Sistem Digital

5/16/2018 Sistem Digital - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-digital-55b07a0a793d8 1/21

Laporan Praktikum Sistem DigitalRangkaian Logika

(NAND GATE)

O l e h :

JAEZAH CHAIRINA CHAIRUL52009025

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKASEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER

STMIK KHARISMA MAKASSAR2012



1

BAB I

LANDASAN TEORI

1.1. Pendahuluan

Gerbang logika atau sering juga disebut gerbang logika Boolean merupakan

sebuah sistem pemrosesan dasar yang dapat memproses input-input yang berupa

bilangan biner menjadi sebuah output yang berkondisi yang akhirnya digunakan

untuk proses selanjutnya.

Gerbang logika dapat mengkondisikan input - input yang masuk kemudian

menjadikannya sebuah output yang sesuai dengan apa yang ditentukan olehnya.

Terdapat tiga gerbang logika dasar, yaitu: gerbang AND, gerbang OR, gerbang

NOT. Ketiga gerbang ini menghasilkan empat gerbang berikutnya, yaitu: gerbang

NAND, gerbang NOR, gerbang XOR, gerbang XAND.

1.1.1. Gerbang Not (Not Gate)

Gerbang NOT atau juga bisa disebut dengan pembalik (inverter) memiliki

fungsi membalik logika tegangan inputnya pada outputnya. Sebuah inverter

(pembalik) adalah gerbang dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluarandimana keadaan keluaranya selalu berlawanan dengan keadaan masukan.

Membalik dalam hal ini adalah mengubah menjadi lawannya. Karena dalam logika

tegangan hanya ada dua kondisi yaitu tinggi dan rendah atau “1” dan “0”, maka

membalik logika tegangan berarti mengubah “1” menjadi "0” atau sebaliknya

mengubah nol menjadi satu.

http://desailmu.blogspot.com/2011/02/rangkaian-gerbang-logika-dan-fungsinya.html





2

1.1.2.GERBANG AND (AND GATE)

Gerbang AND (AND GATE) atau dapat pula disebut gate AND ,adalah suatu

rangkaian logika yang mempunyai beberapa jalan masuk (input) dan hanya

mempunyai satu jalan keluar (output). Gerbang AND mempunyai dua atau lebih daridua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Dalam gerbang AND , untuk

menghasilkan sinyal keluaran tinggi maka semua sinyal masukan harus bernilai

tinggi.

1.1.3.GERBANG OR (OR GATE)

Gerbang OR berbeda dengan gerbang NOT yang hanya memiliki satu input,

gerbang ini memiliki paling sedikit 2 jalur input. Artinya inputnya bisa lebih dari dua,

misalnya empat atau delapan. Yang jelas adalah semua gerbang logika selalu

mempunyai hanya satu output. Gerbang OR akan memberikan sinyal keluaran tinggi

jika salah satu atau semua sinyal masukan bernilai tinggi, sehingga dapat dikatakanbahwa gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua sinyal

masukan bernilai rendah.

1.1.4.Gerbang NAND

Gerbang NAND adalah suatu NOT-AND, atau suatu fungsi AND yang

dibalikkan. Dengan kata lain bahwa gerbang NAND akan menghasilkan sinyal

keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai tinggi.





























3

1.1.5.Gerbang NOR

Gerbang NOR adalah suatu NOT-OR, atau suatu fungsi OR yang dibalikkan

sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi

jika semua sinyal masukanya bernilai rendah.

1.1.6. Gerbang X-OR

Gerbang X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal

masukan bernilai rendah atau semua masukan bernilai tinggi atau dengan kata lain

bahwa X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika sinyal masukan bernilai

sama semua.














4

1.1.7.Gerbang X-NOR

Gerbang X-NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal

masukan bernilai sama (kebalikan dari gerbang X-OR ).

1.2. FLIP-FLOP

Pada rangkaian kombinasional (AND, OR, NAND, NOR, NOT Gate), keadaan

outputnya hanya tergantung pada kondisi inputnya. Ketika inputnya berubah maka

outputnya juga ikut berubah. Untuk mengatasi hal tersebut, maka diperlukan suatu

rangkaian logika yang outputnya tidak selalu tergantung pada inputnya tetapi juga

tergantung pada output sebelumnya, sehingga rangkaian ini mempunyai

kemampuan mengingat yang baik. Rangkaian seperti ini disebut Rangkaian Logika

Sekuensial. Sebagai rangkaian dasar yang dapat dipakai untuk membuat rangkaianlogika sekuensial adalah rangkaian FLIP-FLOP atau disebut juga rangkaian Bistabil

multivibrator.

Flip-flop dapat dibentuk dari dua buah NAND Gate atau dua buah NOR Gate

yang dihubungkan dan saling menyilang, yaitu output dari NAND Gate/NOR Gate

yang pertama dimasukkan ke dalam input dari NAND Gate/NOR Gate yang kedua,

dan kemudian output dari NAND Gate/ NOR Gate yang kedua dimasukkan ke dalam input

dari NAND Gate/NOR Gate yang pertama. Perhatikan gambar dibawah ini :

FLIP-FLOP memiliki fungsi sebagai berikut: Menyimpan bilangan biner,

Mencacah pulsa, dan Menyerempakkan/ men-sinkronkan rangkaian aritmatika.

Misalnya : beberapa full yang dapat dikendalikan.

1.2.1. RS Flip-Flop

merupakan rangkaian dasar untuk menyusun berbagai jenis flip flop yang

lainnya. Mempunyai dua masukan yaitu, S = Set dan R = Reset dan dua output yaitu

Q dan q.Bertindak sebagai 1 bit memory dengan output Q sebagai nilai bit tersebbut.

S=1, R=1tidak dibenarkan (tidak boleh diset secara serentak) karena akan




http://dathomz.files.wordpress.com/2011/05/a.jpg




5

menghasilkan outputyang tidak konsisten. Dalam keadaan semula output Q=0,

maka untuk merubah Q=1maka harus diberikan trigger pada S(S=1). Setelah itu Q

akan tetap logic 1 walaupun Skembali 0 lagi. Kemudian untuk merubah Q=0 lagi

maka kira harus me-reset R denganLogic 1 (R=1) selanjutnya Q akan tetap 0walaupun R di reset lagi. Flip Flop SR dapat disusun dari dua gerbang NAND atau

dua gerbang NOR.

1.2.1.1. RS flip flop dengan clock

RS flip flop dengan clock merupakan pengembangan dari RS flip flop dengan

menambahkan dua gerbang NAND pada RS flip flop dari gerbang Nand dan

gerbang AND pada RS flip flop dari gerbang NOR yang bertujuan untuk masukan

pemicu yang disebut dengan sinyal clock untuk mengubah nilai yang ada.

1.2.2. JK Flip Flop

JK flip flop merupakan SR flip flop yang telah

dimodofikasi sedemekian rupa. Pada SR flip flop,jika

kedua input S dan R nya sama2 bernilai “1”,flip flop tidak

mampu merespons kondisi output berikutnya. Sebuah JK

flip flop dibentuk dari SR flip flop dengan tambahan

gerbang AND pada sisi input SR nya.

http://dathomz.files.wordpress.com/2011/05/c.jpg

http://dathomz.files.wordpress.com/2011/05/b.jpg







6

1.2.3. D Flip Flop

Memiliki 1 input yang disebut D (data) serta 2

output yang disebut Q dan Q pada dasarnya D flipflop diperoleh dari SR flip flop yang salah satu

inputnya didapat dengan mengkomplemenkan

input yang lain yaitu menambahkan satu gerbang

NOT pada masukan.

Prinsip kerja dari D Flip-Flop adalah

berapapun nilai yang diberikan pada input D akan dikeluarkan dengan nilai yang

sama pada output Q. D Flip-Flop diaplikasikan kepada rangkaianyang memerlukan

penyimpanan data sementara sebelum diproses berikutnya. Salah satu contoh IC DFlip-Flop adalah 74LS75, yangmempunyai input asinkron.

1.3. IC 7400

IC TTL Seri 7400 adalah kumpulan IC yang berperan penting dalam sejarah

IC dan penyebarannya. Walaupun telah beredar cukup lama, namun versi-versi

modern dari Seri 7400 ini tetap masih digunakan hingga sekarang ini.

Pada awalnya, seri 7400 dibuat dengan Transistor bipolar. Perkembangan

selanjutnya mencatat seri 7400 dibuat dengan teknologi CMOS atau kombinasi dari

CMOS dan bipolar, yaitu BiCMOS.

1.3.1. Konfigurasi dan Fungsi masing-masing dari IC 7400

http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor_bipolar

http://id.wikipedia.org/wiki/CMOS

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=BiCMOS&action=edit&redlink=1

http://dathomz.files.wordpress.com/2011/05/d.jpg

http://dathomz.files.wordpress.com/2011/05/d.jpg

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=BiCMOS&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/CMOS

http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor_bipolar



1

Pin 1 : input chanel 1


Pin 3 : output channel 1




Pin 7 : Ground







Pin 14 : Vcc / Sumber Tegangan

1.3.2. Cara Merakit IC 7400

Di dalam 1 keping ic 7400 ini ada 4 gerbang NAND dengan 2 input untuk tiap-tiap

gerbang.

Gerbang ke 1 inputnya di kaki 1&2,output (F1) kaki 3.

Gerbang ke 2 input di kaki 4&5,output (F2) kaki 6.

Gerbang ke 3 input kaki 9&10, output (F3) kaki 8.

Gerbang ke 4 input kaki 12&13, output (F4) di kaki 11.

Ke 4 gerbang tsb beroperasi sendiri-sendiri, artinya bila HANYA input-input gerbang

1 saja (kaki 1&2) yg diberi masukan bervariasi, maka hanya output F1 saja yg

terpengaruh oleh kombinasi masukan tesebut. F2,F3 dan F4 tidak akan mengikuti

F1. Jadi misalnya input F1 1 1 dan input F2 0 0, maka keluarannya akan berbeda,

masing-masing F1 0 dan F2 1. Jadi gunakan saja berapa gerbang sesuai

kebutuhan.



2

BAB II

HASIL PERCOBAAN DAN ANALISA DATA

2.1. Percobaan I

Kegiatan : Melihat Kerja NAND GATE

Alat dan Bahan :

o 1Buah IC tipe 7400

o Resistor 100 Ohm

o Catu Daya +5 Volt

o LED

o Kabel Sambungan

Catatan :

o Ada 2 cara memberikan sinyal logika “1” pada inputan NAND GATE yang kita

pakai dalam percobaan, yaitu :

Menyambung input dengan tegangan +5 volt

Membiarkan jalur input itu mengambang ( terlepas tidak tersambung

kemana-mana )

o Untuk memberikan sinyal “0” jalan inputannya ke -5 volt atau ke ground

o LED yang disambungkan kepada jalan output akan menyala, kalau jalan keluar

mengeluarkan arus. LED nyala setara dengan “1” dan padam setara dengan

“0”

Pelaksanaan Percobaan :

o Susunlah tabel kebenaran untuk NAND GATE

o Setelah selesai menyusun tabel laksanakan percobaan guna melihat

kebenaran dari tabel

o Tukarlah LED dengan alat ukur Volt meter (alat ukur disambungkan antara

jalan keluar Y dan ground)



3

Rangkaian :

Tabel Kebenaran :

Masuk KeluarKeterangan

A B Y

0 0 1 Nyala

0 1 1 Nyala

1 0 1 Nyala

1 1 0 Tidak

Kesimpulan :

Dapat disimpulkan berdasarkan tabel kebenaran yang dihasilkan bahwa pada

NAND Gate memiliki hasil keluaran yang merupakan invers dari hasil keluaran AND

Gate. Dimana Rangkaian NAND dinyatakan sebagai Y = A.B dan output Y akan

bernilai “0” jika inputan A & B bernilai 1, jika inputan A & B berbeda atau bernilai sama

yaitu “0” maka output Y akan bernilai “1”.



4

2.2. Percobaan II

Kegiatan : Fungsi Saklar Dengan NAND GATE

Alat dan Bahan :

o 3 Buah NAND GATE

o Catu Daya +5 volt

o LED

o Kabel sambungan


o Bangunlah rangkaian

o Pada F1 dan F2 supaya disambungkan indikator (LED)

o Tentukan semua kombinasi – kombinasi masukan yang mungkin (lihat tabel),

dan tentukan F1 dan F2 sesuai penampilan LED

o Setelah tabel terisi penuh sesuai penampilan LED, lihatlah apakah isi tabel

cocok dengan teori yang sebenarnya

Rangkaian :

Tabel Kebenaran :

A B F1 F2

0 0 0 0

0 1 0 1

1 0 0 1

1 1 1 1



5

Kesimpulan :

o Rangkaian A melaksanakan fungsi AND Gate

Dimana rangkaian NAND yang dibuat jika ditambahkan inputan bernilai 1

(dialiri listrik) akan mengubah hasil keluaran NAND yang pertama menjaditerbalik (invers). Sehingga hasil dari rangkaian NAND tersebut memiliki hasil

yang sama dengan rangkaian gerbang AND.

o

Rangkaian B melaksanakan fungsi OR GateRangkaian NAND yang dirangkai pada rangkaian B memiliki hasil sama

dengan rangkaian gerbang OR.



6

2.3. Percobaan III

Kegiatan : Menentukan Fungsi Rangkaian

Alat dan Bahan :

o 6 Buah NAND GATEo Catu Daya +5 volt

o LED

o Kabel sambungan


o Bangunlah rangkaian

o Tentukan semua kombinasi masukan yang mungkin, guna mengisi tabel

kebenaran

Rangkaian :

Tabel Kebenaran :

A B F

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Pertanyaan

o Memenuhi fungsi apakah rangkaian itu ? Rangkaian Gerbang XOR

Kesimpulan :Rangkaian XOR (Exclusive-OR) dinyatakan sebagai Y = A.B + A.B disederhanakan

menjadi Y = ⨁, yaitu dimana . Output menjadi “0” ketika

input A dan B pada level yang sama, dan output Y menjadi bernilai “1” ketika kedua

input mempunyai level yang berbeda.

OR

EX-ORXNOR



7

2.4. Percobaan IV

Kegiatan : Menyusun Tabel Kebenaran Bardasarkan Percobaan

Alat dan Bahan :o 6 Buah NAND GATE

o Catu Daya +5 volt

o LED

o Kabel sambungan


o Bangunlah rangkaian dan pada F sambungkan dengan indikator (LED)

o Isikanlah kombinasi – kombinasi masukan yang mungkin di kolom A, B, dan C.

Pakailah urutan – urutan buner

o Sesudah mengisi kolom A, B, dan C lakukanlah percobaanya, dan isilah kolom

F sesuai hasil percobaan tersebut

Rangkaian :

Tabel Kebenaran :

A B C 1 out1 out2 out3 out4 out5 out6

0 0 0 1 1 1 0 1 1 0

0 0 1 1 1 1 0 1 0 1

0 1 0 1 1 0 1 0 1 0

0 1 1 1 1 0 1 0 1 0

1 0 0 1 0 1 1 0 1 0

1 0 1 1 0 1 1 0 1 0

1 1 0 1 0 0 1 0 1 0

1 1 1 1 0 0 1 0 1 0

NOR

NOR

OR

NOR



8

A B C F

0 0 0 0

0 0 1 10 1 0 0

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 0

1 1 1 0

Kesimpulan :

Dapat disimpulkan bahwa berdasarkan hasil inputan yang dimasukkan dengan

menggunakan rankaian tersebut serta dengan menghubungkan hasil keluaran F pada

LED, maka pasa saat hasil keluaran F = 1, maka LED akan menyala sedang kan pada

saat hasil keluaran F = 0 LED tidak menyala.



9

2.5. Percobaan V

Kegiatan : Menggeserkan Informasi Dalam Register-Geser

Alat dan Bahan :

o 6 Buah NAND GATE

o Catu Daya +5 volt

o LED

o Kabel sambungan


o Bangunlah rangkaian register – registero Pada setiap jalan keluar Q dan Q invers supaya dipasang indikator

o Berturut – turut masukkan sinyal kepada S, R, dan P menurut tabel diatas

o Hasil yang ditunjukkan Q dan Q invers supaya diisikan dalam tabel

Rangkaian :



10

Tabel Kebenaran :

Dimana F1 = S & F2 = R

Flip – Flop 1 Flip – Flop 2

S R Q Q P F1 F2 Q Q1 0 0 1 0 1 1 1 0

1 0 0 1 1 1 0 0 1

1 0 0 1 0 1 1 0 1

0 1 1 0 0 1 1 0 1

0 1 1 0 1 0 1 1 0

0 1 1 0 0 1 1 1 0

1 0 1 1 0 1 1 1 0

1 0 0 1 1 1 0 0 1

Kesimpulan :

o Bedasarkan hasil percobaan yang dimasukkan dalam tabel diatas dapat dilihat

bahwa pada hasil keluaran flip-flop 1 dan flip-flop 2 yang terdapat pada tabel

tersebut digunakan inputan nilai P sebagai yang menyebabkan terjadinya

pergeseran nilai atau informasi pada rangkaian tersebut.

o Bila S diberi logika 1 dan R diberi logika 0, maka output Q akan berada pada logika

0 dan Q not pada logika 1. Bila R diberi logika 1 dan S diberi logika 0 maka

keadaan output akan berubah menjadi Q berada pada logik 1 dan Q not pada

logika 0.

o Sifat paling penting dari Flip-Flop adalah bahwa sistem ini dapat menempati salah

satu dari dua keadaan stabil yaitu stabil I diperoleh saat Q =1 dan Q not = 0,

stabil ke II diperoleh saat Q=0 dan Q not = 1

reset

set

reset



11

2.6. Percobaan VI

Kegiatan : FLIP-FLOP RS-Terdetak

Alat dan Bahan :

o 5 Buah NAND GATEo Catu Daya +5 volt

o 2 LED

o Kabel sambungan


o Bangunlah rangkaian Flip – Flop

o Pada S dan Q supaya dipasang lampu indikator

o Buatlah P = 0, dan S = 1, kemudian S = 0

o Buatlah P = 0, dan S = 1, kemudian buatlah P = 1, lalu P = 0 kembalio Buatlah P = 0, dan S = 0, kemudian buatlah P = 1, lalu P = 0 kembali

Rangkaian :

Tabel Kebenaran:

P S R A B Q Q

0 1 0 1 1 1 0

0 0 1 1 1 1 0

0 1 0 1 1 1 0

1 1 0 0 1 1 0

0 1 0 1 1 1 0

0 0 1 1 1 1 0

1 0 1 1 0 0 1

0 0 1 1 1 0 1



12

Pertanyaan:

o Setelah langkah 3, apakah Q akan berubah ?

Hasil Q tetap 1 dan Q tetap 0

Untuk langkah 4, sesudah P = 1, maka Q = Hasil Q tetap 1 dan Q tetap 0o Untuk langkah 5, sesudah P = 1, maka Q = berubah

Hasil Q menjadi 0 dan Q menjadi 1 yang sebelumnya Hasil Q = 1 & Q = 0

Kesimpulan :

Flip-flop SR terdetak harus menyesuaikan diri (mensikronkan) dengan sinyal pendetak

(P). Apabila sinyal pendetak masukan pada logika 0, maka data yang dimasukkan

pada S dan R tidak ditanggapai atau diproses oleh Flip Flop sehingga keluaran Q tetap

(tidak berubah)Jika sinyal pendetak berubah menjadi logika 1, maka set dan reset ditanggapi

sehingga keluaran Q akan berubah.



13

2.7. Percobaan VIII

Kegiatan : Pencacah Biner Tak-Sinkron ( Ripple Counter )

Alat dan Bahan :

o 2 Buah NAND GATE

o 4 Buah Flip – Flop – JK

o Catu Daya +5 volt

o 4 LED

o Kabel sambungan

Pelaksanaan Percobaan :o Bangunlah rangkaian Flip – Flop

o Berilah tegangan catu

o Buatlah semua flip – flop dalam kondisi reset dengan membuat 0 semua

masukkan (clear) atau dengan memberikan beberapa denyut berurut – urut

sampai semua flip – flop menampilkan 0

o Masukkan denyut – denyut cacah ke P1 dengan cara meletakkan saklar S

sebentar pada posisi W. Isilah tabel berikut sesuai penampilan flip – flop.

Perhatikan akan nilai – nilai biner yang ditampilkan LED.

Rangkaian :



14

Tabel Kebenaran :

T Q4 Q3 Q2 Q1 Nilai Dasan

1 0 0 0 0 0

2 0 0 0 1 1

3 0 0 1 0 2

4 0 0 1 1 3

5 0 1 0 0 4

6 0 1 0 1 5

7 0 1 1 0 6

8 0 1 1 1 7

9 1 0 0 0 8

10 1 0 0 1 9

11 1 0 1 0 10

12 1 0 1 1 11

13 1 1 0 0 12

14 1 1 0 1 13

15 1 1 1 0 14

16 1 1 1 1 15

Kesimpulan :

JK flip flop merupakan SR flip flop yang telah dimodofikasi sedemekian rupa. Pada SR

flip flop,jika kedua input S dan R nya sama2 bernilai “1”,flip flop tidak mampu

merespons kondisi output berikutnya. Sebuah JK flip flop dibentuk dari SR flip flop

dengan tambahan gerbang AND pada sisi input SR nya.

Sistem Digital

Documents

Transcript of Sistem Digital