SISTEM DIGITAL
Assalamu’alaikum Saya Bayu Renditya Yusuf, Saya Mahasiswa Universitas Muhammadiyah Sidoarjo Semester 1 Program Studi Informatika Fakultas Sains & Teknologi
silahkan akses link berikut: Universitas Muhammadiyah Sidoarjo atau Fakultas Sains dan Teknik Universitas Muhammadiyah Sidoarjo
Nama:Bayu Renditya Yusuf
NIM:191089200065
Kelas:1A1
Setelah menyelesaikan percobaan ini, mahasiswa diharapkan
mampu :
·
Memahami pengoperasian gerbang
logika dasar
·
Merancang dasar-dasar rangkaian
logika
·
Menjalankan modul rangkaian logika
·
Menerapkan gerbang-gerbang dasar
dalam bentuk Rangkaian terintegrasi
BAB I
Pengenalan Gerbang Logika Dasar
1.
Gerbang
AND
Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk
menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran
(Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan
menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input)
bernilai Logika 0. Rangkaian AND dinyatakan sebagai Z = A*B atau Z=AB
(tanpa symbol)
1.
Gerbang
OR
Gerbang OR memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk
menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang OR akan menghasilkan Keluaran
(Output) 1 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika
ingin menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0, maka semua Masukan (Input) harus
bernilai Logika 0. Rangkaian OR dinyatakan sebagai
Z = A + B.
1.
Gerbang
NOT (Inverter)
Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (Pembalik) karena menghasilkan Keluaran (Output) yang berlawanan (kebalikan) dengan Masukan atau Inputnya. Berarti jika kita ingin mendapatkan Keluaran (Output) dengan nilai Logika 0 maka Input atau Masukannya harus bernilai Logika 1. Rangkaian NOT dinyatakan sebagai Z = A
1.
Gerbang
NAND (NOT AND)
Arti NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND, Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang AND dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang AND. Gerbang NAND akan menghasilkan Keluaran Logika 0 apabila semua Masukan (Input) pada Logika 1 dan jika terdapat sebuah Input yang bernilai Logika 0 maka akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1. Rangkaian NAND dinyatakan sebagai Z = A * B.
Gerbang
NOR (NOT OR)
Arti NOR adalah NOT OR atau BUKAN OR, Gerbang NOR merupakan kombinasi dari Gerbang OR dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang OR. Gerbang NOR akan menghasilkan Keluaran Logika 0 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin mendapatkan Keluaran Logika 1, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0. Rangkaian NOR dinyatakan sebagai Z = A + B.
1.
Gerbang
X-OR (Exclusive OR)
X-OR
adalah singkatan dari Exclusive OR yang terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1
Keluaran (Output) Logika. Gerbang X-OR akan menghasilkan Keluaran (Output)
Logika 1 jika semua Masukan-masukannya (Input) mempunyai nilai Logika yang
berbeda. Jika nilai
Logika Inputnya sama,
maka akan memberikan hasil Keluaran Logika 0. Rangkaian X-OR dinyatakan sebagai Z
= (A*B) + (A*B) = A + B
1.
Gerbang
X-NOR (Exclusive NOR)
Seperti Gerbang X-OR, Gerban X-NOR juga terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1 Keluaran (Output). X-NOR adalah singkatan dari Exclusive NOR dan merupakan kombinasi dari Gerbang X-OR dan Gerbang NOT. Gerbang X-NOR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang sama dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang berbeda. Hal ini merupakan kebalikan dari Gerbang X-OR (Exclusive OR). Rangkaian X-NOR dinyatakan sebagai Z = (A + B) = AB
BAB II
Penyederhanaan Rangkaian Logika (Menggunakan Metode K-map)
a.
DASAR
TEORI
Peta Karnaugh (Karnaugh Map, K-map) dapat
digunakan untuk menyederhanakan
persamaan logika yang menggunakan paling banyak enam variable. Dalam laporan
ini hanya akan dibahas penyederhanaan persamaan logika hingga empat variable.
Penggunaan persamaan logika dengan lima atau enam variable disarankan menggunakan
program computer.
Peta merupakan gambar suatu daerah.
Peta karnaugh menggambarkan daerah logika yang telah di jabarkan pada table
kebenaran. Penggambaran daerah pada peta karnaugh harus mencakup semuah logika.
Daerah pada Peta Karnaugh dapat tamping tindih antara satu kombinasi variable
dengan kombinasi variable yang lain.
BAB III
MULTILEVEL NAND DAN NOR
a.
DASAR
TEORI
Gerbang NAND dan NOR merupakan gerbang
universal, artinya hanya dengan menggunakan jenis gerbang NAND saja atau NOR
saja dapat menggantikan fungsi dari 3 gerbang dasar yang lain (AND, OR, NOT).
Multilevel, artinya : dengan mengimplementasikan gerbang NAND atau NOR, akan
ada banyak level / tingkatan mulai dari sisi input sampai ke sisi output.
Keuntungan pemakaian NAND saja atau NOR saja dalam sebuah rangkaian digital
adalah dapat mengoptimalkan pemakaian seluruh gerbang yang terdapat dalam
sebuah IC logika sehingga kita bisa lebih mengirit biaya dan
juga irit tempat karena tidak terlalu banyak IC yang digunakan (padahal tidak
semua gerbang yang ada dalam IC tersebut yang digunakan).
Adapun cara melakukan konversinya dapat kita lakukan
dengan dua cara yaitu:
1.
Melalui peneyelesaian persamaan logika/Boolean
2.
Langsung menggunakan gambar padanan
BAB IV
RANGKAIAN ARITMATIKA DIGITAL
PEMBAHASAN
4.3.1 Adder
Rangkaian Adder (penjumlah) adalah
rangkaian elektronika digital yang digunakan untuk menjumlahkan dua buah angka
(daJam sistem bilangan biner), sementara itu di dalam komputer rangkaian adder
terdapat pada mikroprosesor dalam blok ALU (Arithmetic Logic Unit). Sistem
bilangan yang digunakan dalam rangkaian adder adalah
1.
Sistem bilangan biner (memiliki base/radix 2)
2.
Sistem bilangan oktal (memiliki base/radix 8)
3.
Sistem bilangan Desimal (memiliki base/radix 10)
4.
Sistem bilangan Hexadesimal (memiliki base/radix 16)
Namun, diantara
ketiga sistem tersebut
yang paling mendasar adalah sistem bilangan biner,
sementara itu untuk menerapkan nilai negatif, maka digunakanlah sistem bilangan
complement. BCD (binary-coded decimal).
1. Half Adder
Half adder adalah suatu rangkaian penjumlah
system bilangan biner yang paling sederhana. Rangkaian ini hanya dapat
digunakan untuk operasi penjumlahan data bilangan biner sampai I bit saja.
Rangkaian half adder mempunyai 2 masukan dan 2 keluaran yaitu Summary out (Sum)
dan Carry out (Carry).
Rangkaian ini merupakan
gabungan rangkaian antara 2 gerbang logika dasar yaitu X-OR dan AND. Rangkaian
half adder merupakan dasar bilangan biner yang masing-masing hanya terdiri dari
satu bit, oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap.
1. Jika A=O
dan 8=0 dijumlahkan, hasilnya S (Sum)= 0.
2.
Jika A=O dan 8=1 dijumlahkan, hasilnya S (Sum)=
I.
3.
Jika A=I dan B=O dijumlahkan, hasilnya S (Sum)=
I.
4.
Jika A=I
dan 8=1 dijumlahkan, hasilnya S
(Sum)= 0. Dengan
nilai
pindahan Cout (Carry Out)= I.
Dengan demikian, half adder
mern.iliki dua masukan (Adan 8), dan dua keluaran (S dan Cout).
2. Full Adder
Rangkaian Full-Adder, pada
prinsipnya bekerja seperti Half Adder, tetapi mampu menampung bilangan Carry
dari hasil penjumlahan sebelumnya. Jadi jumlah inputnya ada 3: A, 8 dan Cin,
sementara bagian output ada 2: Sum dan Cout. Cin ini dipakai untuk menampung
bit Carry dari penjumlahan sebelumnya. Berikut merupakan simbol dari Full
Adder.
Rangkaian Full Adder dapat dibuat dengan
menggabung 2 buah Half adder. Rangkaian ini dapat digunakan untuk penjumlahan
sampai I bit. Jika ingin menjumlahkan lebih dari I
bit, dapat menggunakan rangkaian Paralel Adder yaitu gabungan dari beberapa
Full Adder.
i. Subtractor
Merupakan Suatu Rangkaian Pengurangan 2 buah
bilangan biner. Jenis-jenis
rangkaian Subtractor yaitu :
1. Half Subtractor
Rangkaian half subtracter adalah rangkaian
Subtracter yang paling sederhana. Pada dasarnya rangkaian half subtractor
adalah rangkaian half Adder yang dimodifikasi dengan menambahkan gerbang not.
Rangkaian half subtractor dapat dibuat dari sebuah gerbang AND, gerbang X-OR,
dan gerbang NOT.
Rangkaian ini mempunyai dua input dan dua
output yaitu Sum danBorrow Out(Bo). Rumus dasar pengurangan pada biner yaitu:
•
0 -0 = 0 Borrow O
•
0 - I = I Borrow I
•
I -0 = 1 Borrow O
•
I - I = 0 Borrow O
2. Full Subtractor
Pada Rangkaian full subtractor pin Borrow Out
dihubungkan dengan pin Borrow ln(Bin) sebelumnya dan pin Bin di hubungkan
dengan pin Bout pada rangkaian berikutnya begitu seterusnya. Sehingga pada rangkaian
Full Subtractor mempunyai 3 input dan 2 output.
BAB V
ENKODER DAN DEKODER
Encoder
adalah rangkaian logika kombinasional yang berfungsi
untuk mengubah atau mengkodekan suatu sinyal masukan diskrit menjadi keluaran
kode biner. Encoder disusun dari gerbang-gerbang logika yang menghasilkan
keluaran biner sebagai hasil tanggapan adanya dua atau lebih variabel masukan. Encoder
merupakan rangkaian kombinasional yang berfungsi mengubah data yang ada pada
inputnya menjadi kode-kode biner pada outputnya. Encoder merupakan rangkaian
digital yang dapat mengubah bilangan decimal menjadi biner. Encoder melakukan
operasi kebalikan dari decoder. Encoder menghasilkan output dalam bentuk bit.
Dari hasil percobaan dapat
dibuktikan bahwa decoder
adalah membaca kode dari rangkaian logika yakni bilangan-bilangan biner dan
mengartikannya ke bilangan desimal. Rangkaian
Decoder akan membaca input dari Enable
dan Select lalu akan mengkonversinya dari biner ke decimal dan mengoperasikan
bilangan-bilangan input tersebut dengan gerbang logika, maka hasil dari
kombinasi inputnya berupa 1 atau 0. Karena pada rangkaian Decoder menggunakan
polaritas aktif Low maka jika outpunya 0 (Low) lampu LED akan menyala, jika
outputnya 1 (High) maka lampu LED akan
padam.
BAB VI
MULTIPLEKSER DAN DEMULTIPLEKSER
Multiplexer merupakan komponen elektronika yang bisa memilih input
(masukan) yang akan diteruskan ke bagian output. Multiplexer adalah
suatu rangkaian pemilih data (data selector) yang mempunyai multi input
dan satu output.Output Multiplexer dipilih oleh Selector dan kondisi Enable
(Strobe).
Demultiplexer merupakan rangkaian
logika yang berfungsi menyalurkan data yang ada pada inputnya ke salah satu
dari beberapa outputnya. Rangkaian Demultiplexer, digital
umumnya mempunyai banyak kombinasi output sesuai dengan saklar
pemilih data atau data selector digital yang dikehendakinya.
