DAFTAR ISI
DAFTAR ISI.................................................................................................... 1
BAB I
Pendahuluan ....................................................................................................... 2
a.
Latar
Belakang.................................................................................................................... 4
b.
Perumusan Masalah........................................................................................................ 4
c.
Deskripsi Tentang Materi Praktek................................................................................. 5
i.
Gerbang
logika................................................................................................................ 5
ii.
Rangkaian Terpadu (IC) Untuk Gerbang –Gerbang...................................................... 6
BAB II................................................................................................... TEORI
2.1. Rangkaian Dasar Gerbang Logika ............................................................... 7
2.1.1. Gerbang Not (Not Gate)............................................................................................ 7
2.1.2.
Gerbang And (And Gate).......................................................................................... 7
2.1.3.
Gerbang Or (Or Gate)................................................................................................ 8
2.1.4. Gerbang NAND.......................................................................................................... 8
2.1.5. Gerbang NOR............................................................................................................. 9
2.1.6. Gerbang X-OR............................................................................................................ 9
2.1.7. Gerbang X-NOR......................................................................................................... 9
Contoh Penerapan Gerbang Logika................................................................................. 10
2.2. RANGKAIAN GERBANG KOMBINASI.................................................................. 11
2.2.1. PERANCANGAN RANGKAIAN KOMBINASI................................................ 12
2.3. Implementasi Rangkaian Gerbang Logika
Dengan Gerbang Nand.......................... 14
2.3.1. Gerbang NAND (NOT And)................................................................................... 14
2.4. Decoder............................................................................................................................. 16
BAB III Langkah – Langkah
Kegiatan
3.1. langkah kegiatan I........................................................................................................... 17
3.1.1. Instalasi Electronic Workbench............................................................................... 17
3.1.2. Pengenalan Program Electronich Workbench Dan
Penggunaan Nya................ 20
3.2. Langkah Kegiatan II Kombinasi Gerbang
Logika....................................................... 28
3.3. Langkah Kegiatan III Implementasi
Gernbang NAND............................................... 32
3.4. Langkah Kegiatan IV DECODER................................................................................. 37
3.4.1. Rangkaian Gerbang Nand dari Decoder............................................................... 38
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 42
BAB I
PENDAHULUAN
“Pada jaman sekarang ini, teknologi
berkembang sangat pesat. Bermacam – macam alat dihasilkan Sekarang, hampir semua
peralatan yang bekerja dengan tegangan listrik sudah menggunakan rangkaian
digital. Saat ini rangkaian elektronika digital sudah bukan barang asing lagi.
Rangkaian digital sudah ada di mana-mana dan bersinergi dengan rangkaian elektronika
analog untuk membentuk rangkaian-rangkaian elektronika yang lebih cermat,
cepat, dan tepat sasaran Sebenarnya, sebuah rangkaian digital tidak harus
selalu berupa rangkaian rumit dengan banyak komponen kecil seperti yang kita
lihat di dalam komputer, handphone, ataupun kalkulator. Sebuah rangkaian dengan
kerja sederhana yang menerapkan prinsip-prinsip digital, juga merupakan sebuah
rangkaian digital. Contoh rangkaian digital sederhana adalah rangkaian pengaman
yang ditambahkan pada rangkaian kunci kontak sepeda motor atau mobil. Pada
rangkaian pengaman terdapat kontak (berupa relay atau transistor) yang
aktivitasnya dikontrol oleh pemilik sepeda motor. Kontak pengaman ini harus
dihubungkan seri dengan rangkaian kunci kontak. Akibatnya, walau kunci kontak
terhubung, sepeda motor tidak dapat distarter jika kontak pengaman ini masih terbuka.
Cara ini cukup manjur untuk menghindari pencurian sepeda motor.
Gerbang (gate) dalam rangkaian
logika merupakan fungsi yang menggambarkan hubungan antara masukan dan
keluaran. Untuk menyatakan gerbang-gerbang tersebut biasanya digunakan
simbol-simbol tertentu. Ada beberapa standar penggambaran simbol. Salah satu
standar simbol yang populer adalah MIL-STD-806B yang dikeluarkan oleh
Departemen Pertahanan Amerika Serikat untuk keperluan umum pada bulan Februari
1962. Untuk menunjukkan prinsip kerja tiap gerbang (atau rangkaian logika yang
lebih kompleks) dapat digunakan beberapa cara. Cara yang umum dipakai antara
lain adalah tabel kebenaran (truth table) dan diagram waktu (timing diagram).
Karena merupakan rangkaian digital, tentu saja level kondisi 2 yang ada dalam
tabel atau diagram waktu hanya dua macam, yaitu logika 0 (low, atau hight) dan
logika 1 (atau False, atau true). Kondisi lain yang mungkin ada adalah kondisi
X (level bebas, bisa logika 1 atau 0), dan kondisi high impedance (impedansi tinggi).
Kondisi X biasanya ada di masukan gerbang dan menyatakan bahwa apa pun logika
masukannya (logika 0 atau 1) tidak akan mempengaruhi logika keluaran yang dihasilkan.
(Hodges D. , Jacson, Nasution S).”
“Kondisi impedansi tinggi pada suatu
titik (point) menunjukkan titik yang bersangkutan diisolasi dari rangkaian
lain, sehingga tidak ada logika yang akan mempengaruhi titik tersebut gerbang
dan rangkaian logika juga dapat diimplementasikan dalam bentuk rangkaian dioda,
transistor, ataupun rangkaian terpadu yang disebut integrated circuit (IC). Dengan
semakin majunya teknologi pembuatan komponen mikro-elektronika, perkembangan
komponen IC untuk rangkaian digital menjadi pesat. IC logika jenis TTL
(Transistor- Transistor Logic) dan CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)
cukup populer di kalangan masyarakat penggemar elektronika. Walaupun sudah
mulai berkurang, jenis IC tersebut masih banyak digunakan hingga saat ini.
Dalam mengimplementasikan rangkaian
digital, kita juga dapat mengunakan Electronics Workbench (EWB) diteliti untuk
diaplikasikan sebagai program simulasi bagi alat-alat elektronik yang
dirancang. Dalam hal ini diteliti mengenai seberapa akurat respons yang
diperoleh dari simulasi EWB dibandingkan dengan respons dari beberapa alat
elektronik real dan juga seberapa banyak jenis alat elektronik yang dapat
disimulasikan atau seberapa banyak jenis komponen atau rangkaian terintegrasi
yang terdapat dalam EWB. Aplikasi EWB ini diharapkan dapat menjembatani
kesenjangan antara teori dan praktek seperti disebut di atas. Biasanya pada
suatu karya tulis ilmiah mengenai perancangan dan penganalisaan suatu alat
elektronik hanyalah didasarkan pada studi literatur dan tidak melalui suatu
pembuktian praktis. Pembuktian dengan komponen-komponen dan rangkaian-rangkaian
terintegrasi fisik selain membutuhkan biaya pengadaan yang tinggi (untuk jenis
dan jumlah besar), juga sering terjadi kerusakan pada komponen-komponen fisik
tersebut. Penggunaan EWB dapat mengatasi
kelemahan-kelemahan perangkat keras di atas dan membangkitkan kepercayaan diri
para mahasiswa bahwa alat elektronik yang dirancang dapat bekerja seperti yang
dikehendaki.
Penelitian ini dibatasi dengan
menguji coba alat elektronik analog, yang dirancang dan dianalisa oleh mahasiswa
Jurusan Teknik Elektro untuk mata ajaran Analisa dan Perancangan. Penelitian
ini bertujuan untuk menyelidiki keakuratan respons yang diperoleh dari simulasi
EWB dibandingkan dengan respons secara fisik dan teoritis dari alat elektronik
yang dipilih, yakni suatu alat elektronik analog dan berapa banyak jenis
komponen atau rangkaian terintegrasi yang terdapat dalam EWB Transmitter
vibrasi adalah alat yang dapat mengukur level dan komponen frekuensi dari
vibrasi mesin secara elektronik serta dapat mengirimkan data-data itu ke ruang
pemantauan sejauh 100 m dari alat tersebut. Transmitter vibrasi ini menggunakan
suatu transduser vibrasi yang disebut akselerometer piezoelektrik / AP
(piezoelectric accelerometer) dan terdiri dari penguat depan muatan, penguat instrumentasi,
penguat tegangan tak membalik dua tingkat, filter lolos bawah, filter lolos
pita, dan pengubah tegangan ke arus. Dengan software tersebut, kita dapat
merancang dan menyimulasi rangkaian di komputer PC, Perancangan rangkaian dapat
kita lakukan dengan cara skematis, yang menggunakan simbol-simbol layaknya menggambar
rangkaian digital di kertas. Atau dengan bahasa VHDL (Visual Hardware
Description Language) dan Verilog yang lebih sulit.”. (Boylestad, Robert dan Louis
Nashelsky)
1.1.
Latar Belakang
“Gerbang yang diterjemahkan dari
istilah asing gate, adalah elemen dasar dari semua rangkaian yang menggunakan
sistem digital. Boleh jadi mereka mengena l istilah pencacah (counter),
multiplekser ataupun encoder dan decoder dalam teknik digital, tetapi adakalanya
mereka tidak tahu dari apa dan bagaimana alat-alat tersebut dibentuk. Ini
dikarenakan oleh mudahnya mendapatkan fungsi tersebut dalam bentuk satu serpih
IC (Integrated Circuit). Bagi yang telah mengetahui dari apa dan bagaimana
suatu fungsi digital seperti halnya pencacah dibentuk hal ini tak akan menjadi
masalah, namun bagi pemula dan autodidak yang terbiasa menggunakan serpih IC
berdasarkan penggunaannya akan menjadi memiliki pendapat yang salah mengenai
teknik digital. Untuk itulah artikel berikut yang ditujukan bagi pemula
ditulis. Semua fungsi digital pada dasarnya tersusun atas gabungan beberapa
gerbang logika dasar yang disusun berdasarkan fungsi yang diinginkan.
Gerbang-gerbang dasar ini bekerja atas dasar logika tegangan yang digunakan dalam
teknik digital. Logika tegangan adalah asas dasar bagi gerbang-gerbang logika”.
(Hodges D. , Jacson, Nasution S).”
1.2.
Perumusan Masalah
Permasalahan yang dibahas dalam makalah ini adalah
mempelajari dan memahami tentang gerbang logika AND, NOT, OR dan NAND dengan
menggunakan program Electronics Workbench (EWB) kemudian merealisasikannya
dengan membangun sendiri sebuah premasalahan mengunakan gerbang NOT OR dan
matrik AND. Dimana sebagai implementasi gerbang NAND dan di lanjutkan dengan
menggunakan IC dan penerapan Dekoder.
1.3. Deskripsi Tentang Materi Praktek
1.3.1. Gerbang Logika
“Gerbang logika
atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika
boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal
keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis
menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan
susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik
(relay). Logika merupakan dasar dari semua penalaran
(reasoning). Untuk menyatukan beberapa logika, kita membutuhkan operator logika
dan untuk membuktikan kebenaran dari logika, kita dapat menggunakan tabel
kebenaran. Tabel kebenaran menampilkan hubungan antara nilai kebenaran dari proposisi
atomik. Dengan tabel kebenaran, suatu persamaan logika ataupun proposisi bisa
dicari nilai kebenarannya. Tabel kebenaran pasti mempunyai banyak aplikasi yang
dapat diterapkan karena mempunyai fungsi tersebut. Salah satu dari aplikasi
tersebut yaitu dengan menggunakan tabel kebenaran kita dapat mendesain suatu rangkaian logika. Dalam
makalah ini akan dijelaskan bagaimana peran dan kegunaan tabel kebenaran dalam
proses pendesainan suatu rangkaian logika.
Gerbang
yang diterjemahkan dari istilah asing
gate, adalah elemen dasar dari semua rangkaian yang menggunakan sistem digital. Semua fungsi
digital pada dasarnya tersusun atas gabungan beberapa gerbang logika dasar yang
disusun berdasarkan fungsi yang
diinginkan. Gerbang -gerbang dasar ini bekerja atas dasar logika tegangan yang
digunakan dalam teknik digital.Logika tegangan adalah asas dasar bagi
gerbang-gerbang logika. Dalam teknik digital apa yang dinamakan logika tegangan
adalah dua kondisi tegangan yang saling berlawanan. Kondisi tegangan “ada
tegangan” mempunyai istilah lain “berlogika satu” (1) atau “berlogika tinggi”
(high), sedangkan “tidak ada tegangan” memiliki istilah lain “berlogika nol”
(0) atau “berlogika rendah” (low). Dalam membuat rangkaian logika kita
menggunakan gerbang-gerbang logika yang sesuai dengan yang dibutuhkan.
Rangkaian digital adalah sistem yang mempresentasikan sinyal sebagai nilai
diskrit. Dalam sebuah sirkuit digital,sinyal direpresentasikan dengan satu dari
dua macam kondisi yaitu 1 (high, active, true,) dan 0 (low, nonactive,false).” (Sendra, Smith, Keneth C)
1.3.2.
Rangkaian Terpadu (IC) Untuk Gerbang -Gerbang Dasar
“Setelah mengenal gerbang-gerbang dasar yang digunakan dalam teknik
digital, bagi para pemula mengkin saja timbul pertanyaan dimana gerbang-gerbang
ini dapat diperoleh? Jawabannya mudah sekali, karena gerbang- gerbang ini telah
dijual secara luas dipasaran dalam IC tunggal (single chip). Yang perlu
diperhatikan sekarang adalah dari jenis apa dan bagaimana penggunaan dari
kaki-kaki IC yang telah didapat. Sebenarnya informasi dari IC-IC yang ada dapat
dengan mudah ditemukan dalam buku data sheet IC yang sekarang ini banyak
dijual. Namun sedikit contoh berikut mungkin akan me mpermudah pencarian.
Berikut adalah keterangan mengenai IC-IC yang mengandung gerbang-gerbang logika
dasar yang dengan mudah dapat dijumpai dipasaran.
Catatan:
·
Ada dua golongan besar IC
yang umum digunakan yaitu TTL dan CMOS.
·
IC dari jenis TTL memiliki
mutu yang relatif lebih baik daripada CMOS dalam hal daya yang dibutuhkan dan
kekebalannya akan desah.
·
IC TTL membutuhkan catu
tegangan sebesar 5 V sedangkan CMOS dapat diberi catu tegangan mulai 8 V sampai
15 V. Hali ini harus diingat benar-benar karena kesalahan pemberian catu akan
merusakkan IC.
·
Karena adanya perbedaan
tegangan catu maka tingkat tegangan logika juga akan berbeda. Untuk TTL logika
satu diwakili oleh tegangan sebesar maksimal 5 V sedangkan untuk CMOS diwakili
oleh tegangan yang maksimalnya sebesar catu yang diberikan, bila catu yang
diberikan adalah 15 V maka logika satu akan diwakili oleh tegangan maksimal
sebesar 15 V. Logika pada TTL dan CMOS adalah suatu tegangan yang harganya
mendekati nol.
·
Untuk TTL nama IC yang
biasanya terdiri atas susunan angka dimulai dengan angka 74 atau 54 sedangkan untuk CMOS angka
ini diawali dengan 40.”(Ian Robertson Sinclair,
Suryawan)
BAB II
TEORI
2.1. RANGKAIAN DASAR GERBANG LOGIKA
2.1.1. 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 keluaran dimana 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. Simbul atau tanda gambar pintu NOT
ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
2.1.2. 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 dari dua sinyal masukan tetapi
hanya satu sinyal keluaran. Dalam gerbang AND, untuk
menghasilkan sinyal keluaran
tinggi maka semua sinyal masukan harus bernilai tinggi.
2.1.3. 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 dikatakan bahwa
gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan
bernilai rendah.
2.1.4. 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.
2.1.5. 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.
2.1.6. 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.
2.1.7. Gerbang X-NOR
Gerbang
X-NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukan
bernilai sama (kebalikan dari gerbang X-OR).
CONTOH PENERAPAN GERBANG LOGIKA
Contoh1: F = A + B.C
Gambar1:
Rangkain gerbang logika.
Contoh2: F = A’ + B’.C’
Gambar2 Rangkain gerbang logika.”
(David Bucchlah, Wayne McLahan,)
2.2. RANGKAIAN GERBANG KOMBINASI
“Semua rangkaian logika dapat digolongkan atas dua
jenis, yaitu rangkaian kombinasi (combinational circuit) dan rangkaian berurut
(sequential circuit). Perbedaan kedua jenis rangkaian ini terletak pada sifat
keluarannya. Keluaran suatu rangkaian kombinasi setiap saat hanya ditentukan
oleh masukan yang diberikan saat itu. Keluaran rangkaian berurut pada setiap
saat, selain ditentukan oleh masukannya saat itu, juga ditentukan oleh keadaan
keluaran saat sebelumnya, jadi juga oleh masukan sebelumnya. Jadi, rangkaian
berurut tetap mengingat keluaran sebelumnya dan dikatakan bahwa rangkaian ini
mempunyai ingatan (memory). Kemampuan mengingat pada rangkaian berurut ini
diperoleh dengan memberikan tundaan waktu pada lintasan balik (umpan balik)
dari keluaran ke masukan. Secara diagram blok, kedua jenis rangkaian logika ini
dapat digambarkan seperti pada Gambar 1.” (Albert Paul Malvino, Ph.D.)
Gambar 3. Model Umum Rangkaian Logika
(a) Rangkaian Kombinasi
(b) Rangkaian
Berurut
2.2.1. PERANCANGAN
RANGKAIAN KOMBINASI
“Rangkaian kombinasi mempunyai komponen-komponen
masukan, rangkaian logika, dan keluaran, tanpa umpan balik. Persoalan yang
dihadapi dalam perancangan (design) suatu rangkaian kombinasi adalah memperoleh
fungsi Boole beserta diagram rangkaiannya dalam bentuk susunan gerbang-gerbang.
Seperti telah diterangkan sebelumnya, fungsi Boole merupakan hubungan aljabar
antara masukan dan keluaran yang diinginkan. Langkah pertama dalam merancang
setiap rangkaian logika adalah menentukan apa yang hendak direalisasikan oleh
rangkaian itu yang biasanya dalam bentuk uraian kata-kata (verbal). Berdasarkan
uraian kebutuhan ini ditetapkan jumlah masukan yang dibutuhkan serta jumlah
keluaran yang akan dihasilkan. Masing-masing masukan dan keluaran diberi nama
simbolis. Dengan membuat tabel kebenaran yang menyatakan hubungan masukan dan
keluaran yang diinginkan, maka keluaran sebagai fungsi masukan dapat dirumuskan
dan disederhanakan dengan cara-cara yang telah diuraikan dalam bab-bab
sebelumnya.
Berdasarkan persamaan yang diperoleh ini, yang merupakan
fungsi Boole dari pada rangkaian yang dicari, dapat digambarkan diagram
rangkaian logikanya Ada kalanya fungsi Boole yang sudah disederhanakan tersebut
masih harus diubah untuk memenuhi kendala yang ada seperti jumlah gerbang dan
jenisnya yang tersedia, jumlah masukan setiap gerbang, waktu perambatan melalui
keseluruhan gerbang (tundaan waktu), interkoneksi antar bagian-bagian
rangkaian, dan kemampuan setiap gerbang untuk mencatu (drive) gerbang berikutnya.
Harga rangkaian logika umumnya dihitung menurut cacah gerbang dan cacah masukan
keseluruhannya. Ini berkaitan dengan cacah gerbang yang dikemas dalam setiap
kemasan.
Gerbang-gerbang logika yang tersedia di pasaran pada
umumnya dibuat dengan teknologi rangkaian terpadu (Integrated Circuit, IC).
Pemaduan (integrasi) gerbang-gerbang dasar seperti NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR
pada umumnya dibuat dalam skala kecil (Small Scale Integration, SSI) yang
mengandung 2 sampai 6 gerbang dalam setiap kemasan. Kemasan yang paling banyak
digunakan dalam rangkaian logika sederhana berbentuk DIP (Dual- In-line
Package), yaitu kemasan dengan pen-pen hubungan ke luar disusun dalam dua baris
sejajar. Kemasan gerbang-gerbang dasar umunya mempunyai 14-16 pen, termasuk pen
untuk catu daya positif dan nol (Vcc dan Ground). Setiap gerbang dengan 2
masukan membutuhkan 3 pen (1 pen untuk keluaran) sedangkan gerbang 3 masukan
dibutuhkan 4 pen. Karena itu, satu kemasan 14 pen dapat menampung hanya 4
gerbang 2 masukan atau 3 gerbang 3 masukan.
Dalam praktek kita sering terpaksa menggunakan
gerbang-gerbang yang tersedia di pasaran yang kadang-kadang berbeda dengan
kebutuhan rancangan kita. Gerbang yang paling banyak tersedia di pasaran adalah
gerbang-gerbang dengan 2 atau 3 masukan. Umpamanya, dalam rancangan kita
membutuhkan gerbang dengan 4 atau 5 masukan dan kita akan mengalami kesulitan
memperoleh gerbang seperti itu. Karena itu kita harus mengubah rancangan
sedemikian sehingga rancangan itu dapat direalisasikan dengan gerbang-gerbang dengan
2 atau 3 masukan. Kemampuan pencatuan daya masing-masing gerbang juga
membutuhkan perhatian. Setiap gerbang mampu mencatu hanya sejumlah tertentu
gerbang lain di keluarannya (disebut sebagai fan-out). Ini berhubungan dengan
kemampuan setiap gerbang dalam menyerap dan mencatu arus listrik. Dalam
perancangan harus kita yakinkan bahwa tidak ada gerbang yang harus mencatu
terlalu banyak gerbang lain di keluarannya. Ini sering membutuhkan modifikasi
rangakaian realisasi yang berbeda dari rancangan semula.
2.3.
IMPLEMENTASI RANGKAIAN GERBANG LOGIKA DENGAN GERBANG
NAND
2.3.1. Gerbang NAND (NOT And)
“Gerbang NAND dan NOR merupakan gerbanguniversal, artinya hanya dengan menggunakan
jenisgerbang NAND saja atau NOR sajadapat menggantikan fungsi dari 3 gerbang dasar
yang lain (AND, OR, NOT). Multilevel, artinya: denganmengimplementasikan gerbang
NAND atau NOR, akan ada banyak level / tingkatan mulai dari sisitem input
sampai kesisi output. Keuntungan pemakaian NAND saja atau NOR saja dalam sebuah
rangkaian digital adalah dapat mengoptimalkan pemakaian seluruh gerbang yang
terdapat dalam sebuah IC, sehingga menghemat biaya
Gerbang
NAND adalah pengembangan dari gerbang AND. Gerbang ini sebenarnya adalah
gerbang AND yang pada outputnya dipasang gerbang NOT. Gerbang yang paling sering digunakan untuk membentuk
rangkaian kombinasi adalah gerbang NAND dan NOR, dibanding dengan AND dan OR.
Dari sisi aplikasi perangkat luar, gerbang NAND dan NOR lebih umum sehingga
gerbang-gerbang tersebut dikenal sebagai gerbang yang “universal”. Gerbang-gerbang NOT,
AND dan OR dapat di-substitusi ke dalam bentuk NAND saja, dengan hubungan
seperti gambar 2.
Gambar 4. Substitusi Beberapa Gerbang Dasar Menjadi NAND
Rangkaian Asal Rangkaian Dengan NAND saja
Gambar 5, impelemtasi Gergang NAND
Untuk mendapatkan persamaan dengan menggunakan NAND saja, maka
persamaan asal harus dimodifikasi sedemikian rupa, sehingga hasil akhir yang
didapatkan adalah persamaan dengan NAND saja. Gerbang NAND sangat banyak di pakai
dalam computer modern dan mengeti pemakaiannya sangat berharga bagi kita, untuk
merancang jaringan gerbang NAND ke NAND,
gunakan prosedur tabel kombinasi untuk ungkapan jumlah hasil kali,
Dalam perancangan logika, gerbang
logika siskrit tidak selalu digunakan ttapi biasanya beisi banyak gerbang,
karena itu, biasanya lebih disukai untuk memanfaatkan satu jenis gerbang, dan
bukan campuran beberapa gerbang untuk alasan ini konversi gerbang digunakan
untuk menyatukan suatu fungsi gerbang tertentu dengan cara mengombinasikan
beberapa gerbang yang bertipe sama, suatu misal implementasi gerbang NAND ke
dalam gerbang NO, gerbang AND dan gerbang OR (Kf Ibrahim, “Tehnik Digital”)
Pertimbangan lain nya dalam
impelemtasi fungis boole berkaitan dengan jenis gate yang digunakan, seringkali
di rasakan perlu nya untuk mengimplimentasikan fungsi boole dengan hanya
menggunakan gate-gate NAND saja, walaupun mungkin tidak merupakan implementasi
gate minimum, teknik tersebut memiliki keuntungan dan keteraturan yang dapat
menyederhanakan proses pembuatan nya di pabrik. (wiliam steling).
2.4. Decoder
“Decoder adalah suatu rangkaian logika kombinasional yang mampu
mengubah masukan kode biner n-bit ke m-saluran keluaran sedemikian rupa
sehingga setiap saluran keluaran hanya satu yang akan aktif dari beberapa
kemungkinan kombinasi masukan. Gambar 2.14 memperlihatkan diagram dari decoder
dengan masukam n = 2 dan keluaran m = 4 ( decoder 2 ke 4). Setiap n masukan
dapat berisi logika 1 atau 0, ada 2N kemungkinan kombinasi dari masukan atau
kode-kode. Untuk setiap kombinasi masukan ini hanya satu dari m keluaran yang
akan aktif (berlogika 1), sedangkan keluaran yang lain adalah berlogika 0.
Beberapa decoder didisain untuk menghasilkan keluaran low pada keadan aktif,
dimana hanya keluaran low yang dipilih akan aktif sementara keluaran yang lain
adalah berlogika 1. Dari keadaaan aktif keluaranya, decoder dapat dibedakan
atas “non inverted output” dan “inverted output”. (David Bucchlah, Wayne McLahan)
BAB III
Langkah-langkah kegiatan
3.1. langkah kegiatan I
3.1.1. Instalasi Electronic Workbench
Pada praktikum ini kita akan menggunakan sofewere
Elektronik Workbench atau EWB adalah softwere yang digunakan dalam praktek
system digital yang diberikan oleh dosen. Cara penggunan dan penginstalannya
sangatlah mudah, sebelum kita beranjak lebih lanjut terlebih dahulu kita akan
membahas bagaimana cara penginstalan sofewer tersebut, berikut proses
pengistalan nya:
Langkah pertama adalah copy atau download master electronics
workbench dan cari tempat folder nya seperti gambar di bawah ini
Gambar
6, Pencarian Folder Master
Dari
gambar di atas kita dapat meliaht pencarian folder electronics workbench,
kebetulan folder tersebut berada pada parisi F (MASTER), setelah di temukan
maka klik folder tersebut dan klik dua kali pada tulisan SETUP, untuk memulai
proses instalasi. Berikut gambar setelah di klik dua kali atau di RUN.
Gambar
7, Proses Instalasi EWB
Gambar
di atas adalah tampilan awal untuk proses instalasi dan pengenalan pembuatan
sofwere tersebut, untuk melanjutkan proses intsatalasi klik next untuk
melanjutkan dan pilih cancel utnuk membatalkan proses instalasi. Setelah itu
maka akan muncul gambar seperti di bawah ini.
Gamar
8, Penetuan directory yang digunakan
Gambar
diatas menjelaskan pemilihan directory mana tempat di simpan electronic
workbench tersebut, pada gambar di atas kita akan menyimpan nya di directory
C:\ apabila ingin mengubah directori yang di ingin kan maka plih Brose untuk
memilih direcotory dan pilih Next untuk melanjutkan proses instalasi. Maka akan
muncul gambar seperti di bawah ini:
Gambar
9, Pentuan Shortcuts
Gambar
di atas adalah kompirmasi penambahan shortcuts pada folder program, pilih Next
untuk melanjutkan proses instalasi.
Gambar
10, proses instalasi
Gambar
di atas adalah konfirmasi untuk melanjutkan proses instalasi pilih Next untuk
melanjutkan, maka akan mucul gambar kedua proses pengkopyan data ke directoty
C:\ dan pilih pinish untuk mengahiri porses instalasi.
3.1.2. Pengenalan Program Electronich Workbench Dan
Penggunaan Nya
Disini akan dijelaskan langkah-langkah
kerja dari awal dan juga sedikit penjelasan mengenai alat bantu yang dapat
digunakan dalam Electronics Workbench(EWB). Yang pertama kita menyiapkan rumusan rangkaian logika yang akan kita
buat,misalnya.
F = B A' + A ( B'C' + B C )
Kita mulai langkah awal dari proses pengaksesan EWB dari
start menu, Dengan cara :
Klik START > All Programs > pilih dan klik Program Elektronics Workbench,
seperti pada gambar dibawah ini .
Gambar 11, Cara Membuka WEB
Gambar1 : Cara mengakses Program Elektonics Workbench
Dari gambar di atas adalah
tampilan bagaimana cara mengakses pemilihan program dari Elektronics Workbench, setelah mengklik atau Enter maka akan muncul tampilan sebagai
berikut:
Gambar12 : Tampilan Awal Electronics Workbench
Gambar di atasa adalah tampilan awal dari elektronik workbench,
gambar putih adalah area untuk bekerja dan gambar yang ada pada samping kanan
adalah power on / off . Kemudian alat-alat bantu yang dapat digunakan
antara lain dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar13: Tools-tools yang dapat digunakan
Dapat dilihat pada gambar diatas beberapa alat
bantu yang digunakan diantaranya:
1.
Sources
2.
Logic gates
3.
Miscellaneous
4.
Indicators
5.
Basic
6.
Instruments
Dari alat – alat di atas kita dapat menggunakan nya
untuk merancang berbagai macam rangkaian logika dan mempermudah proses kerja
adapun langkah awal yang bisa dilakukan di mulai sproses pembuatan
rangkaian sederhana yang telah kita buat rumusannya diatas.
Langkah awal yang kita lakukan adalah membuat rumusan
rangkaian logika,dengan langkah sebagai berikut.
F = B A' + A ( B'C' + B C )
Gambar14: Tool Miscellaneous Gambar15: Membuat rumus rangkaian logika
Hurup A yang bertulis merah adalah untuk membuat teks pada lembar
kerja dan aka muncul seperti gambar di samping, setelah kalimat di tuliskan
maka klik OK.
Kemudian dilanjutkan dengan meng-klik
tools SOURCH dan pilih Vcc untuk memulai pembuatan rangkaian logika. Caranya hanya dengan mendrag and drop Vcc ke area
yang di inginkan. VCC di sini adalah sebagai arus
tegangan Listrik yang di inputkan.
Gambar 16:
Memualai pembuatan rangkaian logika
Untuk langkah selanjutnya yaitu menaruh switch pada rangkaian,pilih tool
basic kemudian sama seperti langkah sebelumnya drag and drop ke area kerja.
Gambar 17:
Peletakan Swith
Di sini fungsi swith adalah sebagai penetu / saklar untuk inputan
apakah posisi inputan nya 1 atau 0. Untuk
mengganti [Space] pada switch, double click pada switch yang ingin diubah
namanya,contohnya seperti gambar dibawah ini.
Gambar 18:
Memberi nama pada Inputan
Tampilan perubahan nama
akan menjadi seperti gambar dibawah ini.
Gambar 19:
Inputan sudah memiliki nama masing – masing
Langkah selanjutnya adalah membuat gerbang logika sesuai dengan rumusan
yang telah dibuat.
Caranya Klik tool Logic Gate dan pilih gerbang yang dibutuhkan, dapat
dilihat hasilnya seperti gambar dibawah ini.
Gambar 20:
Gerbang/rangkaian logika sesuai rumus
Gambar di atas adalah rangakaina Logika dengan masalah F = B A' + A ( B'C' + B
C ) rangkaian di atas menggunakan 3 model
gerbang yaitu gerbang NOT, AND dan Gerbang OR
Langkah
berikutnya adalah menambahkan balon/lampu untuk membuktikan apakah hubungan
antara gerbang – gerbang tersambung dan menghasilkan konstante “1”Berikutnya
adalah memberi nilai Swith [A] yaitu konstante “1”, memulainya dengan meng-klik
ON atau START simulation. Pada gambar berikut:
Gambar22:
Inputan [A] diberi nilai “1”
Gambar di atas
adalah inputan pada A bernilai 1 cara nya dengan menekan tombol A pada Keyboard
maka secara otomatis inputan akan berupah apakah bernilai 1 / 0. Gambar di atas
menjelaskan posisi lampu menyala di karenakan kombinasi gerbang NOT, AND dan OR.
Gambar23:
Inputan [B] diberi nilai “1”
Gambar di atas adalah pada inputan B bernilai nol dan lampu nyapun menyala karna
dari hasil kombinasi mengeluarkan output 1 Selanjutnya memberi nilai pada Swith [C] dengan konstante “1” . cara nya pun dengan menekan tombol C pada keyboard.
Gambar24:
Inputan [C] diberi nilai “1”
Gambar di atas menjelaskan inputan
pada C itu bernilai 0 dan lampu nya tidak menya karna hasil output nya 0
sehingga lampu tidak menyala
Selanjutnya memberi nilai
pada Swith [A] dan [B] dengan konstante “1” .
Gambar25:
Inputan [A] dan [B] diberi nilai “1”
Selanjutnya memberi nilai
pada Swith [A] dan [C] dengan konstante “1”]
Gambar26:
Inputan[A] dan [C] diberi nilai “1”
Selanjutnya memberi nilai
pada Swith [B] dan [C] dengan konstante “1” .
Gambar27:
Inputan [B] dan [C] diberi nilai “1”
Selanjutnya memberi nilai
pada Swith [A], [B],dan [C] dengan konstante “1” .
Gambar28:
Inputan [A], [B] dan [C] diberi nilai “1”
Dari gambar di atas dapat di ketahui imputan seluruh nya adalah
bernilai 1 sehingga lampu menyala. Percobaan antara segmen dengan segmen lain
nya untuk membuktikan apakah gerbang tersebut menyala.
3.2.
Langkah Kegiatan II Kombinasi Gerbang Logika
Sistem logika biasanya melibatkan lebih dari satu
gerbang yang membentuk asuatukombinasi untuk melakukan suatu fungsi tertentu.
Sebangai contoh kombinasi sederhana dari sebuah gerbang AND dan sebuah gerbang
Not yang akan di sajikan pada langkah – langkah kegiatan yang di gabungkan
dengan Rangkaian gerbang OR Kemudaian
bagaimana gerbang – gerbang tersebut akan di terapkan menjadi IC sesuai dengan
gerbang – gerbang yang di gunakan.
Pada gambar di
bawah ini akan di jelaskan.
Gambar
29. Gerbang logika dan model IC
Dari gambar di atas
kita dapat mengetahui model IC gerbang AND
dan Gerbang OR dan Gerbang Not, adapun dari gambar di atas dapat di
jelaskan sebagai berikut :
- Macam – macam gerbang (logic gate)
- Pilihan IC gerbang
- VCC yang ada pada IC ( tempat di sambungkan nya Power atau catu daya )
- A dan B adalah Inputan
- Y adalah Output dari Inputan
- GND adalah Keluaran sebagai Ground
- Tipe IC yang di gunakan
- Model IC yang mana yang akan di gunakan dan berapa Inputan yang akan di gunakan
Dari penjelasand di atas kita dapat merangkai sebuah
permasalahan F = B A' + A ( B'C' + B C )
yang akan di ubah menggunakan gerbang Model IC
Gambar 30. Rangkaian Kombinasi Gerbang
dengan Model IC
Dari gambar di atas
kita dapat mengetahui Rangkaian gerbang dengan model IC, yang menggunakan
Gerbang NOT, OR dan AND, kombinasi gerbang ketiga tersebut di jadikan sebuah
rangkaian IC yang dapat di buktikan pada gambar berikutnya.
Gambar
31, Percobaan Dengan tiga inputan
Dari gambar di atas
kita dapat melihan bahwa inputan A itu berniai 1 dan imputan B dan C bernilai
0, jadi output dari inputan A yang benilai 1 adalah lampu menyala dan
Pengukuman.
Volt meter berjalan
Gambar 32, inputan C bernilai 1
Dari gambar di atas
kita dapat melihat bahwa lampu tidak menyala karna dari hasil kombinasi gerbang
di atas mengeluarkan output 0 sehingga lampu tidak menyala, lampu menyala jika
imputan A dan imputan B itu bernilai 1.
Gambar 33, inputan A dan B berniali 1.
Dari kombinasi inputan A dan B bernilai 1 sehingga lampu menyala
karna setelah dip roses output nya bernilai 1, gerbang kombinasi And jika di
hubungkan dengan Gerbang OR maka
kombinasi tersebut akan di kalikan.
Gambar 34. Inputan A dan C berniali 1.
Gambar
35, inputan A, B dan C bernilai 1
Dari gambar di atas
kita dapat melihat bahwa ketiga imputan tersebut adalah bernilai 1 sehingga
lampu tersebut menyala, dari semua pecobaan di atas kita dapat memahami bahwa
kombinasi gerbang AND, NOT dan OR itu memiliki outpun yang berpariasi
tergantung dengan rangkaian yang kita buat.
3.3.
Langkah Kegiatan III Implementasi Gernbang NAND
Sistem logika biasanya melibatkan lebih dari satu
gerbang yang membentuk suatu kombinasi untuk melakukan suatu fungsi tertentu.
Sebangai contoh kombinasi sederhana dari sebuah gerbang AND dan sebuah gerbang
Not yang akan di sajikan pada langkah – langkah kegiatan yang di gabungkan
dengan Rangkaian gerbang OR Kemudaian
bagaimana gerbang – gerbang tersebut akan di terapkan menjadi IC sesuai dengan
gerbang – gerbang yang di gunakan.
Pada gambar di
bawah ini akan di jelaskan. Bagaimana impelemetasi gerbang NAND dari
kombinasi gerbang AND, OR dan NOT. Suatu contoh permasalah di bawah ini akan di
buat kombinasi gerbang dan implementasi gerbang NAND.
Gambar,
36 pemilihan Gerbang atau IC yang
digunakan
Dari gambar di atas
kita dapat mengetahui bagaimna gambar tersebut menerapkan suatu pemilihan
gerbang yang akan di gunakan dan model IC yang di gunakan, adapun IC itu
memiliki pilihan – pilihan berapa imputan yang akan di gunakan seperti contoh
tipe IC 7408 (Quad 2-in AND) adalah type 2 inputan untuk gerbang AND.
Gambar 37, Rangkaian Kombinasi gerbang dan Model IC
Dari gambar di atas
kita dapat mengetahui rangkaian kombinasi gerbang logic dan IC yang belum di
masukkan suatu inputan.
Gambar
38, semua Imputan Bernilai 1
Dari gambar
di atas kita dapat mengetahui semua inputan di atas itu bernilai 1 dan lampu
nya menyala, ini membuktikan bahwa dari hasil kombinasi di atas itu menghasil
kan output 1. Rankaian di atas itu membutuhkan 3 model gerbang dan ini cukup
boros untuk proses kinerja suatu gerbang yang di rancang, dari itu kita akan
menerapkan suatu implementasi gerbang NAND yang hanya cukup mengguankan 1
gerbang saja, seperti gambar di bawah ini.
Gambar 39, implementasi gerbang NAND
Dari gambar di atas
kita dapat mengetahui suatu implementasi Gerbang NAND dari beberapa gerbang
yaitu AND, OR dan NOT. Implementasi itu berfungsi untuk mempermudah dan
menghemat gerbang karna penggunaan tiga model gerbang itu lebih boros dari
penggunaan satu model gerbang. Setelah di konversikan hasil nya pun sama
seperti yang di jelaskan pada gambar berikutnya. Dengan adanya model penerapan
inpelemtnasi gerbang maka perusahaan akan mengirit biaya untuk perancangan
model IC, dan juga dapat memperkecil suatu desing yang di gunakan.
Gambar
40, implementasi gerbang NAND denga inputan 1
Dari gambar di atas dapat di ketahui bahwa imputan
imlementasi gerbang NAND bernilai 1 sehingga outputnya berniai 1. Dari uji coba
di atas dapat di ketahui bahwa fungsi dari kombinasi gerbang AND, OR dan NOT
itu sama hasilnya dengan implementasi gerbang NAND. Jadi dengan mudah di pahami
bahwa rangakian NAND adalah gambungan
dari gerbang – gerbang dasar yaitu AND, OR dan NOT.
3.4.
Langkah Kegiatan IV DECODER
Dalam penjelasan decoder ini, kita tidak akan memulai
langkah secara mendetail, kita cukup hanya dengan menjelaskan bentuk
rangkainnya. Pada penjelasan-penjelasan sebelumnya kita sudah mengerti
bagaimana mengakses program EWB tersebut, dan bagaimana pula kita menggunakan
tools yang pernah kita lakukan sebelumnya. Hanya dalam penjelasan ini
diterangakan bagaimana bentuk pengaksesan decoder tersebut.
Dalam hal ini kita akan menyelesaikan sebuah masalah yaitu berikut
ini.
diketahui : 8 bit chip
=> D0-D7
00 - 5F decoder l chip enable=high
00 - 5F decoder l chip enable=high
00--5F
0 1 0 1 – 1 1 1 1
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
Dimana D5—D0= 0-1
Berdasarkan bentuk
persoalan di atas maka kita dapat merancang suatu tabel kebenaran seperti di
bawah ini :
|
D7
|
D6
|
D5
|
D4
|
OUT
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
Berdasarkan table tersebut, gerbang yang cocok untuk
output diatas adalah gerbang NAND. Karena apabila nilai D5 dan D6 bernilail 1
maka rangkain yang terjadi adalah enable low sedangkan rangkaian yang diminta
adalah enable High. Jadi jelaslah table tersebut gerbang NAND karna sifat gerbang ini adalah 1 jika salah
satu dan keduanya berniali 0.
Karena jawaban untuk table tersebut sudah ditemukan maka langkah yang kita lakukan adalah menggabungkan rangkain-rangkaian tersebut. Maka hasil dari rangkain tersebut adalah sebagai berikut.
Karena jawaban untuk table tersebut sudah ditemukan maka langkah yang kita lakukan adalah menggabungkan rangkain-rangkaian tersebut. Maka hasil dari rangkain tersebut adalah sebagai berikut.
3.4.1. Rangkaian Gerbang Nand dari Decoder
Setelah kita mengetahui gerbang apa yang akan di gunakan pada
persoalan DECODER ini maka kita akan mencoba untuk merancang suatu Gerbang logika
dengan menggunakan gerbang NAND untuk membuktikan dari hasil tabel kebenaran di
atas,.
Gambar
41, Gerbang Logika
Gambar di atas
adalah pengguanaan gerbang NAND dan OR pada persoalan decoder tersebut dan kita
akan mecoba untuk memberikan inputan pada masing variable, terlebih dahulu
pastikan sofwere dalam keadaan menyala untuk menguji suatu permasalahan seperti
pada gambar di bawah ini. 
Gambar
42, Proses Pengetesan
Gambar diatas adalah ipuntan A, B dan C bernilai 0,
tetapi lampu sudah menyala, karna output yang di hasilkan adalah enable hight.
Selanjutnya kita akan mencoba untuk memasukkan inputan pada gambar berikutnya.
Gambar
43, inputan 1 pada Variabel A
Gambar di atas
adalah inputan A berilai 1, pada D5 sehingga lampu masih menyala karna antara
D4 dan D5 itu mengeluarkan output enable HIGHT. Selanjunya kita akan mencoba
untuk memasukkan nilai 1 pada variable B, seperti gambar di bawah ini
Gambar
44, inputan pada Variabel
Gambar di atas adalah imputan variable B berniali 1,
kita dapat melihat bahwa lampu masih menyala dan juga pada inputan variable C
berniali 1, lampu tetap menyala karna output yang di ahsilkan itu bernilai 1
artinya enable HIGHT. Selanjutnya akan di jelaskan pada gambar di bawah ini.
Gambar
45, inputan pada 2 Variabel
Gambar di atas
adalah inputan variable A dan B bernilai 1 dan inputan pada variable A dan C
berniai 1 juga, sehigga output yang di hasilkan adalah enable Hight.
Selanjutnya kita akan mencoba kepada semua variable bernilai 1, akan di
jelaskan pada gambar di bawah ini.
Gambar
46, inputan 1 pada semua variable.
Dari gambar di atas kita dapat mengetahui bahwa inputan
A, B dan C itu bernilai 1 dan lampu nya pun tidak menyala, karna setelah di
proses pada ketiga gerbang tersebut itu menghasilkan output enable LOW,
sehingga lampu nya tidak menyala, seperti yang telah di jelaskan pada tabel
kebenaran sebelum nya, bahwa jika ketiga imputan tersebut bernilai variable 1
maka output nya akan berniali 0 atau di sebut enable LOW.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar