6 L7 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
L8
L9
L10
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
Tabel percobaan 3
4 to 2 Encoder Input
Output
V4
V3
V2
V1
L2
L1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
Tabel Percobaan 4
Desimal to BCD Input
Output
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
V10
A3
A2
A1
A0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
-
-
-
-
VII. Analisa Data dan Kesimpulan
1. Konversikan kombinasi biner dari kolom input pada tabel 1, tabel 2 dan tabel 4 ke nilai desimal. Jelaskan hubungan antara
kombinasi biner dari masukan terhadap
keluaran berdasarkan tabel 1, tabel 2 , sebutkan pula teori yang mendasari penjelasan saudara. Jawab : Tabel 1
1. Input 0 0 , Output 1 0 0 0 3
2
1
0
3
2
1
0
Perhitungan Output 1x2 +0x2 +0x2 +0x2 = 8 10 3. Input 0 1 Output 0 1 0 0 Perhitungan Output 0x2 +1x2 +0x2 +0x2 = 4 10 4. Input 1 0 Output 0 0 1 0 3
2
1
0
2
1
0
Perhitungan input 0x2 +0x2 +1x2 +0x2 = 2 10 5. Input 1 1 Output 0 0 0 1 3
Perhitungan input 0x2 +0x2 +0x2 +1x2 = 1 10 Tabel 2
1. Input 0 0 0 0 , Output 1 0 0 0 3
2
1
0
3
2
1
0
Perhitungan Output 1x2 +0x2 +0x2 +0x2 = 8 10 2. Input 0 1 Output 0 1 0 0 Perhitungan Output 0x2 +1x2 +0x2 +0x2 = 4 10 3. Input 1 0 Output 0 0 1 0 3
2
1
0
2
1
0
Perhitungan input 0x2 +0x2 +1x2 +0x2 = 2 10 4. Input 1 1 Output 0 0 0 1 3
Perhitungan input 0x2 +0x2 +0x2 +1x2 = 1 10
Rangkaian logika dengan variabel input, maka jumlah seluruh kemungkinan n
input = 2
2. Konversikan kombinasi biner dari kolom output pada tabel 3 dan tabel 5 ke nilai desimal. Jelaskan hubungan antara kombinasi biner dari keluaran terhadap masukan berdasarkan tabel 3 dan tabel 4. sebutkan pula teori yang mendasari penjelasan saudara. Jawab: Tabel 3
1. Input 0 0 0 1, Output 0 0 1
0
1
0
1
0
Perhitungan Output 0x2 +0x2 = 0 10 2. Input 0 0 1 0 Output 0 1 Perhitungan Output 0x2 +1x2 = 1 10 3. Input 0 1 0 0 Output 1 0 Perhitungan Output 1x2 +0x2 = 2 10 4. Input 1 0 0 0 Output 1 1 1
0
Perhitungan Output 1x2 +1x2 = 3 10 Tabel 4
1. Input 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 , Output 1 1 1 0 3
2
1
0
Perhitungan Output1x2 +1x2 + 1x2 +0x2 = 14 10 2. Input 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1, Output 1 1 0 1 3
2
1
0
Perhitungan Output 1x2 +1x2 +0x2 +1x2 = 13 10 3. Input 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Output 1 1 0 0 3
2
1
0
Perhitungan Output 1x2 +1x2 + 0x2 +0x2 = 12 10 4. Input 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 Output 1 0 1 1 3
2
1
0
Perhitungan Output 1x2 +0x2 + 1x2 +1x2 = 11 10 5. Input 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 Output 1 0 1 0 3
2
1
0
Perhitungan Output 1x2 +0x2 + 1x2 +0x2 = 10 10 6. Input 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Output 1 0 0 1 3
2
1
0
Perhitungan Output 1x2 +0x2 + 0x2 +1x2 = 9 10
7. Input 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Output 1 0 0 0 3
2
1
0
Perhitungan Output 1x2 +0x2 + 0x2 +0x2 = 8 10 8. Input 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Output 0 1 1 1 3
2
1
0
Perhitungan Output 0x2 +1x2 + 1x2 +1x2 = 7 10 9. Input 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Output 0 1 1 0 3
2
1
0
Perhitungan Output 0x2 +1x2 + 1x2 +0x2 = 6 10 10. Input 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Output 1 1 1 1 3
2
1
0
Perhitungan Output 1x2 +1x2 + 1x2 +1x2 = 15 10
Rangkaian logika dengan variabel input, maka jumlah seluruh kemungkinan n
input = 2
3. Jelaskan kerja dari rangkaian 1 dan 2. Apa kesimpulannya Jawab :Rangkaian 1 merupakan rangkaian decoder. Decoder adalah r angkaian logika yang menerima input – input biner dan mengaktifkan salah satu outputnya sesuai dengan urutan biner inputnya. Sedangkan rangkaian 2 merupakan rangkaian decoder BCD to Decimal.Dimana Proses ini mengidentifikasi suatu kode tertentu ini disebut pendekodean atau Decoding. Sistem BCD (Binary Code Decimal) menterjemahkan Bilangan – bilangan decimal dengan menggantikan setipa digit decimal menjadi 4 bit biner. Mengingat 4 digit biner dapat dibuat 16 kombinasi, maka 10 diantaranya dapat digunakan untuk menyatakan digit decimal 0 sampai 9 4. Jelaskan kerja dari rangkaian 3 dan 4. Apa kesimpulannya Jawab : Sebuah rangkaian Encoder menterjemahkan keaktifan salah satu inputnya menjadi urutan bit-bit biner. Encoder terdiri dari beberapa input line, hanya salah satu dari input-input tersebut diaktifkan pada waktu tertentu, yang selanjutnya akan menghasilkan kode output N-bit. Rangkaian encoder merupakan aplikasi dari gerbang OR.
Materi Referensi
http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?view=article&catid=16:mikroprocessorkontroller& id=671:ic&tmpl=component&print=1&page=&option=com_content&Itemid=14 http://elektronika-dasar.com/teori-elektronika/encoder-10-line-desimal-ke-bcd-74147/ http://ilmubilangan.blogspot.com/2011/12/decoder-dan-encoder.html
