Nota Digital
-
Upload
dalia-adam-aliff -
Category
Documents
-
view
264 -
download
1
Embed Size (px)
Transcript of Nota Digital
-
7/22/2019 Nota Digital
1/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
KOMPONEN DIGITAL
TAJUK : PILIH IC DIGITAL JENIS SSI (SMALL SCALE INTERGRATION)
1. Kenal jenis-jenis SSI IC digital.
2. Penggunaan SSI IC digital
3. Faham data komponen menerusi buku data4. Faham ciri-ciri SSI IC digital
5. Faham kaedah pengujian
6. Faham komponen setara
7. Faham prinsip SSI IC digital
PENERANGAN :
KELUARGA LOGIK TTL DAN CMOS
Anda telah diperkenalkan kepada beberapa jenis get dan kombinasi get seperti
litar daftar anjakan dan pembilang sama ada bariak atau segerak. Get atau
kombinasi get ini tergolong dalam dua keluarga logik yang popular digunakaniaitu TTL dan CMOS. TTL ialah singkatan untukTransistor-Transistor Logicmanakala CMOS ialah Complemetary Metal Oxide-Silicon. Perkembangan
teknologi menjadikan CMOS lebih popular digunakan dalam pembuatan litar
bersepadu.
TTL (TRANSISTOR-TRANSISTOR LOGIC)
Pada asasnya get atau kombinasi get TTL dibina dengan menggunakan teknologitransistor dwikutub. Oleh yang demikian teknologi ini memerlukan ruang pembinaan
cip yang luas dan lesapan kuasa yang tinggi walaupun TTL mempunyai kepantasan
pensuisan yang tinggi. Ciri-ciri TTL yang lain adalah seperti berikut:
Bekalan kuasa antara +5V hingga +7V
Memerlukan komponen luaran yang minimum
Tidak dipengaruhi oleh elektrik statik
Mempunyai tanda pengenalan yang bermula dengan nombor 74atau 54
seperti 7400, 7404 dan sebagainya.
1
-
7/22/2019 Nota Digital
2/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
CMOS (COMPLEMETARY METAL OXIDE-SILICON)
CMOS menggunakan ruang pembinaan cip yang kecil dan lesapan kuasa yang
rendah. Kepantasan pensuisan CMOS tidaklah sepantas TTL. Ketidak pantasan
pensuisan CMOS boleh diimbangi dengan dua kebaikan CMOS iaitu faktor ruangpembinaan dan lesapan kuasa. Faktor ini merupakan kriteria penting dalam proses
pembinaan litar bersepadu logik. Ciri-ciri lain yang berkaitan dengan CMOS:-
Kos pembuatan yang rendah
Boleh berfungsi dengan kadar bekalan kuasa antara +3V hingga +15V
Menggunakan kadar kuasa yang rendah
Kurang gangguan kebisingan
Mempunyai nombor tanda pengenalan yang bermula dengan 4seperti
4000,4011 dan sebagainya.
Kelemahan utama IC CMOS berbanding dengan IC TTL ialah IC CMOS sensitif kepadanyahcas statik. Nyahcas statik ini boleh merosakkan lapisan silikon dioksida IC
tersebut.
Rajah 6.31
Contoh IC CMOS
2
-
7/22/2019 Nota Digital
3/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Oleh itu kamu perlu bertindak berhati-hati apabila memegang atau memasang IC
CMOS dalam litar. Berikut ialah beberapa cadangan untuk mengelakkan kerosakan
yang disebabkan nyahcas statik:-
Simpan IC CMOS ditempat khas yang jauh dari bahan pengalir
Gunakan alat pemateri berkuasa rendah dan mempunyai talian
pembumian.
Apabila menukar sambungan atau menanggal IC CMOS pastikan
bekalan kuasa telah dimatikan.
Pastikan talian masukkan isyarat tidak disambung pada bekalan kuasa.
LOGIC GATE
Dicipta oleh George Book (1815-1864)
Bertujuan untuk membantu masalah penggunaan logic 1 dan logic 0. Konsepasas digunakan. Benar dan Tidak
Benar :- menggunakan kaedah penggunaan/penyelesaian yang berbeza
dengan algebra biasa.
aljebra biasa.
Litar logic boleh dibina menggunakan:-
I. Suis
II. Transistor
III. Litar bersepadu/ (IC) Intergrated Circuit
Pada tahap awal sistem logik menggunakan rangkaian litar bersuis, melibatkan
bil suis yang agak banyak. Maka timbul kesulitan semasa pemasangan dansistem kendaliannya. Jadi ia telah ditukar kepada gate berelektronik
dikendalikan oleh isyarat elektrik, sebagaimana diketahui gate mempunyai
input dan output seperti 1 masukan - 1 keluaran atau 2 masukan-1 keluaran.
Litar logik bertindak untuk mengalir dan memutuskan arus dalam sesuatu litar.
Keadaaan ini ditentukan oleh keadaan pada gate dimana voltan high = 1 dan
voltan low = 0.
EX:
3
Logic 0 Logic 1
False True
Off On
Low High
No Yes
Open switch Closed switched
-
7/22/2019 Nota Digital
4/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Truth Table
Litar Logic Menggunakan Suis
Suatu litar menentukan samaada isyarat masukan (input) boleh melalui hingga
ke keluaran (output) disebut logic gate, di mana menggunakan binary nombor(0,1). Ini untuk menentukan kendalian sesuatu litar. Contohnya satu mentol
akan menyala dan terpadam dipengaruhi oleh:-
i. Aliran (arus) ke mentolii. Punca voltan
iii. Suis on/off
Dari segi persamaan logic, mentol menyala pada keadaan 1 dan padam semasa
keadaan 0.
CONTOH:- Litar Sesiri
Litar Logic
JADUAL KEBENARAN
Litar logic sesiri (Logic Dan) dan truth table (Jadual Kebenaran) untuk
kawalan suis (input/output).
Mentol akan menyala jika suis A dan B ditutup, disebabkan keadaan suis
dalam litar sesiri. Mentol tak menyala jika salah satu suis A/B ditutup dan satu
lagi dibuka. Konsep benar dan tidak benar digunakan untuk menentukankeadaan suis dan mentol seperti berikut:-
4
x
xx
x
Xx
X
5V
Mentol
A
B
S1 (A) S2 (B) Mentol
Open (0) Open (0) Padam (0)
Open (0) Close (1) Padam (0)
Close (1) Open (0) Padam (0)
Close (1) Close (1) Nyala (1)
-
7/22/2019 Nota Digital
5/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
i. Mentol benar semasa A dan B benar.
ii. Mentol = A dan B [ Logic Dan (AND GATE)]
CONTOH :- Litar Selari
JADUAL KEBENARAN
Litar logik
Litar logic selari (OR) dan truth table (jadual kebenaran) untuk kawalan suisinput dan output.
Pada litar selari (suis) mentol akan menyala jika hanya salah satu daripada 1
suis ditutup (ON) dan membenarkan konsep benar dan tidak benar digunakandi mana:-
i. Lampu benar apabila A/B on
ii. Mentol = A + B (Logic atau (OR))
Litar Logic menggunakan transistor
Litar transistor digunakan untuk menghasilkan logic 1 dan 0 di mana keadaan
suis S1 dan S2 menyebabkan Q1 bekerja.
Input di base, output di emitter. Suis S1 On, Q1 bekerja menyebabkan output
di emitter 3V, S2 On, Q1 = off menyebabkan output di emitter 0V.
5
A
B
5V
Ment
ol
S1 (A) S2 (B) Mentol
Open (0) Open (0) Padam (0)
Open (0) Close (1) Nyala (1)
Close (1) Open (0) Nyala (1)
Close (1) Close (1) Nyala (1)
R4
R3
R5
R1R2
S1
S2O/P
Q1
-
7/22/2019 Nota Digital
6/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
GET DAN (AND GATE)
Rajah 6.2 menunjukkan litar anolog dan simbor get DAN. Dalam rajah tersebut
mentol L akan menyala apabila kedua-dua suis S1 dan S2 ditutup. Keadaan inimewakili logik 1. Apabila satu daripada suis atau kedua-dua suis tersebut terbuka,mentol tidak menyala. Keadaan ini mewakili logik 0. Tanda [.] digunakan untuk
menunjukkan operasi get DAN. Contohnya A.B bermaksud A DAN B. jadual 6.2
menunjukkan rumusan kendalian bagi litar anolog get logik DAN manakala jadual 6.3pula menunjukkan jadual kebenaran get logik DAN.
Rajah 6.2 Litar anolog dan simbol get logik DAN
Jadual 6.2 Jadual kebenaran litar anolog Get logik DAN
Jadual 6.3 Jadual kebenaran get logik DAN
6
a. Litar analog
b.
Masukan Keluaran
A B F = A.B
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
S1 Keadaan
logik
S2 Keadaan
logik
Mentol
(L)
Keadaan
logik
Buka
Buka
Tutup
Tutup
0
0
1
1
Buka
Tutup
Buka
Tutup
0
1
0
1
Tak nyala
Tak nyala
Tak nyala
Nyala
0
0
0
1
-
7/22/2019 Nota Digital
7/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
7
o/p Y
D1
Vcc
Litar logik
RL
A
B
o/p Y
D1 Litar logik
RLA
B
Vccinput
input
-
7/22/2019 Nota Digital
8/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Boolean Algebra : AND GATE OPERATION
Y = A.B / AB Tanda (.) menunjukkan operasi AND
Jika A = 0 , B = 1
Jika A = 1 , B = 1
Y = A.B
Y = A.B
Y = 0.1 = 0
Y = 1.1 = 1
Get ATAU (OR GATE)
Rajah 6.3 menunjukkan litar anolog dan simbol get logik ATAU. Dalam rajah
tersebut, mentol L akan menyala apabila satu daripada atau kedua-dua suis
( S1 dan S2) ditutup. Keadaan ini mewakili logik 1. Mentol L tidak akanmenyala apabila kedua-dua suis dibuka. Keadaan ini mewakili logik 0.
Jadual 6.4 merumuskan operasi litar anolog get logik ATAU manakala jadual
6.5 ialah jadual kebenaran get logik ATAU. Tanda [+] digunakan untukmenunjukkan operasi ATAU. Contohnya, A ATAU B.
a. Litar Analog b. Simbol
Rajah 6.3 Litar analog dan simbol get logik ATAU
Jadual 6.4 Jadual kebenaran litar anolog get logik ATAU
8
S1 Keadaan
Logik
S2 Keadaan
Logik
Mentol
(L)
Keadaan
logik
Buka
Buka
Tutup
Tutup
0
0
1
1
Buka
Tutup
Buka
Tutup
0
1
0
1
Tak nyala
Nyala
Nyala
Nyala
0
1
1
1
-
7/22/2019 Nota Digital
9/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Jadual 6.5 Jadual kebenaran get logik ATAU
9
Masukan Keluaran
A B F = A.B
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
D1
D2 O/p Y
A
B RL
D1
D2 O/p Y
RL
A
B
A
B
Y
-
7/22/2019 Nota Digital
10/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Boolean Algebra : OR GATE OPERATION
Y = A + B. Tanda (+) menunjukkan operasi OR
Jika A = 0 , B = 1 , Jika A = 1 , B = 1
Y = A + B Y = A + B
Y = 0 +1 = 1 Y = 1 + 1 = 1
Get Logik Penyongsang (TAK) (INVERTER GATE)
Get logik penyongsong mempunyai satu masukan dan satu keluaran. Get iniberfungsi untuk menyongsangkan keadaan logik masukan. Jika logik masukan
ialah 1. Maka keadaan logik keluaran 0 manakala jika logik masukan ialah 0,
maka keadaan logik keluaran 1. Get logik penyongsang ini juga disebut getlogik TAK. Rajah 6.4 menunjukkan simbol get logik penyongsang dan jadual 6.6
menunjukkan jadual kebenaran get tersebut. Tanda palang di atas huruf
bermaksud keadaan logik keluaran telah disongsangkan seperti yang ditunjukkan
dalam rajah 6.5. apabila keadaan logik disongsangkan dua kali secara berturutankeluaran kembali ke logik, asal seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6.6.
Rajah 6.4 Rajah 6.5
Simbol get logik TAK Logik keluaran telahDisongsang
10
-
7/22/2019 Nota Digital
11/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Jadual 6.6
Jadual kebenaran penyongsang
Rajah 6.6
Kesan penyongsangan berganda
11
Masukan Keluaran
0
1
1
0
A Y
Vin 0
5Vcc
O/p Y
Vcc 5V
Q1
Litar logik
-
7/22/2019 Nota Digital
12/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Boolean Algebra : NOT / INVERTER GATE OPERATION
Tanda bar ( ) menunjukkan operasi inverter / not
Jika A = 0 Jika A = 1
Y = 0 Y = 1Y = 1 Y = 0
Atau Y = A Y = AY = A Y = A
Get TAK-ATAU (NOR GATE)
a. Gabungan get TAK dan ATAU
b. Simbol get TAK- ATAU
Rajah 6.8 Jadual kebenaran get logik TAK-ATAU
Jadual 6.8 Jadual kebenaran get logik TAK-ATAU
Get logik TAK-ATAU ialah gabungan get logik ATAU dan get logik TAK yang
disambung secara berturutan. Gabungan kedua-dua get logik ditunjukkan dalam Rajah6.8a manakala simbol get TAK-DAN adalah seperti Rajah 6.8b. Merujuk Jadual 6.8
keluaran get logik TAK-ATAU adalah bertentangan dengan keadaan get logik ATAU.
12
Masukan Keluaran
A B Y = A + B
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
-
7/22/2019 Nota Digital
13/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Fig 3.8 NOR gate symbols , truth table and packages
NOR OPERATION
BUBBLE AND GATE
- Merupakan gabungan not, and gate- De Morgans First Teorem yang menjumpai formula ini.
BUBBLE AND GATE OPERATION
13
A
B
Y = A + B
Y1 = A + B
Y2 = A + B
A
B
Y1
Y2
A
B
Y A
B
Y
ABY001010100110
Jadual KebenaranA
B
Y
A
B
Y
3
Y1
Y2
-
7/22/2019 Nota Digital
14/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Y1 = A
Y2 = BY3 = Y1 . Y2 = A . B
=
NOR GATE = A + B = BUBBLE AND GATE = A . B
Keadaan ini dipanggil Interchange able
Get TAK-DAN (NAND GATE)
Get logik TAK-DAN ialah gabungan get logik DAN dengan get logik TAK yang
disambung secara berturutan. Contohnya A . B bermaksud A DAN B. Gabungan kedua-
dua get logik ditunjukkan dalam Rajah 6.7a manakala simbol get TAK-DAN ditunjukkandalam Rajah 6.7b. Merujuk Jadual 6.7 keluaran get logik TAK-DAN adalah bertentangan
dengan keadaan logik get DAN.
a. Gabungan get TAK dan Get DAN b. Simbol get TAK-DAN
Rajah 6.7 Get TAK dan DAN serta simbol get logik TAK-DAN (nand gate)
Jadual 6.7 Jadual kebenaran get logik TAK-DAN
14
A
B
Y = A + B A
B
Y
Q1
Q2
Litar logik
I/p
R1
R2
Vcc
R3
O/p
Masukan Keluaran
A B Y = A . B
00
1
1
01
0
1
11
1
0
-
7/22/2019 Nota Digital
15/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Fig 3.7 NAND gate symbols , truth table and packages
NAND OPERATION
BUBBLE OR GATE
- Gabungan not, or gate dikenali dengan Bubble or gate.- De Morgans Second Teorem yang menjumpai formula ini.
BUBBLE OR GATE OPERATION
15
A
B
Y = A . B
Y1 = A . B
Y2 = A . B
A
B
Y1
Y2
ABY001011101110
Jadual Kebenaran
A
B
Y A
B
Y
A
B
Y
A
B
Y3Y1
Y2
-
7/22/2019 Nota Digital
16/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Y1 = A
Y2 = BY3 = Y1 + Y2 = A + B
=
NAND GATE = A . B = BUBBLE OR GATE = A + B
Keadaan ini dipanggil Interchange able
Get Ekslusif ATAU (EX-ATAU)
Litar ekslusif ATAU (EX-ATAU) dibina daripada beberapa kombinasi logik. Rajah 6.9a
menunjukkan litar logik bagi get logik EX-ATAU yang paling mudah dan keluarannya
adalah Y = A B. Rajah 6.9b menunjukkan simbol get logik EX-ATAU. Tanda
digunakan untuk menunjukkan operasi EX-ATAU.Contohnya, A B bermaksud A EX-
ATAU B. Dari Jadual 6.9 anda dapat perhatikan bahawa keluaran get logik EX-ATAU
berada dalam keadaan logik 1 apabila kedua-dua masukan mempunyai keadaan logikyang bertentangan . Jika kedua-dua masukan mempunyai keadaan logik yang sama maka
keluaran logik EX-ATAU ialah 0
a. Litar logik ekslusif ATAU
b. Simbol get EX-ATAU
Rajah 6.9 Litar logik ekslusif ATAU dan simbol get logik ekslusif EX-ATAU
16
A
B
Y = A . B A
B
Y
-
7/22/2019 Nota Digital
17/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
Jadual 6.9 Jadual Kebenaran get logik EX-ATAU
EX-OR OPERATION
Y = A B
Y = AB + AB
Y = A B
Fig 3.9 XOR gate symbols, truth table and packages
EXCLUSIVE NOR GATE
- Mempunyai keluaran high apabila kedua-dua masukkannya adalah low atauhigh
a. Litar logik ekslusif NOR
b.
17
Masukan Keluaran
A B Y = A B0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
A
BY
-
7/22/2019 Nota Digital
18/18
INDUSTRIAL ELECTRICAL & ELECTRONIC SYSTEM
b. Simbol get EX-NOR
EX-NOR OPERATION
Y = AB + AB
Y = A B
18
A B Y
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
Jadual Kebenaran
A
B
YA
B
Y