TP Teknik digital 1.Jelaskan dan gambarkan gerbang gerbang logika? 2.Jelaskan prinsip kerja dan gbr rangkaian dekoder? 3.Jelaskan prinsip kerja dan gbr rangkaian encoder? 4.Jelaskan prinsip kerja dan gbr rangkaian half adder? 5.Jelaskan prinsip kerja dan gbr rangkaian full adder? 6.Jelaskan prinsip kerja dan gbr rangkaian counter dan clocknya?
1. Gerbang Logika Dasar adalah blok adalah blok dasar untuk mem bentuk rangkaian Elektronika digital.Geerbang Logika dasar merupakan rangkaian dengan satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sin yal berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah. Dikarenakan analisis gerbang logika dilakukan dengan Aljabar Boolean maka gerbang logika sering juga disebut Rangkaian logika.
Sebuah gerbang logika mempunyai satuterminal output Dansatuatau lebih termnal input Output-outputnya bisa bernilai HIGH (1) atau LOW (0) tergantungdarilevel-level digital padaterminal inputnya.
Ada7 gerbanglogikadasar:AND,OR,NOT, NAND,NOR, Ex-OR, Ex-NOR
2.
Teori Dasar:
Decoder adalah suatu perangkat yang berfungsi untuk mengubah bentuk sinyal biner menjadi decimal. Decoder adalah nama yang diberikan untuk kelompok rangkaian yang menyerap informasi berguna bagi isyarat yang dikodekan atau mengubah isyarat dari suatu bentuk pengkodean ke bentuk pengkodean yang lain. Decoder hampir mirip dengan Multiplexer, hanya saja pada decoder tidak mempunyai data input seperti pada multiplexer. Decoder hanya mempunyai input Control Bits, dimana akan menghasilkan satu keluaran yang aktif. Decoder mempunyai n input akan menghasilkan 2n keluaran dengan satu keluaran yang aktif. Sebuah Multiplexer adalah rangkaian yang memiliki banyak masukan tetapi hanya mempunyai satu keluaran. Dengan menggunakan sinyal-sinyal kendali kita dapat mengatur penyaluran masukan tertentu kepada keluarannya. Oleh karena itu Multiplexer dapat dikatakan sebagai IC yang bertindak sebagai saklar selektor besar . IC-IC ini diperoleh dengan isi selektor 4 ke 1, 8 ke 1 dan 16 ke 1 saluran. Teori Tambahan: Decoder (Pemecah Sandi) merupakan suatu sarana/piranti elektronika (rangkaian kombinasional) yang dapat mengubah bahasa mesin kedalam bahasa yang dimengerti oleh manusia, atau menampilkan kode – kode biner menjadi tanda – tanda
yang dapat ditanggapi secara visual. Decoder mempunyai n input dan mempunyai 2 pangkat n output. Setiap kombinasi inputnya hanya dapat menghasilkan sebuah output yang berkondisi aktif.
Berikut ini adalah contoh rangkaian decoder 2 ke 4 (2 input, 2 pangkat 2 = 4 output), dimana rangkaian tersebut menggunakan aplikasi dari gerbang AND.
Prinsip kerja rangkaian diatas adalah berdasarkan gerbang AND, dimana apabila; ~ Input bernilai 00, maka output akan bernilai 0001 ~ Input bernilai 01, maka output akan bernilai 0010 ~ Input bernilai 10, maka output akan bernilai 0100 ~ Input bernilai 11, maka output akan bernilai 1000 Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Truth Table berikut: ----------------------------------------| INPUT | OUTPUT | -----------------------------------------
| B | A | Y3 | Y2 | Y1 | Y0 | ----------------------------------------| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
Pengertian Decoder
Pengertian Decoder adalah alat yang di gunakan
untuk dapat mengembalikan proses encoding sehingga kita dapat melihat atau menerima informasi aslinya. Pengertian Decoder juga dapat di artikan sebagai rangkaian logika yang di tugaskan untuk menerima input input biner dan mengaktifkan salah satu outputnya sesuai dengan urutan biner tersebut. Kebalikan dari decoder adalah encoder.
Fungsi Decoder adalah untuk memudahkan kita dalam menyalakan seven segmen. Itu lah sebabnya kita menggunakan decoder agar dapat dengan cepat menyalakan seven segmen. Output dari decoder maksimum adalah 2n. Jadi dapat kita bentuk n-to -2n decoder. Jika kita ingin merangkaian decoder dapat kita buat dengan 3-to-8 decoder menggunakan 2-to-4 decoder. Sehingga kita dapat membuat 4-to-16 decoder dengan menggunakan dua buah 3-to-8 decoder.
Beberapa rangkaian decoder yang sering kita jumpai saat ini adalah decoder jenis 3 x 8 (3 bit input dan 8 output line), decoder jenis 4 x 16, decoder jenis BCD to Decimal (4 bit input dan 10 output line) dan decoder jenis BCD to 7 segmen (4 bit input dan 8 output line). Khusus untuk pengertian decoder jenis BCD to 7 segmen mempunyai prinsip kerja yang berbeda dengan decoder decoder lainnya, di mana kombinasi setiap inputnya dapat mengaktifkan beberapa o utput linenya.
1.
ENCODER COUNTER Encoder adalah suatu perangkat yang berfungsi untuk mengubah (konfersi) bentuk sinyal decimal menjadi biner.
Prinsip kerja rangkaian logika dari Encoder adalah kebalikan dari Decoder yaitu menterjemahkan bahasa manusia menjadi bahasa yang dapat dibaca oleh mesin atau jelasnya merubah bilangan Desimal menjadi bilangan Biner. Salah satu jenis Encoder adalah jenis Decimal to BCD Encoder. Seperti halnya Decoder, Encoder pun mempunyai jalan masukkan (input) dan jalan keluaran (output) seperti pada gambar di bawah ini:
Gambar 20. masukkan (input) dan jalan keluaran (output) ENCODER Seperti terlihat pada gambar di atas, Decimal to BCD Encoder memiliki 10 buah input dan 4 buah output. Prinsip kerja dari Encoder dapat dilukiskan secara sederhana seperti pada gambar di bawah ini:
Gambar 21. Prinsip kerja dari Encoder Penjelasan:
Seperti terlihat pada gambar di atas, inputnya terdiri dari 10 buah saklar dan outputnya ada 4 buah. Dalam keadaan normal, saklar-saklar dalam keadaan terbuka. Dengan demikian karena inputnya pintu NAND sama dengan 0 maka outputnya juga sama dengan 0. Sekarang kalau seandainya saklar no. 7 ditekan, maka input NAND GATE no. 1, 2 dan 3 menjadi 1 dan outputnya no. 1, 2, dan 3 juga menjadi 1 se-hingga output DCBA = 0111. Output 0111 kemudian disimpan sementara pada Register 4 BIT
Half Adder adalah rangkaian penjumlah tidak lengkap. Half Adder merupakan rangkaian dasar penjumlah yang dapat dipakai untuk menjumlahkan bilangan biner seperti 0 + 0, 0 + 1, 1 + 0 dan 1 + 1. Oleh sebab itu rangkaian half Adder mempunyai 2 buah jalan input dan 2 buah jalan output, di mana output yang pertama berfungsi sebagai hasil penjumlahan (sum) dan output yang kedua berfungsi sebagai nilai pindahan (carry), rangkaian Half Adder dapat seperti gambar berikut :
Dalam sistem bilangan, telah dibahas menngenai cara menjumlahkan suatu bilangan. Dalam menjumlahkan suatu bilangan pada umumya dilakukan dimulai dengan menjumlahkan digit yang disebelah kanan yaitu digit yang mempunyai bobot paling kecil (LSD) dilanjutkan dengan menjumlahkan kolom berikutnya dengan memperhatikan apakah ada nilai pindahan (carry) yang harus dijumlahkan.Dalam rangkaian logika cara penjumlahan seperti ini disebut "adder" (penjumlahan). Fungsi "adder" ini dapat dipergunakan untuk menjumlahkan, mengurangi, mengali dan membagi angka-angka biner di mana dalam pelaksanaannya dapat dianggap sebagai cara penjumlahan. Berdasarkan penggunaanya "adder" dapat dibagi menjadi dua half : - Half Adder - Full Adder
Untuk memudahkan penggambaran, maka rangkaian Half Adder dapat digambarkan dengan simbol seperti di bawah ini :
Tabel Kebenaran Half Adder
Full Adder - Sesuai dengan namanya, maka Full Adder adalah sistem penjumlahan lengkap di mana sistem ini dapat menjumlahkan 3 buah angka biner seperti 0 + 0 + 1, 1 + 1 + 0, 1 + 0 + 1 dan sebagainya. Rangkaian Full Adder dapat dibuat dengan 2 buah Half Adder dengan tambahan OR Gate seperti pada gambar di bawah ini.
Tabel Kebenaran Full Adder
Parallel Binary Adder - Untuk melakukan penjumlahan bilangan biner yang terdiri dari beberapa BIT seperti : 1010 + 1001, 1101 + 1101 diperlukan suatu rangkaian yang disebut Parallel Binary Adder. Kecepatan reaksi dari Parallel Binary Adder cukup tinggi karena semua BIT yang dijumlahkan dapat dilakukan secara bersamaan. Sebagai contoh : menjumlahkan bilangan biner dengan 4 BIT
Gambar rangkaian Parallel Binary Adder adalah seperti berikut :
Salah satu contoh dari komponen IC yang berfungsi sebagai 4-BIT Binary Full Adder adalah IC tipe 54LS/74LS83A seperti pada gambar di bawah ini.
Salah satu contoh rangkaian logika Full Adder yaitu IC tipe 54/7483 yang berisi 4-BIT BINARY FULL ADDER Logic Diagram
Half Adder Rangkaian Adder adalah suatu rangkaian digital yang melakukan penjumlahan bilangan. Adder dapat dibentuk dengan rangkaian kombinasional saja atau dengan rangkaian kombinasional dan rangkaian sekuensial. Biasanya adder digunakan untuk menjumlahkan bilangan dalam bentuk bilangan biner. Sebuah rangkaian Adder terdiri dari Half Adder dan Full Adder . Half Adder menjumlahkan dua buah bit input, dan menghasilkan nilai jumlahan (sum) dan nilai lebihnya (carry-out ). Half Adder diletakkan sebagai penjumlah dari bit-bit terendah LSB ( Least Significant Bit ). Half adder Pada Half-Adder, berdasarkan dua input A dan B, maka output Sum, S dari Adder ini akan dihitung berdasarkan operasi XOR dari A dan B. Selain output S, ada satu output yang lain yang dikenal sebagai C atau Carry , dan C ini dihitung berdasarkan operasi AND dari A dan B. Pada
prinsipnya output S menyatakan penjumlahan bilangan pada input A dan B, sedangkan output C menyatakan MSB.
gambar 1. diagram blok half adder
gambar 2. contoh rangkaian half adder Pada gambar 1 adalah diagram untuk half adder yang terdiri dari satu gerbang XOR dan satu gerbang AND. Gerbang XOR ini berfungsi untuk menghitung operasi Sum dari dua input A dan B yang menghasilkan output S. selain output S, ada satu lagi output yaitu C atau carry yang dihasilkan dari operasi gerbang AND. Pada gambar 2 adalah salah satu rangkaian yang bisa digunakan untuk rangkaian half adder dengan IC 7486 ( gerbang logika XOR ) untuk operasi penjumlahan dan IC 7408 ( gerbang logika AND ). Sehingga dari gabungan dua gerbang logika tersebut dapat didapatkan tabel kebenaran untuk half adder seperti pada tabel 1.
FULL ADDER
Merupakan rangkaian elektronik yang bekerja melakukan perhitungan penjumlahan sepenuhnya dari dua buah bilangan binary, yang masing-masing terdiri dari satu bit. Rangkaian ini memiliki tiga input dan dua buah output, salah satu input merupakan nilai dari pindahan penjumlahan, kemudian sama seperti pada half adder salah satu outputnya dipakai sebagai tempat nilai pindahan dan yang lain sebagai hasil dari penjumlahan. Rangkaian ini dibuat dengan gabungan dua buah half adder dan sebuah gerbang OR. Logika utama rangkaian gerbang full adder adalah bahwa ketika menjumlahkan dua bilangan biner maka ada sebuah carry yang juga mempengaruhi hasil dari penjumlahan tersebut, karenanya rangkaian ini bisa melakukan penjumlahan secara sepenuhnya. Skema Diagram FULL ADDER
Ketika dua masukan menghasilkan nilai satu pada half adder atau paruh dari full adder pertama, hasilnya akan kembali dijumlahkan dengan carry yang ada. Jika carry bernilai satu maka ia akan menghasilkan keluaran akhir bernilai nol, namun menghasilkan carry out yang bernilai satu, dan jika carry in bernilai nol maka ia akan menghasilkan keluaran akhir satu dengan carry out bernilai nol. Lain halnya ketika kedua masukan pada paruh full adder pertama menghasilkan nilai nol karena inputnya sama-sama satu, maka carry out untuk paruh pertama half adder adalah satu, penjumlahan paruh pertama yang menghasilkan nol akan kembali dijumlahkan dengan carry in yang ada, yang jika bernilai satu maka hasil penjumlahannya adalah satu dan memiliki carry out satu dari penjumlahan input pertama. Untuk menghitung carry out pada full adder digunakan sebuah gerbang OR yang menghubungkan penghitung carry out dari half adder pertama dan kedua. Maksudnya bahwa entah paruh pertama atau kedua yang menghasilkan carry out maka akan dianggap sebagai carry out, dan dianggap satu meski kedua gerbang AND yang digunakan untuk menghitung carry out sama-sama bernilai satu. Tabel Kebenaran FULL ADDER
Ket : 1 = Benar 0 = Salah Jika setiap elemen yang dihubungkan salah satu ada yang Benar/(1) maka pernyataan pada percobaan Rangakaian Full Adder ini menunjukan pernyataan Benar/(1) Full Adder dapat digunakan untuk menjumlahkan bilangan-bilangan biner yang lebih dari 1bit. Penjumlahan bilangan-bilangan biner sama halnya dengan penjumlahan bilangan decimal dimana hasil penjumlahan tersebut terbagi menjadi 2bagian, yaitu SUMMARY (SUM) dan CARRY, apabila hasil penjumlahan pada suatu tingkat atau kolom melebihi nilai maksimumnya maka output CARRY akan berada pada keadaan logika 1.
Rangkaian counter dan clocknya Rangkaian counter dengan tampilan seven segment adalah rangkaian elektronika yang seder hana, lagilagi kita memanfaatkan prinsip kerja IC 555 dan tentunya IC driver 4026B/4033B sebagai driver seven segment. Seven segment display biasa tersusun atas 7 bagian yang setiap bagiannya merupakan LED (Light Emitting Diode) yang dapat menyala. Jika 7 bagian diode ini dinyalakan dengan aturan yang sedemikian rupa, maka ketujuh bagian tersebut dapat menampilkan sebuah angka. Seven-segment display membutuhkan 7 sinyal input untuk m engendalikan setiap diode di dalamnya. Setiap diode dapat membutuhkan input HIGH atau LOW untuk mengaktifkannya, tergantung dari jenis seven-segmen display tersebut. Jika Seven-segment bertipe common-cathode, maka dibutuhkan sinyal HIGH untuk mengaktifkan setiap diodenya. Sebaliknya, untuk yang bert ipe common-annide, dibutuhkan input LOW untuk mengaktifkan setiap diodenya.
Prinsip kerja dari rangkaian diatas adalah IC 555 akan memberikan pulsa clock pada IC 4026 dimana 4026 akan mengeluarkan logika biner untuk mengaktifkan setiap kaki pada seven segment dapat anda lihat pada tabel logika seven segment. Seven Seg ment pertama akan menampilkan angka dari 1 sampai 9, dan ketika seven segment sudah mencapai angka 9 maka IC 4026 yang pertama memberikan logika 1 pada IC 4026 yang kedua sehingga seven segment yang kedua menampilkan angka satu, begitu seterusnya. Jika untuk mengulang counter angka pada seven segment anda bisa menekan push button yang diatur sebagai reset. Serta untuk mengatur waktu delay pergantian angka yang ditampilkan pada seven segment kita dapat mengendalikannya dengan mengaturnya pada variabel resistor ataupun kapasitor.
