03_detektor bcd
TRANSCRIPT
LAPORAN 03
PRAKTIKUM PERANCANGAN SISTEM ELEKTRONIKA
DETEKTOR BCD
Disusun oleh :
ABDUL HARIS HERYANI
06502241010
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2009
A. Kompetensi
Setelah selesai praktikum mahasiswa dapat :
Membuat detektor BCD
B. Sub Kompetensi
Setelah selesai praktikum mahasiswa dapat:
1. Merancang rangkaian sekuensial mode clock
2. Membuat detector BCD
C. Dasar Teori Diagram Umum Rangkaian Sekuensial
x = masukan
mi = masukan memori
mo = keluaran memori
Z = keluaran
CLK = clock
Prosedur perancangan :
1. Urutan langkah langkah dalam proses analisis adalah
2. Urutan langkah langkah dalam proses sintesis;
RangkaianPersama
an masukan
elemen
memori
Persamaan Keadaan
berikutnya
Tabel transisi Diagram keadaan
Gb.2 Diagram Proses Analisis
Gb.1 Diagram Sekuensial
X Z
CLK
Rangkaian kombinatorial
Ragkaian memori
mimo
Gb.3 Diagram Proses Sintesis
Tabel. Keadaan
Diskripsi Fungsi
Pers.masukan elemen memori
Tabel keadaan minimal
Tabel Transisi Rangkaian
State assignment
1 2 3
Diag. Keadaan
4
5
D. Alat/Instrumen
E. Langkah Kerja
Merancang detektor BCD dengan langkah sebagai berikut:
1. Mendiskripsikan fungsi detektor BCD:
Rangkaian detektor BCD dapat mendeteksi kode BCD yang dimasukan lewat X
secara berturutan dalam 4 kali pereode clock. Output Z akan berlevel 0 bila yang
dimasukan termasuk kode BCD, dan akan berlevel 1 bila yang dimasukkan bukan kode
BCD
2. Membuat diagram keadaan
A, B, C, ... L, N, dan
O adalah state
X /ZП
X = masukan ( 0 / 1)
= pulsa clockП
Z = output
3. Ubah diagaram keadaan dalam bentuk tabel keadaan
KeadaanAwal Qt
Keadaan Berikut Qt+1, ZX=0 X=1
A B , 0 I , 0B C , 0 F , 0C D , 0 E , 0D A , 0 A , 0E A , 0 A , 0F G , 0 H , 0G A , 0 A , 0H A , 0 A , 0I J , 0 M , 0J K , 0 L , 0K A , 0 A , 0L A , 1 A , 1M A , 0 O , 0N A , 1 A , 1O A , 1 A , 1
Gb.4 Diagram Keadaan
0 /0
J1 /00 /0
M1 /00 /0
0 /0I
1 /0
C1 /00 /0
F1 /00 /0
B1 /0
A1 /00 /0
D0,1 /0
E0,1 /0
G 0,1 /0
H0,1 /0
K0,1 /0
L0,1 /1
N 0,1 /1
O0,1 /1
Transistor 3 buah
Lampu Indikator
Decoded 7 segment
Resistor 220 Ohm 1.buah
Catu Daya DC 5V
Saklar secukupnya
IC 7447 3 buah
Pembangkit pulsa
4. Mereduksi keadaan dari dari tabel -1 dengan cara ” berawal dari keadaan yang berbeda
menghasilkan keadaan berikut yang sama berati keadaan awal itu identik ”
KeadaanAwal Qt
Keadaan Berikut Qt+1, ZX = 0 X = 1
A B , 0 I , 0B C (CF), 0 F (CF), 0
C (CF) D (DEGHK), 0 E (DEGHK), 0D (DEGHK) A , 0 A , 0
E A , 0 A , 0F G (DEGHK), 0 H (DEGHK), 0G A , 0 A , 0H A , 0 A , 0I J , 0 M , 0J K (DEGHK), 0 L (LNO), 0K A , 0 A , 0
L (L N O) A , 1 A , 1M O (LNO), 0 O (LNO), 0N A , 1 A , 1O A , 1 A , 1
5. Menentukan tabel keadaan minimal
Tabel 3. Tabel Keadaan Tereduksi
6. Membuat diagram keadan minimal
KeadaanAwal Qt
Keadaan Berikut Qt+1, Z
X = 0 X = 1A B , 0 I , 0B CF, 0 CF, 0
CF DEGHK, 0 DEGHK, 0DEGHK A , 0 A , 0
I J , 0 M , 0J DEGHK, 0 LNO, 0
LNO A , 1 A , 1M LNO, 0 LNO, 0
Gb.5 Diagram Keadaan Minimal
x/1
A
CF
LNO
x/0
0/0B
DEGHK
I
J M
1/0
x/0
0/0
x/00/0
1/0
1/0
x/0
7. Menentukan jumlah FF, dan persamaan masing-masing masukan, serta persamaan
ouput Z.
8. Implementasikan formula dalam bentuk rangkaian
9. Amati tampilan pada seven segmen dan LED
10. Juga amati hubungan input, memori, dan output, dengan Logik analyser bila di beri
masukkan Word Generator
F. ANALISA DATA
Merancang detektor BCD dengan langkah sebagai berikut:
1. Mendiskripsi fungsi detektor BCD:
Rangkaian detektor BCD dapat mendeteksi kode BCD yang dimasukan lewat X secara
berturutan dalam 4 kali pereode clock.
Output Z akan berlevel 0 bila yang dimasukan termasuk kode BCD,
Output Z akan berlevel 1 bila yang dimasukkan bukan kode BCD.
2. Membuat diagram keadaan
3. Mengubah diagram keadaan dalam bentuk tabel keadaan, kemudian mereduksi
keadaan dari dari tabel -1 dengan cara ” berawal dari keadaan yang berbeda
menghasilkan keadaan berikut yang sama berati keadaan awal itu identik ”
Tabel keadaan Reduksi Tabel Keadaan
4. Menentukan tabel keadaan minimal, kemudian membuat diagram keadaan minimal
Tabel keadaan minimal Diagram keadaan minimal
5. Membuat tabel transisi
Tabel transisi
KeadaanAwal Qt
Keadaan Berikut Qt+1, Z
X = 0 X = 1A B , 0 I , 0B CF, 0 CF, 0
CF DEGHK, 0 DEGHK, 0DEGHK A , 0 A , 0
I J , 0 M , 0J DEGHK, 0 LNO, 0
LNO A , 1 A , 1M LNO, 0 LNO, 0
KeadaanAwal Qt
Keadaan
Qt+1, Z
Awal Qt Qt+1,Z (X = 0)
Qt+1,Z (X = 1)
X = 0 X = 1 Q2 Q1 Q0 D2 D1 D0 Z D2 D1 D0 ZA B, 0 I , 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0B C, 0 C, 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0C D, 0 D, 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0D A , 0 A , 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0I J , 0 M , 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0J D, 0 L, 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0L A, 1 A , 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1M L, 0 L, 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0
6. Menentukan jumlah FF, dan persamaan masing-masing masukan, serta persamaan
ouput Z.
D2 Q1 Q0XQ2 00 01 11 10
00 0 0 0 001 1 0 0 111 1 1 0 110 1 0 0 0
D2 = Q2Q0 + XQ1Q0 + XQ2Q1 D1 Q1 Q0XQ2 00 01 11 10
00 0 1 1 001 0 1 0 111 1 1 0 110 0 1 1 0
D1 = XQ2Q0 +XQ2Q1 + Q1Q0 +Q2Q0 + Q2Q1Q0
D0 Q1 Q0XQ2 00 01 11 10
00 1 1 0 001 1 0 0 111 0 1 0 110 0 1 0 0
D0 = XQ1Q0 + XQ2Q1 + XQ1Q0 + Q2Q1Q0
Z Q1 Q0XQ2 00 01 11 10
00 0 0 0 001 0 0 1 011 0 0 1 010 0 0 0 0
Z = Q2Q1Q0
Dari hasil penghitungan menggunakan peta karnaugh, maka dihasilkan formula
masukkan untuk masing-masing flip-flop adalah sebagai berikut:
D2 = Q2Q0 + XQ1Q0 + XQ2Q1 D1 = XQ2Q0 +XQ2Q1 + Q1Q0 +Q2Q0 + Q2Q1Q0D0 = XQ1Q0 + XQ2Q1 + XQ1Q0 + Q2Q1Q0Z = Q2Q1Q0
7. Mengimplementasikan formula dalam bentuk rangkaian
Dengan formula masukkan yang didapatkan untuk flip-flop :
a. D2 terdapat 1 buah gerbang OR dengan 3 input dari output 3 buah gerbang AND
b. D1 terdapat 1 buah gerbang OR dengan 5 input dari output 5 buah gerbang AND
c. D0 terdapat 1 buah gerbang OR dengan 4 input dari output 4 buah gerbang AND
d. Z terdapat 1 buah gerbang AND dengan 3 input dari output Q2, Q1 dan Q0
Terdapat X sebagai input, terdapat Z sebagai output ( Z akan nyala (berlogika 1)
sebagai indikasi bahwa detektor BCD bekerja, yaitu ketika lampu nyala berrati sudah
bukan BCD lagi). Kemudian C sebagai Clock yang berfungsi untuk mengeksekusi.
Rangkaiannya adalah sebagai berikut:
8. Mengamati tampilan pada seven segmen dan LED
Kondisi A, dengan :
C = 1
X = 0
Z = 0
Q2 = 0
Q1 = 0
Q0 = 0
Kondisi B, dengan :
C = 1
X = 0
Z = 0
Q2 = 0
Q1 = 0
Q0 = 1
Kondisi C, dengan :
C = 1
X = 0
Z = 0
Q2 = 0
Q1 = 1
Q0 = 1
Kondisi D, dengan :
C = 1
X = 0
Z = 0
Q2 = 0
Q1 = 1
Q0 = 1
Kembali pada kondisi A, dengan :
C = 1
X = 0
Z = 0
Q2 = 0
Q1 = 0
Q0 = 0
Kondisi I, dengan
C = 1
X = 1
Z = 0
Q2 = 1
Q1 = 0
Q0 = 0
Kondisi M, dengan
C = 1
X = 1
Z = 0
Q2 = 1
Q1 = 1
Q0 = 0
Kondisi L, dengan
C = 1
X = 0
Z = 0
Q2 = 0
Q1 = 0
Q0 = 0
Kembali ke kondisi L,dengan :
C = 1
X = 1
Z = 0
Q2 = 0
Q1 = 0
Q0 = 0
Kondisi I, dengan
C = 1
X = 1
Z = 0
Q2 = 1
Q1 = 0
Q0 = 0
Kondisi J, dengan :
C = 1
X = 1
Z = 0
Q2 = 1
Q1 = 0
Q0 = 0
Kondisi D, dengan :
C = 1
X = 0
Z = 0
Q2 = 0
Q1 = 1
Q0 = 1
Kembali pada kondisi A, dengan :
C = 1
X = 0
Z = 0
Q2 = 0
Q1 = 0
Q0 = 0
Kondisi I, dengan
C = 1
X = 1
Z = 0
Q2 = 1
Q1 = 0
Q0 = 0
Kondisi J, dengan :
C = 1
X = 1
Z = 0
Q2 = 1
Q1 = 0
Q0 = 0
Kondisi L, dengan
C = 1
X = 0
Z = 0
Q2 = 0
Q1 = 0
Q0 = 0
Kembali ke kondisi L,dengan :
C = 1
X = 1
Z = 0
Q2 = 0
Q1 = 0
Q0 = 0
Didapatkan dua cara agar detektor BCD dapat mengindikasikan yang non-BCD :
a. Dengan X = 1, clock sebanyak 3 kali (nilai terbaca 0,4,6) untuk clock selanjutnya
output (Z) berlogika 1 (nilai terbaca 7 ) mengindikasikan detektor BCD mendeteksi
non –BCD.
b. Dengan X = 1, clock sebanyak 2 kali kemudian menginstruksikan X = 0, clock
sebanyak sekali (nilai terbaca 0, 4, 5) kemudian menginstruksikan kembali X = 1,
maka output (Z) berlogika 1 (nilai terbaca 7 ) mengindikasikan detektor BCD
mendeteksi non –BCD.
9. Mengamati hubungan input, memori, dan output, dengan Logik analyser bila di beri
masukkan Word Generator.
Sesuai masukan dari word generator maka terlihat pada red indikator, seven segment
dan logic analyzer seperti berikut:
00000001
00000001
00000001
00000001
00100001
0010
0001
00100001
00100001
0010
0001
00000001
00000001
0000
0001
00100001
00000001
0010
0001
00100001
00000000
0000
Dari tampilan yang ada bisa disimpulkan bahwa rangkaian yang dibuat merupakan
rangkaian detektor BCD, dimana ketika ada bilangan non-BCD output Z akan berlogika
1 dan sebaliknya ketika ada bilangan BCD, output Z akan berlogika 0. Tampilan yang
dihasilkan dengan pengaturan clock dan input X sesuai dengan diagram keadaan
minimal.
G. KESIMPULAN
1. Rangkaian detektor BCD merupakan rangkaian filter (penyaring dari input X), dimana
output Z akan berlogika (level) = 0 apabila kode yang dimasukkan merupakan kode
BCD, dan output Z akan berlogika (level) = 1 apabila kode yang dimasukkan bukan
merupakan kode BCD.
2. Pada implementasinya, rangkaian detektor BCD dapat dibangun dari 4 buah Flip –
Flop dan beberapa gerbang logika yang dikombinasikan berdasarkan data
perencanaan (penyederhanaan).
3. Langkah-langkah melakukan perancangan rangkaian sekuensial mode clock adalah
sebagai berikut:
a. Mendiskripsikan fungsi detektor BCD
b. Membuat diagram keadaan
c. Tabel keadaan
d. Reduksi Tabel Keadaan
e. Tabel keadaan minimal
f. Diagram keadaan minimal
g. Tabel transisi
h. Perumusan formula masukan menggunakan peta karnaugh