konsep digital dan gerbang logika
TRANSCRIPT
![Page 1: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/1.jpg)
BAB 1. KONSEP DASAR DIGITAL
Materi :1.Representasi Bentuk Digital dan Analog2.Bentuk Sinyal Digital3.Transmisi Serial & Paralel4.Switch dalam Rangkaian Elektronika5.Gerbang Logika Dasar6.Tabel Kebenaran7.Analisa Pe-waktu-an
![Page 2: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/2.jpg)
Pendekatan Representasi Numerik
Representasi ANALOG :Besarannya dinyatakan dalam tegangan, arus ataugerakan meter yang proporsional dengan nilai daribesaran itu sendiri.
Contoh :Speedometer sepedamotor (kecepatan sepeda
motor ditunjukkan oleh gerakan jarum)Thermostat ruangan (temperatur ruangan ditunjukkan
oleh gerakan strip metalnya) Microfon pada peralatan audio
![Page 3: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/3.jpg)
Representasi DIGITALBesarannya tidak hanya ditunjukkan dalam nilaiyang proporsional saja, tetapi juga dalam simbolyang dinamakan digit.
Contoh :-Jam digital-Kalkulator-Counter pulsa telepon
![Page 4: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/4.jpg)
Beda sistim Analog dan Digital
Sistim DIGITALKombinasi dari sejumlah peralatan yang didisain untukmemanipulasi informasi logika atau besaran fisik yang dinyatakan dalam bentuk digital; nilainya berupa nilai-nilai diskrit. Sebagian besar berupa peralatan elektronik, juga bisa mekanik, magnetik atau pneumatik.Contoh : komputer, kalkulator, audio dan video digital, sistimtelepon.
Sistim ANALOGTerdiri dari sejumlah peralatan untuk memanipulasi besaran fisikyang dinyatakan dalam bentuk analog. Besarannya bisabervariasi dalam rentang nilai yang kontinyu.Contoh : audio amplifier, magnetic tape recording, switch lampu
![Page 5: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/5.jpg)
Keunggulan Sistem Digital
1.Mudah dalam mendisain2.Mudah dalam penyimpanan informasi3.Ketepatan dan akurasi tinggi4.Pengoperasiannya dapat diprogram5.Lebih tahan terhadap noise6.Dapat dibuat dalam chip IC
![Page 6: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/6.jpg)
Bagaimana mem-proses sistim analog menggunakan teknik digital ?
Ada 3 langkah :1. Ubah input analog menjadi bentuk digital2. Lakukan pemrosesan informasi digital3. Ubah kembali output digital ke dalam bentuk analog
PeralatanUkur
A/D Converter
DigitalProcessing
D/A Converter Controller
Analog Analog Digital
Digital
Analog
temperatur
Pengaturantemperatur
Konversi A/D – D/A
![Page 7: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/7.jpg)
Bentuk Sinyal Digital
0 V0,8 V
2 V
5 V
Biner ‘0’
Biner ‘1’
Tidak digunakan
t0 t1 t2 t3 t40 0 0
1 14 V
t
Vo(t)
Alokasi tegangan dalam sistim digital Timing diagram sinyal digital
![Page 8: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/8.jpg)
Rangkaian DigitalDidisain untuk menghasilkan output digital yang bervariasi, yaitu ‘0’ atau ‘1’
0 V
4 V
vi
vo
5 V
0 Vt
Case 1
0,5 V
4 V
vi
vo
3,7 V
0 Vt
Case 2
RangkaianDigital
vi vo
![Page 9: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/9.jpg)
Transmisi SERIAL dan PARALEL
Salah satu aspek penting dalam sistim digital adalahmemindahkan data / informasi digital dari satu tempat ketempat lainnya Transmisi
Berdasarkan jumlah circuit/kabel yang menghubungkankedua tempat tersebut, ada 2 jenis transmisi :
a. Transmisi Paralel jumlah circuit yang terhubung lebih dari 1b. Transmisi Serial jumlah circuit yang terhubung hanya 1
Kelebihan/kekurangan :Transmisi Paralel waktu pengiriman cepat, cost mahal
Contoh : DB-25 (printer)Transmisi Serial waktu pengiriman lambat, cost murah
Contoh : internet (RJ-45), USB, DB 9
![Page 10: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/10.jpg)
A4
A3
A2
A1
A0
MSB
LSB
Circuit A
B4
B3
B2
B1
B0
Circuit B
10
0
11
Transmisi Paralel
AOUT
Circuit A
BIN
Circuit B
Transmisi Serial
T0 T3T2T1 T4
0 01 1 1
![Page 11: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/11.jpg)
SWITCH DALAM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
Transisi antara level digital ‘1’ dan ‘0’ dapat dibuat denganmen-switch dari level tegangan satu ke level teganganyang lain (biasanya 0V dan +5V).
Komponen-komponen yang bisa dijadikan switch :-Dioda-Transistor
Dioda sebagai switch
5V
Dioda
K A5V arus I
Dioda
A K
Forward Biased Reverse Biased
![Page 12: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/12.jpg)
Transistor sebagai switch
RB
RC
5 V
2 V
Vout = 0 V
Transistor ON
Sinyalinput
RB
RC
5 V
0 V
Vout = 5 V
Transistor OFF
![Page 13: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/13.jpg)
GERBANG LOGIKA DASAR
Gerbang Logika blok dasar untuk membentuk rangkaianelektronika digital
Sebuah gerbang logika mempunyai satu terminal output dan satu atau lebih terminal inputOutput-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
inputoutputGerbang
logika
![Page 14: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/14.jpg)
Gerbang AND
Input AInput B
Output X
Simbol gerbang logika ANDOperasi 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
A B0 0 00 1 01 0 01 1 1
INPUT Output X
Tabel Kebenarangerbang AND – 2 input
X= A.B
![Page 15: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/15.jpg)
Cara kerja Gerbang AND :
1 1
0 0
A BX = A.B
5 V
Analogi elektrikal gerbang AND
X=A.B
+5V
A
B
Gerbang AND dengan switch Transistor
![Page 16: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/16.jpg)
Konfigurasi Pin
QUAD 2-Input AND Gate (7408)
1
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
VCC
GND
Quad Ada 4 gerbang AND2 input AND gate gerbang AND 2 input7408 (74 = TTL), (08 = nomor urut)
![Page 17: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/17.jpg)
Gerbang AND dengan banyak Input
AX = A.B.C.DB
CD
AND – 4 inputX = A.B.C.D.E.F.G.H
ABCD
FE
HG
AND – 8 input
A B C D0 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
Output X
INPUT
Tabel Kebenaran AND-4 input
![Page 18: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/18.jpg)
Konfigurasi Pin
DUAL 4-Input AND Gate (7421)
TRIPLE 3-Input AND Gate (7411)
1
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
VCC
GND
1
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
VCC
GND
![Page 19: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/19.jpg)
Gerbang OR
Input AInput 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
X= A+B
![Page 20: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/20.jpg)
Konfigurasi PinTabel Kebenarangerbang OR – 2 input QUAD 2-Input OR Gate
(7432)
A B0 0 00 1 11 0 11 1 1
INPUT Output X 1
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
VCC
GND
![Page 21: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/21.jpg)
Cara kerja Gerbang OR :
1
0
A
X = A+B5 V
1
0
B
Analogi elektrikal gerbang OR
X=A+B
+5V
A
B
Gerbang OR dengan switch Transistor
![Page 22: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/22.jpg)
Gerbang OR dengan banyak Input
X = A+B+C+D+E+F+G+H
ABCD
FE
HG
OR – 8 input
AX = A+B+CB
C
OR – 3 input
Tabel Kebenaran OR-3 input
A B C0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 1
Output X
INPUT
![Page 23: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/23.jpg)
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
![Page 24: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/24.jpg)
Konfigurasi PinTabel Kebenarangerbang NOT / INVERTER HEX Inverting Gate
(7404)
1
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
VCC
GND
0 11 0
INPUT A
Output X
![Page 25: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/25.jpg)
Gerbang NAND
Simbol gerbang logika NAND
Input AInput B
Output X Input AInput B
Output XATAU
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
X= A.B
![Page 26: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/26.jpg)
Konfigurasi PinTabel Kebenarangerbang NAND QUAD 2-input NAND Gate
(7400)
A B0 0 10 1 11 0 11 1 0
INPUT Output X
1
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
VCC
GND
![Page 27: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/27.jpg)
Gerbang NAND dengan banyak Input
AX = A.B.CB
C
NAND – 3 inputX = A.B.C.D.E.F.G.H
ABCD
FE
HG
NAND – 8 input
Tabel Kebenaran NAND-3 input
A B C0 0 0 10 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 0
Output X
INPUT
![Page 28: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/28.jpg)
Gerbang NOR
Input AInput B
Output X Input AInput B
Output 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
X=A+B
![Page 29: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/29.jpg)
Konfigurasi Pin
QUAD 2-Input NOR Gate (7402)Tabel Kebenaran
gerbang NOR1
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
VCC
GND
A B0 0 10 1 01 0 01 1 0
INPUT Output X
![Page 30: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/30.jpg)
Gerbang Ex-OR
Input AInput 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
![Page 31: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/31.jpg)
Tabel Kebenaran Gerbang Ex-OROUTPUT
A B X0 0 00 1 11 0 11 1 0
INPUTPersamaan Logika Ex-OR
X = A + B
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
A
BX
Gerbang Ex-OR dari AND, OR, NOT Simbol logika Ex-OR
![Page 32: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/32.jpg)
Konfigurasi Pin
QUAD 2-Input Exclusive OR Gate (7486)
1
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
VCC
GND
![Page 33: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/33.jpg)
Gerbang Ex-NOR
Input AInput 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
![Page 34: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/34.jpg)
Tabel Kebenaran Gerbang Ex-NOROUTPUT
A B X0 0 10 1 01 0 01 1 1
INPUTPersamaan 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
AB
X
A
BX
Gerbang Ex-NOR dari AND, OR, NOT Simbol logika Ex-NOR
![Page 35: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/35.jpg)
RINGKASAN JENIS GERBANG LOGIKA
No NAMA Simbol LogikaTIPE IC Tabel KebenaranPersamaanA B0 0 00 1 01 0 01 1 1
INPUT Output XA
BXAND 74081 X=A.B
4
3 NOT
NAND 7400
7404
2 OR 7432AB X X=A+B
A B0 0 00 1 11 0 11 1 1
INPUT Output X
A X0 11 0
INPUT A
Output XX=A
A B0 0 10 1 11 0 11 1 0
INPUT Output XA
BX X=A.B
![Page 36: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/36.jpg)
RINGKASAN JENIS GERBANG LOGIKA……cont
No NAMA Simbol LogikaTIPE IC Tabel KebenaranPersamaan
5 NOR 7402AB
XX=A+B
A B0 0 10 1 01 0 01 1 0
INPUT Output X
7
6 Ex-OR
Ex-NOR
7486OUTPUT
A B X0 0 00 1 11 0 11 1 0
INPUTAB
XX=A + B
X=A + BAB
XOUTPUT
A B X0 0 10 1 01 0 01 1 1
INPUT
![Page 37: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/37.jpg)
TABEL KEBENARAN
• Sebuah Tabel yang digunakan untuk menganalisa respons output dari gerbang / rangkaian logika berdasarkan kombinasiinput-inputnya
Terdiri dari 2 bagian : Input dan OutputBagian input bisa terdiri dua atau lebih variabel, baik variabel input gerbang maupun variabel kontrol (mis : enable, strobe, clock)Bagian output juga bisa terdiri dari satu atau lebih variabel
OUTPUTX Y Z W0 0 0 10 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 01 1 1 1
INPUT
Ada 3 var. input (n=3, yaitu X,Y,Z)Jumlah data = 8 (=2n)(masing-masing 3 bit)
Ada 1 var. output, dimanamasing-masing data mempunyai nilai “1” atau “0”
![Page 38: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/38.jpg)
ANALISA PE-WAKTU-AN
Cara penganalisaan response output terhadap kombinasi input-inputnyapada periode waktu tertentu, Cara penganalisaaan yang lain adalah dengan Tabel KebenaranPeralatan yang digunakan disebut : Timing Diagram (Diagram pe-waktu-an).
Bentuk Timing Diagram :
A
B
1
0
X1
0
1
0
t1 t2 t4t3 t5t0
INPUT
OUTPUT
![Page 39: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/39.jpg)
Contoh :1. Buatlah timing diagram untuk mendapatkan output dari gerbang AND
berikut ini :AB
X
Jawab :
A
B
1
0
X1
0
1
0
![Page 40: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/40.jpg)
2. Buatlah timing diagram untuk mendapatkan output dari gerbang Ex-OR berikut ini :
AB
X
Jawab :
A
B
1
0
X1
0
1
0
![Page 41: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/41.jpg)
Soal Latihan :
1. Sebuah input data mempunyai urutan : 101110010. Gambarkan bentukgelombang dari data input tersebut dalam representasi sinyal digital.
2. Sebutkan 3 jenis aplikasi yang menggunakan teknologi digital.
3. Buat Tabel Kebenaran untuk gerbang AND-3 input berikut ini :ABC
X
![Page 42: Konsep Digital dan Gerbang Logika](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050800/5868d4a41a28abd97c8b7f55/html5/thumbnails/42.jpg)
4. Buat Tabel Kebenaran untuk gerbang NOR-4 input berikut ini :
5. Buat Timing Diagram untuk output X dari gerbang OR-3 input berikut ini :
ABCD
X
ABC
XA
B
1
0
C1
0
1
0