BAB I : APLIKASI GERBANG LOGIKA

Salah satu jenis IC dekoder yang umum di pakai adalah 74138, karena IC inimempunyai 3 input biner dan 8 output line, di mana nilai output adalah 1untuk salah satu dari ke 8 jenis kombinasi inputnya.Pengertian dekoder dapat di bentuk dari susunan gerbang logika dasar ataumenggunakan IC yang banyak jual di pasaran, seperti dekoder 74LS48,74LS154, 74LS138, 74LS155 dan sebagainya. Dengan menggunakan IC, kitadapat merancang sebuah dekoder dengan jumlah bit dan keluaran yang diinginkan. Contohnya adalah dengan merancang sebuah dekoder 32 salurankeluar dengan IC dekoder 8 saluran keluaran.

Enkoder adalah rangkaian yang memiliki fungsi berkebalikan dengan dekoder.Enkoder berfungsi sebagai rangakain untuk mengkodekan data input mejadi data bilangandengan format tertentu.Encoder dalam rangkaian digital adalah rangkaian kombinasi gerbang digital yang memilikiinput banyak dalam bentuk line input dan memiliki output sedikit dalam format bilanganbiner. Encoder akan mengkodekan setiap jalur input yang aktif menjadi kode bilanganbiner.

Dalam teori digital banyak ditemukan istilah encoder seperti “Desimal to BCD Encoder”yang berarti rangkaian digital yang berfungsi untuk mengkodekan line input dengan jumlahline input desimal (0-9) menjadi kode bilangan biner 4 bit BCD (Binary Coded Decimal).Atau “8 line to 3 line encoder” yang berarti rangkaian encoder dengan input 8 line danoutput 3 line (3 bit BCD).

Rangkaian encoder diatas merupakan implementasi dari tabel kebenaran diatas danpersamaan logika encoder Desimal ke BCD. jalur input X0 tidak dihubung ke rangkaiankarena alasan efisiensi komponen, hal ini karena apabil input X0 ditekan maka tidak akanmengubah nilai output yaitu output tetap bernilai BCD 0 (0000). Rangkaian encoderdiatas hanya akan bekerja dengan baik apabila hanya 1 jalur input saja yang mendapatinput, hal ini karena rangkaian encoder diatas bukan didesain sebagai priority encoder.IC Encoder salah satunya adalah RF803E .

2. MULTIPLEKSER DAN DEMULTIPLEKSERMultiplekser adalah suatu peranti yang mampu menyalurkan beberapa jalurdata ke satu jalur luaran. Multiplekser mempunyai satu atau lebih sinyalmasukan yang terhubung pada masukannya. Pemilihan saluran masukandilakukan oleh sinyal kontrol. Suatu multiplekser dengan 2n saluran masukanmemerlukan n sinyal kontrol.

Multiplexer (MUX) atau selector data adalah suatu rangkaian logika yangmenerima beberapa input data, dan untuk suatu saat tertentu hanyamengizinkan satu data input masuk ke output, yang diatur oleh input selektor.Oleh karena itu, MUX memiliki fungsi sebagai pengontrol digital. MUX memilikikanal input lebih besar dari 1 (minimal 2 atau kelipatan 2), dan hanya memiliki 1kanal output. Jumlah selektor dilihat dari banyaknya kanal input (n).

IC 74LS151 merupakan data selector/multiplekser yang memilih satu dari 8saluran masukan dengan menggunakan 3 sinyal kontrol.

Penggunaan MultiplekserMultiplekser dapat digunakan pada :

a. Seleksi datab. Data routing (perjalanan data)c. Multiplekser biasanya menentukan perjalanan data dari satu sumber data

diantara beberapa sumber ke satu tujuan.d. Operation sequencing (pengurutan operasi)e. Konversi parallel ke serif. Kebanyakan system digital memproses data biner secara parallel (seluruh

bit secara serentak), karena teknik ini lebih cepat. Tetapi apabila data iniharus disalurkan ke tempat-tempat yang relative jauh, susunan parallel inimenjadi tidak efektif, karena memerlukan banyak saluran transmisi.Olehkarena itu, data biner berbentuk parallel sering diubah menjadi bentuk serisebelum disalurkan ke tujuan yang jauh.

g. Menghasilkan bentuk gelombangh. Menghasilkan fungsi logika

Demultiplekser adalah suatu rangkaian yang mendistribusikan satu masukanke lebih dari satu luaran. Demultiplekser disebut juga data distributor. Pemilihansaluran luaran dilakukan oleh sinyal kontrol. Sinyal kontrol merupakan masukanyang berfingsi untuk mengarahkan setiap sinyal masukan pada saluran luaranyang dipilih. Suatu demultiplekser dengan n sinyal kontrol akanmemiliki 2n saluran luaran.

Demultiplekser (De-Mux) atau disebut juga distributor data. De-Mux memilikisatu kanal input yang didistribusikan ke beberapa kanal output. Selektor inputmenentukan ke output mana input data akan didistribusikan. Jumlah selektordilihat dari banyaknya kanal output.

IC 74LS138 merupakan demultiplekser yang digunakan untuk menyalurkan satudata ke 8 jalur luaran.

3. Half dan Full AdderPenjumlah atau Adder adalah komponen elektronika digital yang dipakaiuntuk menjumlahkan dua buah angka dalam sistem bilangan biner.Dalam komputer dan mikroprosesor, Adder biasanya berada di bagian ALU(Arithmetic Logic Unit).

Pada Half-Adder, berdasarkan dua input A dan B, maka output Sum, S dariAdder ini akan dihitung berdasarkan operasi XOR dari A dan B. Selain outputS, ada satu output yang lain yang dikenal sebagai C atau Carry, dan C inidihitung berdasarkan operasi AND dari A dan B. Pada prinsipnya output Smenyatakan penjumlahan bilangan pada input A dan B, sedangkan output Cmenyatakan MSB (most significant bit atau carry bit) dari hasil jumlah itu.

Ketika salah satu atau lebih input bernilai nol maka keluaran pada gerbang NANDpertama akan bernilai satu. Karenanya kemudian input di gerbang kedua danketiga akan bernilai satu dan mendapat input lain yang salah satunya bernilai nolsehingga PASTI gerbang NAND yang masukannya nol tadi menghasilkan nilaisatu. Sedangkan gerbang lain akan benilai nol karena mendapat input satu dansatu maka keluaran di gerbang NAND terakhir akan bernilai satu, karena salahsatu inputnya bernilai nol.

Untuk menghitung carry digunakan sebuah gerbang AND yang karakterutamanya adalah bahwa iahanya akan menghasilkan nilai satu ketika keduamasukannya bernilai satu. Jadi carry satu hanya akan dihasilkan daripenjumlahan dua digit bilangan biner sama-sama bernilai satu, yang dalampenjumlahan utamanya akan menghasilkan nilai nol.

Full adder merupakan rangkaian elektronika yang menjumlahkan 2 bilangan yangtelah dikonversikan kedalam bilangan biner dengan menjumlahkan 2 bit inputditambah dengan nilai carry-out dari penjumlahan bit sebelumnya. outputnyaadalah hasil dari penjumlahan (sum) dan bit kelebihannya (carry-out).

Full Adder adalah sebuah rangkaian digital yang melaksanakan operasipenjumlahan aritmetika dari 3 bit input. Full adder terdiri dari 3 buah input dan 2buah output. Variabel input dari Fulladder dinyatakan oleh variabel A, B dan C in.Dua dari variabel input ( A dan B ) mewakili 2 bit signifikan yang akanditambahkan, input ketiga, yaitu C mewakili Carry dari posisi yang lebih rendah.Kedua output dinyatakan dengan simbol S (Sum) dan Cn (Carry).Rangkaian Full-Adder mampu menampung bilangan Carry dari hasil penjumlahan sebelumnya.Jadi jumlah inputnya ada 3 : A, B dan Ci, sementara bagian output ada 2 : S danCo. Ci ini dipakaiuntuk menampung bit Carry dari penjumlahan sebelumnya.Fulladder biasanya dapat menjumlahkan banyak bilangan biner dimana 8, 16, 32, danjumlah bit biner lainnya. Pada Sum digunakan gerbang logika Ex-OR dan padacarry digunakan gerbang logika AND dan menggunakan gerbang logika OR untukmenjumlahkan tiap-tiap.

4. Seven segment dan driverPengertian Seven Segment Display – Seven Segment Display (7 SegmentDisplay) dalam bahasa Indonesia disebut dengan Layar Tujuh Segmenadalah komponen Elektronika yang dapat menampilkan angka desimalmelalui kombinasi-kombinasi segmennya. Seven Segment Display padaumumnya dipakai pada Jam Digital, Kalkulator, Penghitung atau CounterDigital, Multimeter Digital dan juga Panel Display Digital seperti padaMicrowave Oven ataupun Pengatur Suhu Digital . Seven SegmentDisplay pertama diperkenalkan dan dipatenkan pada tahun 1908 oleh Frank.W. Wood dan mulai dikenal luas pada tahun 1970-an setelah aplikasinya padaLED (Light Emitting Diode).

Dekoder BCD ke seven segment digunakan untuk menerima masukan BCD 4-bit dan memberikan keluaran yang melewatkan arus melalui segmen untukmenampilkan angka desimal. Jenis dekoder BCD ke seven segment ada duamacam yaitu dekoderyang berfungsi untuk menyalakan seven segment modecommon anoda dan dekoder yang berfungsi untuk menyalakan seven segmentmode common katoda.IC 74LS47 merupakan dekoder BCD ke seven segment yang berfungsi untukmenyalakan sevent segment mode common anode. Gambar dan konfigurasipena-pena IC 74LS47 ditunjukkan pada gambar berikut :

Dekoder BCD ke seven segment mempunyai masukan berupa bilangan BCD 4-bit (masukan A, B, C dan D). Bilanga BCD ini dikodekan sehingga membentukkode tujuh segmen yang akan menyalakan ruas-ruas yang sesuai pada sevensegment.

Masukan BCD diaktifkan oleh logika ‘1’, dan keluaran dari dekoder 7447 adalahaktif low. Tiga masukan ekstra juga ditunjukkan pada konfigurasi pin IC 7447yaitu masukan (lamp test), masukan (blanking input/ripple blanking output), dan(ripple blanking input).

Berikut adalah Tabel kebenaran dari IC 74LS47 :

Berikut adalah tampilan seven segment :

5. Flip FlopAdalah suatu rangkaian yang dapat menyimpan state biner (sepanjangmasih terdapat power pada rangkaian) sampai terjadi perubahan pada sinyalinputnya.

Berbeda dengan uraian materi sebelumnya yang bekerja atas dasar gerbanglogika dan logika kombinasi, keluarannya pada saat tertentu hanyatergantung pada harga-harga masukan pada saat yang sama. Sistem sepertiini dinamakan tidak memiliki memori. Disamping itu bahwa sistem tersebutmenghafal hubungan fungsional antara variabel keluaran dan variabelmasukan.Sedangkan fungsi rangkaian flip-flop yang utama adalah sebagai memori(menyimpan informasi) 1 bit atau suatu sel penyimpan 1 bit.

Macam - macam Flip-Flop:1. RS Flip-Flop

RS Flip-Flop yaitu rangkaian Flip-Flop yang mempunyai 2 jalan keluar Q danQ (atasnya digaris). Simbol-simbol yang ada pada jalan keluar selaluberlawanan satu dengan yang lain. RS-FF adalah flip-flop dasar yangmemiliki dua masukan yaitu R (Reset) dan S (Set). Bila S diberi logika 1 dan Rdiberi logika 0, maka output Q akan berada pada logika 0 dan Q not padalogika 1. Bila R diberi logika 1 dan S diberi logika 0 maka keadaan outputakan berubah menjadi Q berada pada logik 1 dan Q not pada logika 0.Sifat paling penting dari Flip-Flop adalah bahwa sistem ini dapat menempatisalah satu dari dua keadaan stabil yaitu stabil I diperoleh saat Q =1 dan Q not= 0, stabil ke II diperoleh saat Q=0 dan Q not = 1 yang diperlihatkan padagambar berikut:

Yang dimaksud kondisi terlarang yaitu keadaaan yang tidak diperbolehkankondisi output Q sama dengan Q not yaitu pada saat S=0 dan R=0. Yangdimaksud dengan kondisi memori yaitu saat S=1 dan R=1, output Q dan Qnotakan menghasilkan perbedaan yaitu jika Q=0 maka Qnot=1 atau sebaliknyajika Q=1 maka Q not =0.

2. CRS Flip-FlopCRS Flip-flop adalah clocked RS-FF yang dilengkapi dengan sebuahterminal pulsa clock. Pulsa clock ini berfungsi mengatur keadaan Set danReset. Bila pulsa clock berlogik 0, maka perubahan logik pada input R dan Stidak akan mengakibatkan perubahan pada output Q dan Qnot. Akan tetapiapabila pulsa clock berlogik 1, maka perubahan pada input R dan S dapatmengakibatkan perubahan pada output Q dan Q not.

3. D Flip-FlopD flip-flop adalah RS flip-flop yang ditambah dengan suatu inventer padareset inputnya. Sifat dari D flip-flop adalah bila input D (Data) dan pulsa clockberlogik 1, maka output Q akan berlogik 1 dan bilamana input D berlogik 0,maka D flip-flop akan berada pada keadaan reset atau output Q berlogik 0.

4. T Flip-FlopRangkaian T flip-flop atau Togle flip-flop dapat dibentuk dari modifikasiclocked RSFF, DFF maupun JKFF. TFF mempunyai sebuah terminal input Tdan dua buah terminal output Q dan Qnot. TFF banyak digunakan padarangkaian Counter, frekuensi deviden dan sebagainya.

5. J-K Flip-FlopJK flip-flop sering disebut dengan JK FF induk hamba atau Master Slave JKFF karena terdiri dari dua buah flip-flop, yaitu Master FF dan Slave FF. MasterSlave JK FF ini memiliki 3 buah terminal input yaitu J, K dan Clock.Sedangkan IC yang dipakai untuk menyusun JK FF adalah tipe 7473 yangmempunyai 2 buah JK flip-flop dimana lay outnya dapat dilihat padaVodemaccum IC (Data bookc IC). Kelebihan JK FF terhadap FF sebelumnyayaitu JK FF tidak mempunyai kondisi terlarang artinya berapapun input yangdiberikan asal ada clock maka akan terjadi perubahan pada output.