BAB II PEMELAJARAN · Web viewMengkombinasikan beberapa gerbang logika dasar dengan benar....

ASCII Char

Keyboard Char

Decimal Hexadecimal Binary Graphic Symbol

LOGICAL COMMUNICATION CONTROLSOH Control A 1 01 0000001 STX Control B 2 02 0000010 ETX Control C 3 03 0000011 ACK Control F 6 06 0000110

ASCII Char

Keyboard Char

Decimal Hexadecimal Binary Graphic Symbol

PHYSICAL COMMUNICATIONNUL Control @ 0 00 0000000 CAN Control x 24 18 0011000 EM Control y 25 19 0011001 SUB Control z 26 1A 0011010

DEVICE CONTROLBEL Control G 7 07 0000111BS Control H 8 08 0001000HT Control I 9 09 0001001 VT Control K 11 0B 0001011

INFORMATION SEPARATORFS Control \ 28 1C 0011100GS Control | 29 1D 0011101RS Control ^ 30 1E 0011110US Control - 31 1F 0011111

CODE EXTENTIONSO Control N 14 0E 0001110SI Control O 15 0F 0001111

ESC ESC 7 0B 0011011

Keseimbangan (Parity)Saat adanya ke tidak tepatan penempatan ASCII disimpan 8 bit dengan menambahkan angka 0 sebagai bit bersignifikasi paling tinggi (diletakkan pada pada bit paling kiri). Sebagai contoh karakter R akan tersimpan sebagai 0101000, dan seterusnya. Bit tambahan ini sering digunakan untuk uji paritas. Penambahan ini mungkin untuk pemeriksaan keseimbangan/sama rata. Untuk

Modul ELKA.MR.UM.004.A 13

membedakan data komunikasi dan pengertian parity dapat juga mengamankan data komunikasi.

Code Tambahan (Code Extention)Dengan tambahan parity menjadi 8 bit, dapat digunakan sebagai balas tingkat code character. Pekerjaan yang sekarang dijalani untuk menghasilkan standar internasional dalam batas tingkat kumpulan code character. Untuk komunikasi teks yang akan memberikan sekumpulan tambahan karakter grafik.

ASCII SERIAL TRANSMISSIONSerial transmission dari karakter ASCII dapat menjadi penurunan bit pertama ke kenaikan bit yang paling penting (MSB) atau b0 menjadi b6 ditambah dengan keseimbangan bit parity jika diperlukan.

Tabel berikut ini merupakan tampilan kelengkapan perangkat karakter ASCII untuk melengkapai tabel diatas.

ASCII Karakter ASCII Karakter ASCII Karakter ASCII Karakter000 NUL 032 Blank 064 @ 096001 SOH 033 ! 065 A 097 a002 STX 034 “ 066 B 098 b003 ETX 035 # 067 C 099 c004 EOT 036 $ 068 D 100 d005 ENQ 037 % 069 E 101 e006 ACK 038 & 070 F 102 f007 BEL 039 ‘ 071 G 103 g008 BS 040 ( 072 H 104 h009 HT 041 ) 073 I 105 i010 LF 042 * 074 J 106 j011 VT 043 + 075 K 107 k012 FF 044 ‘ 076 L 108 l013 CR 045 - 077 M 109 m014 SO 046 ‘ 078 N 110 n


ASCII Karakter ASCII Karakter ASCII Karakter ASCII Karakter015 SI 047 / 079 O 111 o016 DLE 048 0 080 P 112 p017 DC1 049 1 081 Q 113 q018 DC2 050 2 082 R 114 r019 DC3 051 3 083 S 115 s020 DC4 052 4 084 T 116 t021 NAK 053 5 085 U 117 u022 SYN 054 6 086 V 118 v023 ETB 055 7 087 W 119 w024 CAN 056 8 088 X 120 x025 EM 057 9 089 Y 121 y026 SUB 058 : 090 Z 122 z027 ESC 059 ; 091 [ 123 {028 FS 060 < 092 \ 124 |029 GS 061 = 093 ] 125 }030 RS 062 > 094 126 ~031 US 063 ? 095 _ 127 DEL

Catatan: Karakter pertama dan terakhir adalah karakter control. Mereka tidak boleh dicetak.

c. RangkumanCode ASCII merupakan sandi yang paling penting. ASCII menyajikan 7 bit bilangan biner, yang memungkinkan kombinasi 128 karakter yang berbeda. Dari 128 karakter yang berbeda ini 96 karakter diantaranya berupa printable character, dan 32 karakter pertama dan terakhir adalah control character. Pada tabel 1 diatas menunjukkan sandi ASCII lengkap yang disusun dalam sejumlah kolom dan baris. Sebagai contoh, karakter R terdapat pada kolom 101 dan baris 0010 sehingga sandi ASCII dari karakter R adalah 1010010. Dengan cara yang sama karakter carriage return (CR) mempunyai sandi 0001101. ASCII disimpan sebagai sandi 8 bit dengan menambakan satu angka 0 sebagai bit significant paling tinggi. Bit tambahan ini sering dgunakan untuk


uji prioritas. Karakter control pada ASCII dibedakan menjadi 5 kelompok sesuai dengan penggunaan yaitu berturut-turut meliputi logical communication, Device control, Information separator, Code extention, dan physical communication. Code ASCII ini banyak dijumpai pada papan ketik (keyboard) computer atau instrument-instrument digital. Di pasaran terdapat sejumlah papan ketik yang keypad hexadecimal terdiri atas 16 kunci untuk 16 karakter hexadecimal yang sering digunakan pada sistem-sistem sederhana.

d. TugasDari pembacaan pada tabel, buatlah daftar table yang terdiri atas:Kolom 1: Bilangan decimal 0 sampai dengan 64Kolom 2: Character ASCIIKolom 3: Bilangan DecimalKolom 4: Bilangan binernya

e. Test Formatif1. Sebutkan kegunaan dari kode ASCII!2. Kharakter control dalam kode ASCII dibedakan menjadi 5

kelompok. Sebutkan!3. Konversikan kode ASCII berikut menjadi bilangan biner!

a. (127)10 = (7F)16 = 2

b. (0E)16 = 2 = 10

c. (1A)16 = 2 = 10

f. Kunci Jawaban


1. Kegunaan kode ASCII untuk memproses system informasi, komunikasi dan peralatan yang saling berhubungan yang biasanya berupa keyboard dan keypad.

2. Karakter Control pada ASCII dibedakan menjadi:a. Logical communication b. Device controlc. Information separatord. Code extentione. Physical communication

3. a. (127)10 = (7F)16 = (1111111)2

b. (0E)16 = (0001110)2 = 1410

c. (1A)16 = (0011010)2 = 2610

g. Lembar Kerja Jika ditentukan:Perangkat character code ASCII seperti pada tabel dibawah ini. Lengkapilah tabel dibawah ini:

ASCII character Decimal Hexa Decimal Biner Keterangan6 5 4 3 2 1 0

49GPRXM

NulACKBELFFCR

CANESC


KEGIATAN BELAJAR 2: GERBANG LOGIKA DASARa. Tujuan Pemelajaran

1. Menjelaskan konsep dasar dan fungsi berbagai gerbang logika dasar dengan benar.


2. Menjelaskan hukum-hukum penjalinan (Aljabar Boo lean) dengan bemar.

3. Mengkombinasikan beberapa gerbang logika dasar dengan benar.

4. Menjelaskan jenis-jenis IC untuk implementasi gerbang logika dengan benar.

b. Uraian Materi Gerbang logika merupakan dasar pembentuk system digital. Gerbang logika beroperasi pada bilangan biner 1 dan 0. Gerbang logika digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik dengan system digital. Berkaitan dengan tegangan yang digunakan maka tegangan tinggi berarti 1 dan tegangan rendah adalah 0.Semua sistem digital disusun hanya menggunakan tiga gerbang yaitu: NOT, AND dan OR.

1. Fungsi AND gateFungsi AND dapat digambarkan dengan rangkaian listrik menggunakan saklar seperti dibawah ini:

Keterangan: A & B adalah saklarY adalah lampu

Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebut berlogika 1. Fungsi logika yang dijalankan rangkaian AND adalah sebagai berikut:1. Jika kedua saklar A & B dibuka maka lampu padam


2. Jika salah satu dalam keadaan tertutup maka lampu padam3. Jika kedua saklar tertutup maka lampu nyala

Simbol Gerbang AND Tabel Kebenaran

INPUT OUTPUT

AB Y

0 0 00 1 01 0 01 1 1

Karakteristik: Jika A da B adalah input, sedangkan Y adalah Output, maka output gerbangnya AND berlogika 1 jika semua inputnya berlogika 1. Dan output berlogika 0 jika kedua atau salah satu inputnya berlogika 0.

2. Fungsi OR gateFunsi OR dapat digambarkan dengan rangkaian seperti dibawah ini.

Keterangan: A dan B =Saklar

Y= lampu

Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebur berlogika 1. Simbol Gerbang OR Tabel kebenaran


INPUT OUTPUT

AB Y

0 0 00 1 11 0 11 1 1

Karakteristik: Jika A dan B adalah input sedangkan Y output maka output gerbang OR akan berlogika 1 jika salah satu atau kedua input adalah berlogika 1.

3. Fungsi NOT gateFungsi NOT dapat digambarkan dengan rangkaian seperti gambar dibawah ini:

Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebut berlogika 1.

Simbol Fungsi NOT Tabel Kebenaran

INPUTOUTPUT

A Y0 11 0


Karakteristik: Jika adalah input, output adalah kebalikan dari input. Artinya Jika input berlogika 1 maka output akan berlogika 0 dan sebaliknya.

4. Fungsi NAND gateNAND adalah rangkaian dari NOT AND. Gerbang NAND merupakan gabungan dari NOR dan AND digambarkan sebagai berikut:

Menjadi:

NAND sebagai sakelar

Dari Gambar diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut:

C OutputA B Y0 0 10 1 1


1 0 11 1 0

Karakteristiknya: Jika A dan B input sedangkan Y adalah output maka output gerbang NAND akan berlogika 1 jika salah satu inputnya berlogika 0. Dan output akan berlogika 0 jika kedua inputnya berlogika 1. Atau output gerbang NAND adalah komplemen output gerbang AND.

5. Fungsi NOR gateNOR adalah singkatan dari NOT OR. Gerbang NOR merupakan gabungan dari gerbang NOT dan OR. Digambarkan sebagai berikut:

menjadi:

NOR dengan saklar


Dari rangkaian diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut:

Input OutputA B Y0 0 00 1 01 0 01 1 1

Karakteristik: jika A dan B adalah input dan Y adalah output maka output gerbang NOR berlogika 1 jika semua input berlogika 1 dan output akan berlogika 0 jika salah satu atau semua inputnya berlogika 0. Atau output gerbang NOR merupakan output gerbang OR

6. Fungsi EX-OR (Exlusive OR)Gerbang X-OR akan memberikan output berlogika 1 jika jumlah logika jumlah logika 1 pada inputnya ganjil. Rangkaian EX-OR disusun dengan menggunkan gerbang AND, OR, NOT seperti dibawah ini.

Simbol Gerbang EX-OR

Dari gambar diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut:

Input OutputA B Y0 0 00 1 1


Y= A.B + A.B= A + B

1 0 11 1 0

7. Fungsi EX-NORGerbang X-NOR akan memberikan output berlogika 0 jika jumlah logika 1 pada inputnya ganjil. Dan akan berlogika 1 jika kedua inputnya sama. Rangkaian EX-NOR disusun dengan menggunka gerbang AND, OR, NOT seperti dibawah ini.Simbol Gerbang EX-NOR

Dari gambar diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut:

Input OutputA B Y0 0 10 1 01 0 01 1 1

8. Sifat-Sifat Aljabar BooleanAljabar Boolean memuat variable dan simbul operasi untuk gerbang logika. Simbol yang digunakan pada aljabar Boolean adalah: (.) untuk AND, (+) untuk OR, dan ( ) untuk NOT. Rangkaian logika merupakan gabungan beberapa gerbang, untuk mempermudah penyeleseian perhitungan secara aljabar dan pengisian tabel kebenaran digunakan sifat-sifat aljabar Boolean:


a. Teori IDENTITASA.1 = A A+1 = 1A.0 = 0 A+0 = AA.A = A A+A = AA.A = A A+A = 1b. Teori KOMUTATIFA.B.C = C.B.AA+B+C = C+B+Ac. Teori ASOSIATIFA.(B.C) = (A.B).C = A.B.CA + ( B + C ) = ( A + B ) + C = A + B + Cd. Teori DISTRIBUTIFA.B + A.C = A (B+C)e. Teori DE MORGANA . B = A + BA + B = A . B

9. Kombinasi Gerbang LogikaUntuk memenuhi kebutuhan akan input yang lebih dari 2 di dalam suatu rangkaian logika, maka digabungkan beberapa gerbang logika . Hal ini biasa dilakukan jika faktor delay tidak diperhitungkan.

Contoh:a) Gerbang logika AND 3 input


Kemungkkinan tabel kebenaran untuk inputnya yaitu 2 dimana n adalah banyaknya input.

Jadi 2 = 8

Tabel kebenaran AND 3 inputINPUT OUTPUT

A B C Y00001111

00110011

01010101

00000001

b) Gerbang NAND sebagai gerbang universalGerbang NAND disebut gerbang logika universal karena dapat digunakan untuk membuat gerbang logika yang lain, sehingga dapat meminimalkan penggunaan gerbang dasar untuk membentuk suatu gerbang logika tertentu.

Rangkaian Ekivalen gerbang NAND


JENIS GERBANG EKIVALENNOT

AND

OR

NOR

EX-OR

EX-NOR

10. TEORI DE MORGAN


Digunakan untuk mengubah bolak–balik dari bentuk minterm (bentuk penjumlahan dari pada hasil kali/SOP) ke maksterm (bentuk perkallian dari pada penjumlahan/POS) dari pernyataan Boolean.Teori De Morgan dapat ditulis:

a. A + B = A . B

Mengubah keadaan OR dasar menjadi AND dasar

b. A . B = A + B

Mengubah keadaan OR dasar menjadi AND dasar

Penyederhanaan fungsi logika dengan aljabar Boolean contoh:

1. Y = A.B …………………………..Y = A + B = A + B2. Y = A + B ……………………….Y = A.B3. Y = AB + A.B + A.BY = A + B + A.B + A.BY = A + A.B + B + A.BY = A(1+B) + B(1 + A) Y = A + B = A.B

Penyederhanaan fungsi logika dengan sistem Sum Of Product (SOP) dan Product Of Sum (POS)


=

=

1. Penyederhanaan dengan sistem SOP/penjumlahan dari pada hasil kali.Sifat: Untuk sistem SOP digunakan output 1Contoh:

INPUT OUTPUT

A B C Y00001111

00110011

01010101

10010011

Gambar rangkaian:

Penyederhanaan dengan aljabar BooleanY = A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.CY = A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C


Persamaan SOP Y = A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C

A

B

C

Y

Y = A.B (C+C) + A.B.C + A.B.CY = A.B + A.B.C + A.B.CPenyederhanaan dengan POS/perkalian dari pada penjumlahanSifat: Untuk sistem POS digunakan output 0

Contoh:

Input Output

A B Y0 0 10 1 11 0 01 1 0

Persamaan POS: Y = ( A + B ) . ( A + B )

11. Penyederhanaan fungsi logika dengan Karnaugh Map.Metoda Karnaugh Map adalah suatu teknik penyederhanaan fungsi logika denngan cara pemetaan K-Map terdiri dari kotak-kotak (bujur sangkar) yang jumlahnya tergantung dari jumlah variabel dari fungsi logika atau jumlah input dari rangkaian logika.Rumus menentukan jumlah kotak dalam K–Map N = 2 dimana N = jumlah kotak dalam K-Map

N= banyaknya variabel/inputLangkah-langkah pemetaan Karnaugh Map secara umum.


1. Menyusun aljabar Boolean minterm (dari suatu taaabel kebenaran)

2. Menggambarkan satuan dalam peta Karnaugh Map.3. Membuat kelompok dua-an, empat-an, delapan-an satuan

dan seterusnya dimana satuan tersebut berdekatan satu sama lain.

4. Menghilangkan variabel-variabel dengan rumus bila suatu variabel dan inversinya terdapat didalam suatu kelompok lingkaran maka variabel tersebut dihilangkan.

5. Meng-OR-kan variabel yang tersisa.

a) Macam Karnaugh Map

1) Karnaugh Map dengan 2 variabel

Contoh:

Input OutputA B Y0 0 10 1 01 0 11 1 1

Langkah Pertama

Y = A.B + A.B + A.B

Langkah ke Dua

BA B B

A 1

1 1


A

Langkah ke Tiga

BA B B

A 1

A 1 1

Langkah ke EmpatY = A. B + A.B + A.BY = B ( A +A ) + ABY = B + A.B


Contoh:

INPUT OUTPUTA B C Y00001111

00110011

01010101

01110101

Penyederhanaan dengan K-MapLangkah pertama:


Y=A.B.C+A.B.C+A.B.C+A.B.C+A.B.CLangkah kedua:

CAB C C

A B 1

A B 1 1

A B 1

A B 1

Langkah ketiga: Penyederhanaan dengan Aljabar BooleanY = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.CY = B.C (A+A)+A.B (C+C)+ A.B.CY = B.C+A.B+ A.B.CY = B.C+B(A+AC)Y = B.C+B(A+C)Y = B.C+A.B+B.C


Y = A.B+C(B+B)Y = A.B+C


Contoh:

INPUT OUTPUTA B C D Y0000000011111111

0000111100001111

0011001100110011

0101010101010101

0101011101010101

Penyelesaian: Penyederhanaan dengan Karnaugh Map Langkah pertama: Y = A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D +

A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.DLangkah kedua:

CD

AB

CD

CD

CD

CD


A B 1 1

A B 1 1 1

A B 1 1

A B 1 1

Langkah ketiga: Penyederhanaan dengan Aljabar Boolean:Y = A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D+ A.B.C.D + A.B.C.D+ A.B.C.DY = A.B.D(C+C)+ A.B.C.D+A.B.C(D+D)+ A.B.D(C+C)+ A.B.D(C+C)Y = A.B.D+ A.B.C.D+ A.B.C+ A.B.D+ A.B.DY = B.D(A+A)+A.B(C+CD)+ A.B.DY = B.D+A.B(C+D)+ A.B.DY = B.D+A.B.C+ A.B.D+ A.B.DY = B.D+ A.B.C+B.D(A+A)Y = B.D+ A.B.C+B.DY = D(B+B)+ A.B.CY = D+ A.B.CVariasi pelingkaran yang tidak biasa a. Tidak dapat disederhanakan b. Satu variabel dapat dihilangkan


1 1

11 1

c. Dua variabel dapat dihilangkan

12. Aplikasi Gerbang Logika Dasar

Contoh: Sebagai rangkaian ARITMATIKA BINER yang dapat melakukan Operasi aritmatik penjumlahan (+) dan pengurangan (-)

a) Half AdderAdalah suatu rangkaian penjumlah sistem bilangan biner yang paling sederhana. Rangkaian ini memiliki 2 terminal input dan 2 terminal output yang disebut Summary Out (Sum) dan Carry Out (Carry).Gambar rangkaian logika untuk Half Adder Simbol

Tabel Kebenarannya:


1 1 1 1

1 1 1 1

Persamaan logika: Sum = A.B+A.B

SumH A

A

B C

INPUT OUTPUT A B SUM CARRY0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1

b) Full AdderAdalah penjumlah lengkap (penuh) yang memiliki 3 input A, B, Carry Input (Cin) dengan 2 output Sum dan Carry Output (Cout=Co).Gambar rangkaian logika untuk Full Adder

Carry in

BCarry out

ASum

Simbol

Tabel Kebenarannya:

INPUT OUTPUT A B Cin Sum Co0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 1


F ACinAB

SumCo

INPUT OUTPUT A B Cin Sum Co1 1 0 0 11 1 1 1 1

Persamaan logika:Sum = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.CCo = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C

c) Half Subtractor Adalah suatu rangkaian pengurang sistem bilangan biner yang paling sederhana, ini memiliki 2 input dan 2 output yang disebut differensi (Di) dan Borrow (Bo).Gambar rangkaian logika untuk Half Subtractor

Bo

B DiA

Simbol

Tabel Kebenarannya:


H SAB

DiBo

INPUT OUTPUT A B Di Bo0 0 0 00 1 1 11 0 1 01 1 0 0

Persamaan logika:Di = A.B+A.B = A + BBo = A.B

d) Full Subtractor Adalah rangkaian pengurang biner yang lengkap (penuh). Rangkaian ini memliki 3 terminal input dan 2 terminal output, yaitu Borrow dan Differensi. Gambar rangkaian logika untuk Full Subtractor:

B

Bo

Bin Di

A

Simbol


A

Tabel kebenarannya:

INPUT OUTPUT A B Bin Di Bo0 0 0 0 00 0 1 1 10 1 0 1 10 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 01 1 0 0 11 1 1 1 1

Persamaan logikanya: Di = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.CBo = A.B.C+ A.B.C+ A.B.C+ A.B.C

13. Keluarga IC Digital Perkembangan teknologi elektronik diawali dengan penggunaan Tabung hampa sebagai bagian pokok suatu alat elektronik. Kemudian temukanlah Transistor sebagai pengganti Tabung hampa. Perkembangan selanjutnya adalah munculnya rangkaian terpadu (Integrated Circuit) yang mengkombinasikan berbagai komponen bipolar (resistor, transistor) dalam satu chip. Berdasarkan kepadatan komponen keluarga IC dibagi menjadi 4 kelompok yaitu:1. SSI ( Small Scale Integration)2. MSI ( Medium Scale Integration)3. LSI ( Large Scale Integration )4. VLSI ( Very Large Scale Integration )


F SBBin

Di

Bo

Berdasarkan penggunaan, IC dibagi menjadi 2 keluarga besar yaitu keluarga IC analog dan keluarga IC digital. Keluarga IC digital lebih umum digunakan mengingat berbagai macam peralatan telah beroperasi secara digital.Keluarga IC digital sendiri dibuat dengan menggunakan teknologi semikonduktor (MOS = Metal Oxide Semiconductor) dan teknologi bipolar.Macam keluarga bipolar adalah 1. RTL (Resistor Transistor Logic)2. DTL (Diode Transistor Logic)3. TTL (Transistor Transistor Logic)4. ECL (Emitter Coupled Logic)5. HTL (High Treshold Logic)6. IIL (Integrated Injection Logic)Macam keluarga Unipolar ( MOS ) adalah1. P MOS (P- Channel Metal Oxide Semikonductor)2. N MOS (N- Channel Metal Oxide Semikonductor)3. C MOS (Complementary Channel Metal Oxide

Semikonductor)

14. Keluarga IC TTLIC Bipolar yang banyak dijumpai di pasaran adalah IC TTL (Transistor Transistor Logic) yang terkenal dengan seri 74XX atau 74XXX. Keluarga IC TTL digunakan paling luas pada rangkaian logika. IC TTL dibuat dalam variasi yang luas dari rangkaian terpadu MSI dan SSI. Peningkatan dalam rangkaian logika terus berkembang. Terlebih pada keluarga TTL. Enam


IC TTL berikut adalah tersedia saat ini dari National Semiconductor Corporation.1. Logika TTL Standar2. Logika TTL daya rendah3. Logika TTL Schottky daya rendah 4. Logika TTL Schottky5. Logika TTL Schottky daya rendah maju6. Logika TTL Schottky maju

15. Rangkaian Terpadu CMOS

Complementary Metal Oxide Semikonductor (CMOS) menjadi terkenal sejak tahun 1968 dan berkembang dengan cepat dengan seri 40XX atau 40XXX. Keuntungan IC CMOS dibanding TTL adalah tingkat derau yang rendah dan fungsi yang digunakan banyak jenisnya. IC Logika jenis C MOS juga mempunyai keluarga yang tidak sedikit. Namun jumlahnya tidak sebanyak IC TTL. Berbeda dengan IC TTL yang bekerja dengan tegangan supply 5 volt. IC CMOS dapat beroperasi pada berbagai tegangan supply DC. Tegangan supplynya bisa mencapai 15 volt. Tetapi CMOS mempunyai kecepatan kerja yang lebih rendah daripada TTL. Setelah IC TTL dan IC CMOS, muncul IC-IC logic PLD (Programmable Logic Device). Kelebihan PLD adalah sifatnya yang programable karena mengandung jenis dan jumlah gerbang lebih banyak pada tiap-tiap chip nya. Pemakaian PLD dapat mengurangi jumlah chip yang digunakan. Yang termasuk jenis IC PLD antara lain sebagai berikut:a) PLA (Programmable Logic Array)


Berisi sejumlah gerbang AND, OR, NOT, yang masukan dan keluarannya dapat kita hubungkan sehingga membentuk rangkaian yang diinginkan.

b) PAL (Programmable AND-Array Logic)c) GAL (Generic Array Logic)d) PALCE (PAL Configurable and Erasable)

Yang koneksinya dapat diprogram dan dihapus berulang kali. GAL dan PALCE dilengkapi dengan flip-flop yang memudahkan kita untuk menyusun rangkaian logika sekuensial seperti Counter dan Shift Register.

e) FPGA (Field Programmable Gate Array)Merupakan jenis PLD terbaru yang mulai populer saat ini. FPGA mempunyai beberapa kelebihan, diantaranya adalah jenis dan jumlah gerbangnya yang sangat banyak (ribuan hingga ratusan ribu). Kecepatannya sangat tinggi, mudah diprogram dan dapat diprogram berkali-kali.

c. RangkumanGerbang (gate) dalam rangkaian logika merupakan fungsi yang menggambarkan hubungan antara masukan dan keluaran. Untuk menyatakan gerbang-gerbang tersebut digunakan simbol-simbol tertentu. Untuk menunjukan prinsip kerja tiap gerbang (rangkaian logika yang lebih kompleks) dapat digunakan beberapa cara. Cara yang umum dipakai antara lain adalah tabel kebearan (truth table) dan diagram waktu (timing chart). Karena merupakan rangkaian digital, tentu saja level kondisi yang ada dalam tabel atau diagram waktu hanya 2 macam yaitu logika 0 (low atau false) dan logika 1 (high atau true). Jenis gerbang yang dipakai


dalam rangkaian logika cukup banyak . Namun semuanya disusun atas kombinasi dari tiga gerbang dasar. Ketiga gerbang dasar itu adalah gerbang AND, OR dan NOT. Seperti contoh sebelumnya, gerbang AND identik dengan rangkaian seri dari beberapa saklar (yang berfungsi sebagai masukan) dan sebuah lampu (yang berfungsi sebagai keluaran). Pada rangkaian seri, lampu hanya dapat menyala (berlogika 1) jika semua saklar dalam keadaan tertutup (berlogika 1). Jika ada satu saklar (berlogika 0), lampu akan padam (berlogika 0).Dengan penggambaran diatas gerbang AND memiliki minimal 2 masukan dan hanya satu keluaran. Gerbang OR identik dengan rangkaian paralel dari beberapa saklar. Pada rangkaian paralel, lampu sudah dapat menyala (berlogika 1), jika salah satu saklar ditutup (berlogika 1). Lampu hanya padam (berlogika 0), jika semua saklar dalam kondisi terbuka (berlogika 0). Jadi gerbang OR juga memiliki minimal 2 masukan dan hanya satu keluaran.Gerbang NOT sedikit berbeda dengan 2 gerbang sebelumnya. Ia hanya memiliki satu masukan dan satu keluaran. Jika masukan berlogika, keluaranya akan berlogika 0. Sebaliknya jika masukan berlogika 0, keluaranya akan berlogika 1. Kaarena itulah gerbang NOT sering disebut sebagai gerbang pembalik (inverter) logika.Dalam bentuk nyata rangkaian dapat disusun dari sebuah relay dengan kontak NC (Normally Closed/dalam keadaan normal tertutup) yang kontaknya tertutup saat arus listrik tidak melalui kumparan relay. Saat saklar dibuka (berlogika 0), kontak relay NC akan tertutup, sehingga arus listrik mengalir ke lampu dan membuatnya menyala (berlogika 1). Sebaliknya saat di tutup (berlogika 1), kumparan relay yang dialiri arus akan menarik


kontak NC dan membuatnya terbuk. Akibatnya tidak ada arus yag mengalir ke lampu dan lampu menjadi padam (berlogika 0).Ketiga gerbang tersebut diatas dapat digabung-gabungkan menjadi gerbang lain, misalnya gerbang NAND, NOR, EX-OR, EX-NOR dan lain sebagaiya. Untuk rangkaian yang lebih kompleks, gerbang-gerbang dasar dapat disusun menjadi rangkaian Adder (penjumlah), Demultiplekser (pengubah data dari serial input menjadi paralel output, Multiplekser (pengubah data dari paralel input menjadi serial output). Selain itu rangkaian logika juga dapat di implementasikan dalam bentuk IC (Integrated Circuit) dalam jenis TTL (Transistor-transistor Logik) maupun CMOS (Complementary Metal Oxide Semikonduktor). Tiap-tiap anggota keluarga mempunyai konfigurasi sendiri-sendiri. Misalnya IC TTL 7404 mengandung 6 gerbang NOT, IC TTL 7432 mengandung 4 gerbang OR. Selain gerbang-gerbang tunggal semacam itu ada juga yag konfigurasinya lebih komplek dan berisi rangkaian-rangkaian seperti Flip-flop, Counter, Encoder, Decoder, yang masing-masing mempunyai banyak varian dengan masing-masing spesifikasinya.

d. Tugas 1. Buatlah tabel kebenaran untuk gerbang AND 3 input?2. Buktikan persamaan Boolean dengan tabel kebenaranya untuk

persamaan A . B = A + B?3. Bedakan antara gerbang NAND dengan gerbang NOR?4. Sederhanakan persamaan dibawah ini dengan menggunakan

peta Karnaugh Map dan Aljabar Boolean:


Y =A B C D + A B C D + A B C D + A B C D + A B C D + A B C D+A B C D

5. Perhatikan dan analisalah rangkaian berikut:

B Y1Y2

A

6. Rencanakan sebuah Half Adder dengan menggunakan gabungan gerbang logika dasar?

7. Jumlahkan data biner 1 1 0 1 dengan 0 1 1 0?8. Sebutkan 3 jenis IC TTL lengkap dengan kharakteristiknya

masing-masing?9. Seb utkan 5 buah tipe dari IC TTL yang merupakan

implementasi gerbang logika dasar!10. Sebutkan perbedaan antara IC TTL dengan CMOS?

e. Test Formatif 1. Perhatikan gambar dibawah ini:

Jelaskan prinsip kerjanya dan fungsi logika apa yang dijalankan?


2. Dengan menggunakan sifat-sifat Aljabar Boolean buktikan bahwa output dari rangkaian ini adalah Y = A + B

3. Bagaimanakah deretan pulsa yang terlihat pada keluaran gerbang EX-OR gambar dibawah ini:

f. Kunci Jawaban 1. Prinsip kerjanya:jika S1 =terbuka ;S2=S3=tertutup maka

lampu akan menyala jika salah satu saklar atau semua saklar dalam keadaan tertutup. Sebaliknya lampu akan padam jika semua saklar dalam keadaan terbuka. Maka rangkaian tersebut melakukan fungsi gerbang OR.

2. Pembuktian:Y = A.A.B.B.ABY = A.AB + B.ABY = A.AB +B.AB

Y = A(A+B) +B(A+B)Y = AA + A.B +B.A + BBY = A.B + A.BY = A + B (terbukti)

3. Deretan angka biner yang terlihat pada keluaran gerbang EX-OR adalah


Y = 101011000

g. Lembar Kerja Judul: GERBANG LOGIKA DASARAlat dan bahan1. Power supply 5 volt DC 1buah2. Trainer Digital 1buah3. IC TTL tipe7400 (NAND gate) 1buah4. IC TTL tipe7402 (NOR gate) 1buah5. IC TTL tipe7404 (NOT gate) 1buah6. IC TTL tipe7408 (AND gate) 1buah7. IC TTL tipe7432 (OR gate) 1buah8. IC TTL tipe7486 (Ex-OR gate) 1buah9. Jumper secukupnya

Langkah kerja1. Siapkan power supply 5 volt DC 2. Hubungkan terminal Vcc dari semua modul pada tegangan 5

volt DC3. Hubungkan terminal ground dari semua modul 4. Buatlah rangkaian gerbang seperti gambar 15. Berikan kondisi logik sesuai pada tabel 16. Catat hasilnya pada kolom output

Tabel 1 Gambar 1


INPUT OUTPUT

A B Y0011

0 1 0 1

7. Ulangi langkah kerja 4 dan 5 untuk rangkaian gerbang logika yang lain.a) OR gate

Tabel 2 Gambar 2INPUT OUTPU

TA B Y0011

0 1 0 1

b) NOT gateTabel 3. Gambar 3

INPUT OUTPUT

A Y0 1

c) NAND gate Tabel 4 Gambar 4

INPUT OUTPU


A

B

AB

Y

A

Y

AB

Y

TA B Y0011

0 10 1

d) NOR gate Tabel 5 Gambar 5

INPUT OUTPUT

A B Y0011

0 10 1

e) Ex-OR gateTabel 6 Gambar 6

INPUT OUTPUT

A B Y0011

0 1 01

f) Ex-NOR gateTabel 7 Gambar 7

INPUT OUTPUT

A B Y0 0


AB

Y

AB

Y

011

1 0 1

8. Buatlah kesimpulan dan laporan dari hasil praktek yang telah dilakukan!

KEGIATAN BELAJAR 3: RANGKAIAN CLOCKa. Tujuan Pemelajaran

1. Merangkai rangkaian clock dengan benar.2. Menjelaskan prinsip kerja dan fungsi rangkaian clock dengan

benar.

b. Uraian Materi Rangakaian clock berfungsi untuk pembentuk/membangkitkan pulsa/gelombang kotak secara terus-menerus dan rangkaian ini tidak mempunyai kondisi stabil/setimbang. Rangkaian clock termasuk golongan Astabil Multivibrator dengan IC 555. Output rangkaian clock digunakan untuk input rangkaian-rangkaian


logika yang sekuensial (berhubungan dengan waktu). Yang termasuk rangkaian logika sekuensial contohnya: Flip-Flop, Shift Register, dan Counter. Adapun fungsi rangkaian clock yaitu, untuk mengatur jalannya data dalam penggeseran ke kanan atau ke kiri, maupun dalam perhitungan/pencacahan bilangan biner. Yang dimaksud rangkaian Astabil Multivribator Adalah multivribator yang tidak stabil tegangan output-nya (tegangan pengeluarannya berubah-ubah) tanpa adanya sinyal masukan yang diberikan. Rangakaian clock dengan IC 555 besrta pulsa-pulsa pada pin 3 dan pin 6 ditunjukkan pada gambar ini

RA

+VCC

C

U7

555

1

2

3

4

5

6

7

8

GND

TRIG

O

R

CTL

TH

DVCC

Gambar 1

Vout0.01uF

RB

Cara kerja rangkaian diatas Pada saat C diisi tegangan ambang naik melebihi + (2/3) Vcc. Kini Kapasitor C dikosongkan melalui Rb oleh karena itu

tetapan waktu pengosongan dapat ditentukan dengan rumus T = Rb x C.

Bila egangan C sudah turun sedikit sebesar + (Vcc/3) maka keluaran menjadi tinggi.

Pewaktu IC 555 mempunyai tegangan yang naik dan turun secara exponensial. Keluarannya berbentuk gelombang segi empat. Karena tetapan waktu pengisian lebih lama daripada tetapan


waktu pengosonngan, maka keluarannya tidak simetri. Keadaan keluaran yang tinggi lebih lama dari keadaan keluaran yang rendah. Untuk dapat menentukan ketidak simetrian ssuatu pulsa keluaran yang dihasilkan oleh rangkaian multivibrator jenis astabil ini dipergunakan suatu siklus kerja yang dirumuskan sebagai berikut:

W = 0.693 (RA + Rb ).Ct = 0.693 . Rb. CT = W + tDimana : W = lebar pulsa ; T = waktu periode

Besarnya frekuensi ditentukan oleh

F = ( dimana T = detik ; F = Hertz )

c. Rangkuman Astabil Multivibrator atau pembentuk pulsa atau generator pulsa merupakan rangkaian yang membangkitkan sinyal secara terus-menerus pada keluarannya tanpa adanya sinyal masukan dari rangkaian. Rangkaian ini juga sering dinamakan dengan rangkaian cloc. Frekuensi pulsa yang dihasilhan tergantung oleh besarnya C, Resistor RA, Rb. Untuk menentukan periode T ditentukan oleh lebart pulsa W dan t.

d. Tugas 1. Definisikan rangkaian clock?2. Sebutkan fungsi rangkaian clock?3. Jika periode waktu T = 0.1 milidetik, Hitung besanya frekuensi?4. Periode T ditentukan oleh komponen apa saja? sebutkan!


e. Test Formatif 1. Gambar dan terangkan prinsip kerja rangkaian clock dengan

rangkaian IC 555?

f. Kunci Jawaban

10k

VCC=6V

220

4.7uF

0.1uF

10k

U7

555

1

2

3

4

5

6

7

8

GND

TRIG

O

R

CTL

TH

DVCC

Prinsip kerja:Pada waktu pin 2 dan pin 6 berada dibawah VLT = 1/3 Vcc,sehingga kaki 3 (keluaran) menjadi tinggi. Kapasitor C mengisi, melalui Ra dan Rb. Sampai Vc mencapai harga VUT, yaitu sebesar 2/3 Vcc, maka keluaran kaki 3 menjadi rendah. Kapasitor C mengosongkan muatannya melalui Rb ke kaki 6. Sampai harga Vc menjadi tinggi. Sehingga kejadian seperti di atas akan terulang kembali. Kejadian akan berulang terus, dengan frekuensi ditentukan sebagai berikut:

f =

g. Lembar Kerja Judul: Rangkaian Clock (Astabil Multivibrator)Alat dan bahan 1. IC pewaktu 555


2. CRO3. Batteray 5 volt (catu daya )4. Resistor Ra = Rb = 10 K , R = 220 5. Condensator 0,1 , 1 , 4,7 , 10 , 47 , 100 .6. LED warna merah7. Breadboard8. Kabel penghubungLangkah kerja 1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.2. Susunlah rangkaian seperti gambar berikut:

10k

VCC=6V

220

4.7uF

0.1uF

10k

U7

555

1

2

3

4

5

6

7

8

GND

TRIG

O

R

CTL

TH

DVCC

3. Hubungkan catu daya 5 volt DC, kemudian amatilah apa yang terjadi pada LED (pin 3 sebagai output).

4. Amatilah dengan CRO untuk bentuk gelombang pada pin 3 dan pin 6

5. Gambarlah bentuk gelombang tersebut dan catat harga W dan T dalam satuan detik, serta harga amplitudo dalam satuan Vpp.

6. Ulangilah percobaan ini dengan menggantikan kondensator C yang lain, kemudian melaksanakan langkah 4 dan 5.

7. Kembalikanlah peralatan dan bahan ke tempat semula.


5V

8. Buatkan laporan lengkap dengan kesimpulannya, berdasaarkan hasil praktek.


BAB II PEMELAJARAN · Web viewMengkombinasikan beberapa gerbang logika dasar dengan benar....

Documents

Transcript of BAB II PEMELAJARAN · Web viewMengkombinasikan beberapa gerbang logika dasar dengan benar....