KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha

Kuasa karena rahmat-Nya sehinga kami dapat menyelesaikan laporan

akhir dari tugas mata kuliah Perancangan Sistem Digital ini dengan baik.

Laporan ini saya susun sebagai syarat guna memenuhi kelulusan mata

kuliah Perancangan Sistem Digital.

Dalam menyelesaikan tugas ini saya tentu saja mengalami

banyak kesulitan dan hambatan yang disebabkan oleh kekurangan saya.

Olehnya itu saya mengucapkan banyak terima kasih kepada dosen mata

kuliah yang bersangkutan, seluruh peserta mata kuliah Perancangan

Sistem Digital dan rekan-rekan mahasiswa Elektro sekalian yang telah

banyak membantu, memberikan usulan dan kritik dari persentase

hingga penyusunan laporan ini.

Namun demikian sebagai manusia biasa yang tidak luput dari

kesalahan, saya menyadari bahwa laporan yang saya susun ini masih

sangat jauh dari kesempurnaan, olehnya itu saran dan kritik yang

sifatnya membangun sangat saya harapkan.

Makassar, Agustus 2003

Penyusun

BAB I. PENDAHULUAN

Sistem-sistem digital selalu memiliki data atau informasi yang

berbentuk kode biner, dan data ini secara terus-menerus dioperasikan

menurut cara tertentu.

Biasanya rangkaian-rangkaian logika dibuat untuk melaksanakan

fungsi-fungsi seperti mengubah data dari satu bentuk ke bentuk yang

lain serta men-decode atau menginterpretasikan data untuk display

visual.

Counter (pencacah) merupakan jenis khusus dari register, yang

dirancang guna mencacah / menghitung jumlah pulsa-pulsa detak yang

tiba pada masukannya. Seperti hal salah satu IC pencacah synkron

up/down 74192 yang memiliki 2 lonceng masukan untuk cacahan naik

dan turun.

Decoder adalah suatu rangkaian logika yang dipergunakan untuk

mendeteksi suatu bilangan biner tertentu. Input suatu decoder adalah

berupa bilangan biner dan akan menghasilkan output suatu sinyal biner

yang akan menunjukkan suatu bilangan tertentu. Rangkaian decoder

umumnya dibentuk dari gabungan beberapa gerbang logika. Bila suatu

rangkaian mempunyai n saluran masukan maka dapat dibentuk 2n

decoder.

Dari dasar itu muncul ide untuk membuat suatu rangkaian

penunjukkan papan nilai yang dapat diubah angka cacahannya baik

untuk mencacah naik ataupun turun. Hal ini dimaksudkan agar nilai

yang ditunjukkan dapat diralat ataupun menunjukkan penambahan atau

pengurangan skor yang dapat terjadi.

BAB II. ISI

A. NAMA ALAT

PAPAN NILAI

B. KEGUNAAN / FUNGSI ALAT

Papan nilai yang digambarkan dalam artikel ini dimaksudkan

bagi pemakaian dalam permainan kuis atau suatu pertandingan

yang membutuhkan penunjukan nilai (skor).Dimana penujukkan nilai

ini memungkinkan adanya pengurangan atau penambahan untuk

keadaan perolehan nilai. Dalam rancangan ini satu nilai diberikan

atau dikurangkan dengan proses penekanan salah satu dari tombol

satu kali tekan, satu nilai. Bilamana misalnya pencatat telah

memberikan nilai dan wasit membatalkan keputusan maka koreksi

dapat dilakukan dengan mudah.Alat ini terdiri dari IC pencacah yaitu

IC 74192 yang merupakan pencacah puluhan.

C. KOMPONEN YANG DIGUNAKAN

2 BUAH IC 74192 ( DEKADE BCD UP/DOWN COUNTER )

1 BUAH IC 7400 (NAND)

VCC (catu daya yaitu sumber tegangan 5 Volt)

1 BUAH PAPAN PCB

2 BUAH IC 7447 ( DECODER /DRIVER BCD TO SEVEN SEGMENT )

2 Buah Display Seven Segment

3 Buah IC 7404 ( INVERTER )

14 Buah Resistor 180 Ω dan 4 buah resistor 1 KΩ

1 Buah kapasitor 10 µF

3 Buah saklar

3 Buah IC 7404 ( INVERTER )

D. GAMBAR RANGKAIAN

E. PRINSIP KERJA RANGKAIAN

Prinsip kerja rangkaian secara singkat :

Pada rangkaian ini yang secara umum merupakan Up-Down

counter dengan menggunakan IC pencacah puluhan 74142 yang

memiliki dua masukan lonceng, satu untuk mencacah ke atas dan

yang lain untuk cacahan ke bawah. Denyut lonceng dibuat oleh salah

satu dari kedua flip-flop yang merupakan penahan NAND (gerbang

N1, N2, atau N3, N4) yang dikemudikan oleh saklar S1 atau S2.Kedua

cacahan tersebut menciptakan cacahan berurutan +1 atau -1

dengan hitungan maksimum 99.

IC 74142 menghasilkan informasi keluaran dalam bentuk BCD

(Binary Coded Desimal atau Desimal Disandi Biner).Karena itu

diperlukan pemecah sandi seven segmen. Untuk keperluan ini

digunakan IC 74247 (versi yang telah diperbaharui dari versi 7447)

untuk pemecah sandi/penggerak seven segmen. Perbedaannya

terletak pada keluaran IC 7447 yang masih memerlukan inverter

untuk menghasilkan keluaran yang sebenarnya. IC 7447 ini

melaksanakan semua fungsi yang diperlukan di antara pencacah dan

peraga seven segmen yang dalam kenyataannya dihubungkan

secara langsung pada keluarannya melalui resistor pembatas arus.

Saklar S3 dimasukkan untuk me-reset nilai atau angka dan apa bila

ditekan kedua peraga akan kembali ke kondisi awal. Dalam hal ini

Fungsi keempat gerbang NAND yang tidak lain adalah flip-flop

penahan NAND yang berfungsi sebagai penahan pelantikan saklar.

Dimana bila tidak ada gerbang tersebut (terjadi pelantikan saklar)

maka akan terjadi kesalahan logika, dimana saklar yang terpelanting

menyebabkan timbul masukan logika 1 beberapa kali. Sehingga

masukan logika 1 terjadi beberapa kali. Hal ini menyebabkan

keluaran dapat berubah beberapa kali, baik itu untuk mencacah naik

ataupun mencacah turun.

F. Penjelasan EWB

Dalam file-file EWB yang disertakan yang berisikan beberapa file

simulasi yang menjelaskan beberapa keadaan yang dapat dibuat

serta titik uji yang dilakukan.

Nama file : papan nilai.ewb

Merupakan rangkaian dasar (tampa dilakukan perubahan apapun)

Mencacah naik dengan menekan tombol : 1

Mencacah turun dengan menekan tombol : 2

Mereset nilai dengan menekan tombol :3

Nama file : papan nilai & ttk uji.ewb

Pada file ini yang akan ditunjukkan adalah titik-titik pengujian

yang dilakukan untuk menguji kevalitan keluaran-keluaran yang

terjadi. Titik-titik yang akan diuji yaitu keluaran pada kedua IC 7447

yang menjadi masukan bagi seven segment yaitu pada pin 9-14.

pin-pin itu merupakan output (OA – OG) yang menjadi masukan titik

a sampai g bagi seven segment seperti data sheet yang telah

ditampilkan sebelumnya.

Hasil keluaran IC 74192 masih berupa nilai biner, maka

membutuhkan converter BCD IC 7447. Titik-titik output IC 7447

tersebut akan dibandingkan dengan keluaran pada IC 74192.

Nama file : papan nilai tmp resistor.ewb

Pada hasil simulasi ini yang ingin saya tunjukkan ialah bahwa

dalam simulasi tersebut fungsi resistor yang berfungsi

pembatas/penahan arus dapat diabaikan. Hal tersebut tampak pada

simulasi di file ini yang semua resistor tersebut dihilangkan.

Nama file : papan nilai tmp BCD convert.ewb

Pada simulasi di file ini yang ingin ditunjukkan adalah kepraktisan

dalam simulasi menggunakan EWB yaitu terdapatnya seven

segment 4 input (biner) yang hanya terdapat dalam simulasi karena

pada kenyataannya seven segment memiliki 7 input sesuai dengan

namanya. Karena itu pada simulasi ini fungsi IC 7447 sebagai BCD

converter dapat dihilangkan dan keluaran IC 74192 langsung

dihubungkan keseven segment 4 input tersebut.

Nama file : papan nilai perbaikan.ewb

Pada simulasi-simulasi yang telah dilakukan diatas masih perdapat

beberapa kesalahan yang sepertinya merupakan bug dari program

EWB ini. Kesalahan itu yaitu

o Reset pada pin 14 yang berfungsi untuk mereset dengan

menghubungkannya ke ground dengan menggunakan saklar 3

tidak berfungsi sama sekali.

o Nilai default yang seharusnya begitu rangkaian dinyalakan

adalah 00.tetapi yang tampil adalah 99.

Perbaikan yang saya coba lakukan adalah :

o Memasang saklar on-off sendiri pada Vcc untuk mereset nilai,

yaitu apabila diinginkan nilai direset maka rangkaian dimatikan

sumbernya (dengan menekan tombol spacebar) kemudian

dinyalakan kembali. Tetapi hal itu menyebabkan nilai default

yang terset bila dinyalakan adalah 90.

o Dalam memperbaiki nilai set awal yang terjadi begitu rangkaian

dinyalakan tidak dapat diubah. Maka dari itu dilakukan cacahan

naik sampai angka yang ditampilkan menjadi 00 (sebelum

digunakan).

G. LAMPIRAN DATA SHEET KOMPONEN

Seven Segment

a

b

c

d

e

f

g

Display seven segment ini digunakan untuk menampilkan angka-

angka. Seven segment ini terdiri dari tujuh LED segiempat (A sampai G).

Dengan menghubungkan satu atau lebih dengan bumi, maka kita dapat

membentuk semua angka dari 0 sampai 9. Penampilan sevedn segment

ini juga dapat menampilkan huruf besar A, C, E dan F, ditambah huruf

kecil b dan d.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Tabel Kebenaran untuk seven segment type common katoda

INPUT OUTPUT

CLOCK

D C B A A B c d e f g

0

1

2

3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

1

1

0

0

4

5

6

7

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

8

9

10

11

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

0

0

0

12

13

14

15

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

IC 7447 ( Converter BCD to Seven Segment )

RBINPUT

1 2 3 4 5 6 7

16 15 14 13 12 11 10

B C

f

7447

LAMPTEST

dcbV CC

8

9

g a b c d e

D ALTBI

RBO RBI

f g a e

OUTPUT

B C RBOUTPUT

D A GNDINPUT INPUT

TABEL KEBENARAN IC 7447

INPUT OUTPUT

CLOCK

D C B A A B c d E f g

0

1

2

3

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

H

H

L

H

L

H

ON

OFF

ON

ON

ON

ON

ON

ON

ON

ON

OFF

ON

ON

OFF

ON

ON

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

ON

4

5

6

7

L

L

L

L

H

H

H

H

L

L

H

H

L

H

L

H

OFF

ON

ON

ON

ON

OFF

OFF

ON

ON

ON

ON

ON

OFF

ON

ON

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

ON

ON

ON

OFF

ON

ON

ON

OFF

8

9

10

11

H

H

H

H

L

L

L

L

L

L

H

H

L

H

L

H

ON

ON

OFF

OFF

ON

ON

OFF

OFF

ON

ON

OFF

ON

ON

ON

ON

ON

ON

OFF

ON

OFF

ON

ON

OFF

OFF

ON

ON

ON

ON

ON

ON

ON

OFF

H

H

H

H

H

H

H

H

L

L

H

H

L

H

L

H

OFF

ON

OFF

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

ON

OFF

OFF

OFF

ON

OFF

ON

ON

ON

OFF

IC 74192 ( Dekade BCD Up/Down Counter )

IC ini merupakan IC sinkron Up/down counter yang pencacah

puluhan dengan dua masukan lonceng ( pin 4 dan pin 5 ). Satu

untuk mencacah turun ( pin 4) dan yang satu lagi untuk

mencacah naik ( pin 5 ).

Pin 1 merupakan jalan masuk B (BD input)

Pin 2 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD

Pin 3 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD

Pin 4 merupakan input lonceng (clock) untuk mencacah

turun

Pin 5 merupakan input lonceng (clock) untuk mencacah naik

Pin 6 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD

Pin 7 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD

Pin 8 merupakan GND ( logika “0” )

Pin 9 merupakan input cacahan (nilai biner )

Pin 10 merupakan input cacahan (nilai biner )

Pin 11 merupakan load ( beban dengan nilai “0” atau “1” )

Pin 12 merupakan CO’

Pin 13 merupakan BO’

Pin 14 merupakan Clear ( untuk mereset cacahan )

Pin 15 merupakan input cacahan (nilai biner )

Pin 16 merupakan Vcc ( logika “1” )

IC 7400 (NAND ) sebagai pembentuk flip-flop penahan NAND

Gambar IC 7400

Gambar flip-flop penahan Nand

Tabel kebenaran penahan NAND

R S Q Komentar

0

0

1

1

0

1

0

1

*

1

0

NC

Pacu

Set

Reset

Tidak berubah

Dalam rangkaian ini keadaan pacu tidak akan terjadi karena

masukan R atau S selalu mendapatkan masukan 1, dimana kondisi

masukan 0 dibuat oleh saklar yang meng-ground-kan salah satu

input R atau S.

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

1. IC Up/down Counter (74192) merupakan komponen pencacah yang

dapat mencacah dari 0 sampai 99.

2. Masih adanya kesalahan yang terjadi pada simulasi EWB yang

menunjukkan masih adanya bug pada program tersebut.

3. EWB dapat mensimulasi logika-logika pada rangkaian cukup

mendekati karena masih adanya ketidaksempurnaan misalnya:

batas kerja pada komponen tidak real yaitu sebuah

komponen dapat diinput dengan sumber tegangan yang

melewati batas kerjanya tapi masih bekerja dengan normal.

Fungsi resistor sebagai pembatas arus tidak berarti

dalam simulasi sehingga dalam hal ini resistor tersebut dapat

dihilangkan.

B. SARAN

Mungkin sebaiknya persentase juga dilengkapi dengan sebuah

komputer untuk mempersentasekan simulasi yang dilakukan di

depan para peserta lainnya, sehingga apa yang ingin disampaikan

dapat lebih mudah dimengerti.

DAFTAR PUSTAKA

133 Rangkaian elektronika ,Erlangga

Malvino, Albert Paul. 1996. Prinsip-prinsip Elektronika. Jakarta : Erlangga.

S, Wasito. 1992. Data Sheet Book 1, Data IC Linier, TTL dan CMOS.

Jakarta: Elex Media Komputindo.

Turner, Rufus. Rutherford, Brinton. 1995. 133 Rangkaian Elektronika.

Jakarta : Gramedia.