ripte (ranguman ilmu pengetahuan teknik elektro)
Post on 15-Apr-2017
171 Views
Preview:
TRANSCRIPT
RIPTE (RANGUMAN ILMU PENGETAHUAN TEKNIK ELEKTRO)
• Gerbang Logika• Adder• Decoder dan Encoder• Multiplexer dan Demultiplexer• Flip-Flop
Oleh :
Rizky Jalu Putra Safian1303030013
GERBANG LOGIKA DASAR
Gerbang Logika € blok dasar untuk membentuk rangkaianelektronika digital
➢ Sebuah gerbang logika mempunyai satu terminal output dan satu atau lebih terminal input
➢ Output-outputnya bisa bernilai HIGH (1) atau LOW (0) tergantung dari level-level digital pada terminal inputnya.
➢ Ada 7 gerbang logika dasar : AND, OR, NOT, NAND,NOR, Ex-OR, Ex-NOR
tputinp
Gerbang logika
ouut
Gerbang AND
Input A Input B
Output X
Simbol gerbang logika AND
Operasi AND :• Jika Input A AND B keduanya HIGH, maka output X akan HIGH• Jika Input A atau B salah satu atau keduanya LOW maka output
X akan LOW
Tabel Kebenaran gerbang AND – 2 input
INPUT OutputXA B
0 0 00 1 01 0 01 1 1
Cara kerja Gerbang AND :
1 1
0 0
A BX = A.B
5 V
X=A.B
Analogi elektrikal gerbang AND
+5V
A
B
Gerbang AND dengan switch Transistor
Gerbang AND dengan banyak Input
X = A.B.C.D
A
B C D AND – 4 input
X = A.B.C.D.E.F.G.H
AB C D E F GH AND – 8 input
Tabel Kebenaran AND-4 input
INPUT OutputXA B C D
0 0 0 0 00 0 0 1 00 0 1 0 00 0 1 1 00 1 0 0 00 1 0 1 00 1 1 0 00 1 1 1 01 0 0 0 01 0 0 1 01 0 1 0 01 0 1 1 01 1 0 0 01 1 0 1 01 1 1 0 01 1 1 1 1
Gerbang OR
Input A Input B
Output X
Simbol gerbang logika OR
Operasi OR :• Jika Input A OR B atau keduanya HIGH, maka output X akan HIGH• Jika Input A dan B keduanya LOW maka output X akan LOW
Tabel Kebenaran gerbang OR – 2 input
INPUT OutputXA B
0 0 00 1 11 0 11 1 1
Cara kerja Gerbang OR : 0
A
X = A+B5 V
1
10
B
X=A+B
Analogi elektrikal gerbang OR
+5V
A
B
Gerbang OR dengan switch Transistor
Gerbang OR dengan banyak Input
X = A+B+C
A BC
OR – 3 input
X = A+B+C+D+E+F+G+H
AB C DEF GH OR – 8 input
Tabel Kebenaran OR-3 input INPUT Output
XA B C
0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 1
Gerbang NOT / INVERTER
Input A Output X
Simbol gerbang logika NOT
Operasi NOT :• Jika Input A HIGH, maka output X akan
LOW• Jika Input A LOW, maka output X akan
HIGH
X = A
Tabel Kebenarangerbang NOT / INVERTER
INPUTA
OutputX
0 11 0
Gerbang NAND
Input A Input B
Input A Input B
Output XOutput XATAU
Simbol gerbang logika NAND
Operasi NAND :• Merupakan Inversi (kebalikan) dari operasi AND• Jika Input A AND B keduanya HIGH, maka output X akan LOW• Jika Input A atau B atau keduanya LOW, maka output X akan HIGH
Tabel Kebenaran gerbang NAND X= A.B
INPUT OutputXA B
0 0 10 1 11 0 11 1 0
Gerbang NAND dengan banyak Input
X = A.B.C
A
B C
NAND – 3 inputX = A.B.C.D.E.F.G.H
AB C D E F GH NAND – 8 input
Tabel Kebenaran NAND-3 input INPUT Output
XA B C
0 0 0 10 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 0
Gerbang NOR
Input A Input B
Input A Input B
Output XOutput XATAU
Simbol gerbang logika NOR
Operasi NOR :• Merupakan Inversi (kebalikan) dari operasi OR• Jika Input A dan B keduanya LOW, maka output X akan HIGH• Jika Input A OR B salah satu atau keduanya HIGH,
maka output X akan LOW
Tabel Kebenaran gerbang NOR X=A+B
INPUT OutputXA B
0 0 10 1 01 0 01 1 0
Gerbang Ex-OR
Input A Input B
Output X
Simbol gerbang logika Ex-OR
Operasi Ex-OR :• Ex-OR adalah kependekan dari Exclusive OR• Jika salah satu dari kedua inputnya HIGH (bukan kedua-
duanya), maka output X akan HIGH• Jika kedua inputnya bernilai LOW semua atau HIGH
semua, maka output X akan LOW
Tabel Kebenaran Gerbang Ex-OR
Persamaan Logika Ex-OR
X = A + B
A
B
X
Berdasarkan Tabel Kebenaran di atas (yang bernilai output = 1), Ex-OR dapat disusun dari gerbang dasar : AND, OR dan NOT
Persamaan EX-OR (dari AND, OR dan NOT) :X = AB + AB
AB X
Gerbang Ex-OR dari AND, OR, NOT
Simbol logika Ex-OR
INPUT OUTPUTA B X0 0 00 1 11 0 11 1 0
Gerbang Ex-NOR
Input A Input B
Output X
Simbol gerbang logika Ex-NOR
Operasi Ex-NOR :• Ex-NOR merupakan kebalikan dari Ex-OR• Jika salah satu dari kedua inputnya HIGH (bukan kedua-
duanya), maka output X akan LOW• Jika kedua inputnya bernilai LOW semua atau HIGH
semua, maka output X akan HIGH
Tabel Kebenaran Gerbang Ex-NOR
Persamaan Logika Ex-NOR
X = A + B
Berdasarkan Tabel Kebenaran di atas (yang bernilai output = 1), Ex-NOR dapat disusun dari gerbang dasar : AND, OR dan NOT Persamaan EX-NOR (dari AND, OR dan NOT) :
X = AB + AB
A
B
X
A
B X
Gerbang Ex-NOR dari AND, OR, NOT
Simbol logika Ex-NOR
INPUT OUTPUTA B X0 0 10 1 01 0 01 1 1
RINGKASAN JENIS GERBANG LOGIKA
INPUT OutputXA B
0 0 00 1 11 0 11 1 1
INPUTA
OutputX
0 11 0
INPUT OutputXA B
0 0 10 1 11 0 11 1 0
No
NAMA TIPE IC Simbol Logika
Persamaan
Tabel Kebenaran
1 AND 7408AB X X=A.B
INPUT OutputXA B
0 0 00 1 01 0 01 1 1
2 OR 7432AB X X=A+B
3 NOT 7404 A X X=A
4 NAND
7400A XB
X=A.B
RINGKASAN JENIS GERBANG LOGIKA……cont
INPUT OutputXA B
0 0 10 1 01 0 01 1 0
INPUT OUTPUTA B X0 0 00 1 11 0 11 1 0
No
NAMA TIPE IC
Simbol Logika
Persamaan
Tabel Kebenaran
5 NOR 7402A XB
X=A+B
6 Ex-OR 7486A XB X=A + B
7 Ex-NOR
A XB X=A + B
INPUT OUTPUTA B X0 0 10 1 01 0 01 1 1
ANALISA PE-WAKTU-AN
Cara penganalisaan response output terhadap kombinasi input-inputnya pada periode waktu tertentu,Cara penganalisaaan yang lain adalah dengan Tabel KebenaranPeralatan yang digunakan disebut : Timing Diagram (Diagram pe-waktu-an).
Bentuk Timing Diagram :1
A
X1
0
01
B0
t1 t2 t3 t4t5
t0
INPUT
OUTPUT
Merupakan Rangkaian Logika kombinasi yang
berfungsi melakukan operasi bilangan biner
Penjumlahan biner 1-bit terdiri atas :Half Adder Full Adder
Rangkaian Penjumlah yang tidakmenyertakan
bawaan sebelumnya (previous carry) pada Inputnya
Rangkaian Penjumlah yang meyertakan bawaan
sebelumnya.
Implementasi XOR dengan Full Adder
Rangkaian Logika yang melakukanproses
penjumlahan data biner n-bit Contoh : Full Adder Paralel 4-bit memiliki Input
A3, A2, A1, A0 untuk Input A dan B3, B2, B1, B0 untuk Input B serta S3, S2, S1, S0 untuk Output S
Cn
Cn
S3S
A3
B3
AB FA 1-Bit
CP
S2S
A2
B2
AB FA 1-Bit
CP
Cn
S1S
A1
B1
AB FA 1-Bit
CP
Cn
S0S
AB FA 1-Bit
CP
Co (Carry out)
A0
B0
(Carry in)
A3 A2 A1 A0
B3 B2 B1B0
S3FA Paralel
S2 4-BitS1
S0
Co
Ci
Skema Rangkaian
Simbol Rangkaian
+
Operasi Full Adder 4-Bit dapat ditunjukkan dalam
proses Penjumlahan Sebagai berikut3
2
Pada Full Adder 4 bit di atas, Augend dan addend
Bilangan Positif, Hasilnya juga Positif
Ci A B
== A3A2A1A0= B3B2B1B0
0= 0011= 0010
SCO
= S3S2S1S0=
= 01010
dan S disimpan dalamsuatu
Data pada A, B, Ci,Co
Register Register merupakan Elemen Digital yang berfungsi menyimpan data dalam bentuk Biner (0 dan 1)
Tanda Bilangan Positif 0 Tanda Bilangan Negatif 1 Sehingga diperlukan Register dengan panjang n+1
Bit (Bilangan Biner + Tanda) dimana Tanda Bilangan merupakan MSB
Encoder
Encoder merupakan rangkaian logika yang berfungsi mengubah data yang ada pada inputnya menjadi kode biner pada outputnyaInputan 2n akan menghasilkan n output
Simbol
Encoder 8 to 3
I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
Y0
Y1
Y2
Encoder 4 to 2
I0
I1
I2
I3
Y0
Y1
Tabel kebenaran & Rangkaian
INPUT OUTPT
1 2 3 4 5 6 7 8 C B A
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0
0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1
IC Encoder
Decoder
Adalah rangkaian logika yang berfungsi mengkode ulang atau menafsirkan kode-kode binerpada inputnya menjadi data asli pada outputnya.Decoder merupakan kebalikan dari fungsi encoder
Simbol
Decoder 3 to 8
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
I0
I1
I2Decoder 2 ke 4
I0
I1
Y0
Y1
Y2
Y3
Tabel Kebenaran
INPUT OUT PUT
X Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0
1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1
Rangka
i!!!
IC Decoder
Multiplexer (MUX)
Rangkaian logika dengan fungsi memilih data yang ada pada inputnya untuk disalurkan ke output dengan bantuan sinyal pemilih/sinyal kontrolJumlah input MUX adalah 2n dengan n adalah jumlah bit sinyal pemilih
Simbol MUX
MUX 2 ke 1I0
I1
Y
S
MUX 4 ke 1
I0
I1
I2
I3
Y
S1 S0
MUX 8 ke 1
I0
I1
I2
I3 Y
S2 S1
I4
I5
I6
I7
S0
Cara Kerja
MUX dapat diumpamakan seperti saklar, dalam hal ini pemindahan saklar dilakukan dengan memberikan sinyal pemilih (S).Pemberian sinyal pada S menyebabkan data yang diinputkan pada input dipilih untuk disalurkan pada Y
Tabel Kebenaran & Rangkaian
PEMILIH OUTPUT
S1 S0 Y
0 0 I0
0 1 I1
1 0 I2
1 1 I3
IC MUX
Demultiplexer (DEMUX)
Rangkaian logika yang berfungsi menyalurkan data yang ada pada input ke salah satu dari beberapa output dengan bantuan sinyal pemilih/sinyal kontrolJumlah output DEMUX adalah 2n dengan n adalah jumlah bit sinyal pemilih
Simbol DEMUX
DEMUX 1 ke 2Y0
Y1
I
S
DEMUX 1 ke 4
Y0
Y1
Y2
Y3
I
S1 S0
DEMUX 1 ke 8
Y0
Y1
Y2
Y3
S2 S1
Y4
Y5
Y6
Y7
S0
I
Cara Kerja
Pemberian sinyal pemilih (S) menyebabkan data yang diinput pada I didistribusikan ke output Yx sehingga Y=Ix
Ketika sebuah output demux sedang menyalurkan data inputnya, maka output-output yang lain akan bernilai rendah (0)s
Tabel Kebenaran & Rangkaian
PEMILIH OUT PUT
S1 S0 Y0 Y1 Y2 Y3
0 0 1 0 0 0
0 1 0 1 0 0
1 0 0 0 1 0
1 1 0 0 0 1
IC DEMUX
FLIP-FLOP
oDasar dari rangk berurutoDisusun dari r. kombinasi dengan umpan balik→ ada tundaan waktu (time delay)
→ tundaan waktu ada pada setiap gerbangoRangkaian yang mempunyai 2 keluaran saling komplemen (satu komplemen dari yang lain), masukan boleh 1, boleh 2
oAda 4 bentuk dasar flip-flop: Flip-flop RS (urut abjad singkatan Set Reset) Flip-flop JK (hanya huruf abjad, mirip RS) Flip-flop T (Toggle) Flip-flop D (Delay atau Data)
Flip-flop RSDasar dari semua flip-flopDisusun dari NOR atau NAND
Flip-flop NOR
.
A(S)
B(R )
Q
Q
A B Q Q0 0 0 00 0 1 1
0 1 0 00 1 1 0
1 0 0 11 0 1 11 1 0 01 1 0 0
AB= 00, jika Q= 0 → Q= 1 → Q= 0 stabil pada Q=0Q= 1 → Q= 0 → Q= 1 stabil pada Q=1
AB= 01, jika Q= 0 → Q= 1 → Q= 0 stabil pada Q=0 Q= 1 → Q= 0 → Q= 0 → Q= 1 → Q= 0
stabil pada Q=1 AB= 10, jika Q= 0 → Q= 0 → Q= 1 stabil pada Q=1
Q= 1 → Q= 0 → Q= 1 stabil pada Q=1AB= 11, jika Q= 0 → Q= 0 → Q= 0 stabil pada Q=0 dan Q=0
Q= 1 → Q= 0 → Q= 0 stabil pada Q=0 dan Q=0 AB=11 terlarang karena kedua keluaran 0 melanggar ketentuan komplementasi.
A B Q Q0 0 Q- Q- Hold
0 1 0 1 Set1 0 1 0 Reset1 1 - - Forbidden
Flip-flop NAND
Set Q→1Reset Q→0
A
B Q
Q
S Q
R Q
S R Q Q0 0 - -
0 1 1 0 1 0 0 1
1 1 Q- Q-
S R Q Q0 0 Q- Q- Hold
0 1 0 1 Set1 0 1 0 Reset1 1 - - Forbidden Simbol
umum
Logika negatif
Persamaan Keadaan BerikutKeadaan berikut
R S Q Q+
0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 01 0 1 01 1 0 -1 1 1 -
Q RS 00 01 11 100 1 x
1 1 1 x
Q+= S + RQ RS= 0
Q Q+ R S0 0 x 00 1 0 11 0 1 01 1 0 x
Flip-flop RS Tertabuh(Clocked RS Flip-flop)
CK= 0 → R’= 0 S’= 0 : HoldCK= 1 → R’= R S’= S → berfungsi seperti tak
tertabuh
S
RQ
Q
CK
R’
S’
S Q
>CK
R Q
Flip-flop T (Toggle)Jika T=1 Toggle: Q+= Q →RS= 01 atau 10jika T= 0 Hold: Q+= Q →RS= x0 untuk Q=0 atau 0x untuk Q=1
S Q
R Q
T
T Q Q+ R S0 0 0 x 00 0 1 x 0 0 1 0 0 x0 1 1 0 x1 0 0 0 1 1 0 1 0 11 1 0 1 0 1 1 1 1 0
00 01 11 10
0 0 0 x x
1 1 1 0 0
00 01 11 10
0 x x 0 0
1 0 0 1 1
R= TQ
QQ+
T
S = TQ
QQ+
T
Q
T
Q
T
Simbol
Q Q+ T0 0 0 0 1 11 0 1 1 1 0
Flip-flop JKMengatasi kelemahan RS yang melarang kedua input berlogika 1, dengan membuatnya bekerja toggle untuk masukan tersebut. Masukan diberi nama J dan K: J ~ S dan K ~ R.
J K Q Q+ R S0 0 0 0 x 00 0 1 1 0 x0 1 0 0 x 00 1 1 0 1 01 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 x1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0
00 01 11 100 x x 0 0
1 0 1 1 0
R= KQ
JKQ
00 01 11 10
0 0 0 1 1
1 X 0 0 X
S= JQ
QQ+
T
Rangkaian dan simbol flip-flop JK
Q Q+ J K0 0 0 x0 1 1 x1 0 x 11 1 x 0
S Q
R QK
J
J Q
K Q
Simbol
J K Q+
0 0 Q Hold0 1 0 Reset1 0 1 Set1 1 Q Toggle
00 01 11 10
0 0 0 1 1
1 1 0 0 1
JKQ
Q+= JQ + KQ
Flip-flop JK tertabuh
Simbol
J Q
>CK
K Q
Flip-flop Induk Budak:Induk dikopikan ke budak pada periode CK= 0Tidak peka atas perubahan masukan sesaat
S Q
R QK
J
CK
S M
R MK
J
CK
S L
R L
Q
Q
Flip-flop D (Delay)
Digunakan untuk memori Hanya 1 masukan dataKeluaran mengikuti masukan selama CK aktif: Q+= D
D Q
>CK Q
CK
DQ
Q
D Q Q+
0 0 00 1 01 0 11 1 1
Rangkuman Flip-flop:
Q Q+ R S
0 0 x 00 1 0 11 0 1 01 1 0 x
Q Q+ D0 0 00 1 11 0 01 1 1
Q Q+ J K0 0 0 x0 1 1 x1 0 x 11 1 x 0
Q+= S + RQRS= 0
Q+= JQ + KQ
Q Q+ T0 0 0 0 1 11 0 1 1 1 0
Q+= T + Q Q+= D
Sumber
https://four07.files.wordpress.com/2012/02/sistem-digital-11-121.ppt
https://abuburhan1397.files.wordpress.com/2011/07/presentasi-bab6-flip-flop.ppt
http://www.kelasonline.net/wp-content/uploads/materi-kuliah/komparator.pdf
http://dimasfirmanda.lecture.ub.ac.id/files/2012/10/7.-Elektronika-Digital-Dekoder-Enkoder-7Segment.pptx
https://files2.smallpdf.com/files/8ddd87f2bd032eb063a09b9886b85dde.pptx?name=Gerbang%20Logika%20Dasar.pptx
top related