Zumar Ahmad: Chapter 7.5

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4. Example

5. Problem

6. Soal Pilihan Ganda

7. Rangkaian Proteus

8. Video

9. Download File

1. Tujuan [kembali]

Menyelesaikan tugas yang diberikan oleh Bapak.
Mampu memahami dan mensimulasikan rangkaian pada software proteus terutama pada penambah BCD.
menyelesaikan tugas Sistem Digital yg diberi oleh Bapak Darwison, M.T
Memahami pengertian penjumlahan BCD
Mengetahui cara mengkonversi bilangan desimal ke kode BCD

2. Komponen [kembali]

1. IC 74LS248 (decoder BCD)

2. Logicstate

3. Logic Probe

4. 7 segmen

IC 74LS248 (decoder BCD )

Dekoder BCD ke 7 Segmen digunakan untuk mengubah masukan yang berupa sandi Binary Coded Decimal (BCD) menjadi sandi yang sesuai dengan format 7 segmen. Decoder 74248 mempunyai empat buah data masukan, masing-masing A, B, C, dan D tujuh buah keluaran yaitu: a, b, c, d, e, f dan beberapa kaki untuk kendali yaitu LT, RB In (RBI), RB Out (RBO).Konfigurasi kaki IC 74LS248 ditunjukan pada gambar berikut.

Fungsi Setiap Kaki Pada Dekoder 74LS248 :

Kaki A0 –A3 berfungsi sebagai jalur masukan data BCD 4 bit.
Kaki RBI berfungsi sebagai masukan control Riple Blanking Input
Kaki LT berfungsi sebagai masukan control Lamp Test
Kaki BI/RBO berfungsi sebagai masukan kontrol Blanking Input atau Riple Blanking Output
Kaki a – g berfungsi sebagai keluaran untuk penampil 7 segmen common anoda

Untuk mengoperasikan dekoder 74LS248 agar keluaran a – g menghasilkan tampilandesimal dari data BCD pada masukan A0 – A3 maka kaki LT dan BI/RBO diberi logikatinggi kemudian data BCD diberikan pada kaki-kaki A0 – A3. Fasilitas LT (Lamp Testdigunakan untuk mengetes kondisi penampil 7 segmen. Fasilitas BI/RBO berfunsi untukmeniadakan data masukan dan memberikan tampilan blank pada penampil 7segmen.Tabel kebenaran dekoder 74LS248 ditunjukan pada tabel berikut.

Logicstate

Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.

Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :

HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)
TRUE (benar) dan FALSE (salah)
ON (Hidup) dan OFF (Mati)
1 dan 0

7 jenis gerbang logika :

a. Gerbang AND : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 1.

b. Gerbang OR : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan menjadi 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 0.

c. Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.

d. Gerbang NAND : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 0, maka outputnya akan berlogika 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 0.

e. Gerbang NOR : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 1, maka outputnya akan berlogika 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 1.

f. Gerbang XOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.

g. Gerbang XNOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 0. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 1.

Logicprobe

Logic probe atau logic tester adalah alat yang biasa digunakan untuk menganalisa dan mengecek status logika (High atau Low) yang keluar dari rangkaian digital. Objek yang diukur oleh logic probe ini adalah tegangan oleh karena itu biasanya rangkaian logic probe harus menggunakan tegangan luar (bukan dari rangkaian logika yang ingin diukur) seperti baterai. Alat ini biasa digunakan pada IC TTL ataupun CMOS (Complementary metal-oxide semiconductor).

Logic probe menggunakan dua lampu indikator led yang berbeda warna untuk membedakan keluaran High atau Low. Yang umum dipakai yaitu LED warna merah untuk menandakan output berlogika HIGH (1) dan warna hijau untuk menandakan output berlogika LOW(0). Ada banyak jenis rangkaian logic probe tergantung dari komponen yang dipakai, seperti menggunakan IC Op-Amp sebagai komparator, Transistor, Resistor, IC 555, IC TTL, ds

7 Segmen

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.

Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.

3. Dasar Teori [kembali]

Sebuah penambah BCD dapat digunakan untuk melakukan penjumlahan bilangan BCD. Digit BCD dapat memiliki salah satu dari sepuluh kemungkinan representasi biner empat bit, yaitu, 0000, 0001, , 1001, ekuivalen dengan bilangan desimal 0, 1, , 9. Ketika kita mulai menjumlahkan dua digit BCD dan kita asumsikan bahwa ada input carry juga, bilangan biner tertinggi yang bisa kita dapatkan adalah setara dengan bilangan desimal 19 (9 + 9 + 1).

Bilangan biner ini akan menjadi (10011)2. Sebaliknya, jika kita melakukan penjumlahan BCD, kita harapkan jawabannya adalah (001 1001)BCD. Dan jika kita membatasi bit keluaran ke minimum yang diperlukan, jawabannya dalam BCD adalah (1 1001)BCD. Tabel 7.1 mencantumkan hasil yang mungkin dalam biner dan hasil yang diharapkan dalam BCD ketika kita menggunakan penambah biner empat bit untuk melakukan penjumlahan dua digit BCD. Jelas dari tabel bahwa, selama jumlah dua digit BCD tetap sama dengan atau kurang dari 9, penambah empat bit menghasilkan output BCD yang benar.

Jumlah biner dan jumlah BCD dalam hal ini adalah sama. Hanya jika jumlahnya lebih besar dari 9 maka kedua hasil tersebut berbeda. Dapat juga dilihat dari tabel bahwa, untuk jumlah desimal lebih besar dari 9 (atau jumlah biner yang setara lebih besar dari 1001), jika kita menambahkan 0110 ke jumlah biner, kita bisa mendapatkan jumlah BCD yang benar dan output carry yang diinginkan juga . Ekspresi Boolean yang dapat menerapkan koreksi yang diperlukan ditulis sebagai :

Hasil dalam biner dan hasil yang diharapkan dalam BCD menggunakan penambah biner empat bit

untuk melakukan penjumlahan dua digit BCD

Penjumlah BCD yang dijelaskan dalam paragraf sebelumnya hanya dapat digunakan untuk menjumlahkan dua angka BCD satu digit. Namun, susunan kaskade perangkat keras penambah BCD satu digit dapat digunakan untuk melakukan penambahan nomor BCD beberapa digit. t. Misalnya, ann-digit penambah BCD akan membutuhkan tahapan seperti itu secara kaskade. Sebagai ilustrasi, Gambar 7.22 menunjukkan diagram blok rangkaian penjumlahan dua bilangan BCD tiga angka :

Single-digit BCD adder

Three-digit BCD adder

4. Example [kembali]

Example 7.1

Untuk rangkaian setengah penambah pada Gambar 7.23(a), input yang diterapkan pada A dan B adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.23(b). Plot output SUM dan CARRY yang sesuai pada skala yang sama.

Solusi :

Bentuk gelombang SUM dan CARRY dapat diplot dari pengetahuan kita tentang tabel kebenaran penjumlah setengah. Yang perlu kita ingat untuk menyelesaikan masalah ini adalah 0+0 menghasilkan '0' sebagai output SUM dan '0' sebagai CARRY. 0 +1 atau 1+0 menghasilkan '1' sebagai output SUM dan '0' sebagai CARRY. 1 +1 menghasilkan '0' sebagai output SUM dan '1' sebagai CARRY. Bentuk gelombang output seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.24.

(a)

(b)

solusi example 7.1

Example 7.2

Mengingat ekspresi Boolean yang relevan untuk sirkuit setengah-penambah dan setengah-pengurang, rancang sirkuit setengah-penambah-pengurang yang dapat digunakan untuk melakukan penjumlahan atau pengurangan pada dua bit satu angka. Operasi aritmatika yang diinginkan harus dapat dipilih dari input kontrol.

Solusi :

Ekspresi Boolean untuk setengah-penambah dan setengah-pengurang diberikan sebagai berikut

Jika kita menggunakan inverter terkontrol untuk melengkapi A dalam kasus rangkaian setengah-pengurang, maka perangkat keras yang sama juga dapat digunakan untuk menambahkan dua angka satu bit. Gambar 7.25 menunjukkan diagram rangkaian logika. Ketika input kontrol adalah '0', variabel input A dilewatkan tanpa pelengkap ke input gerbang NAND. Dalam hal ini, gerbang AND menghasilkan keluaran CARRY dari operasi penjumlahan. Gerbang EX-OR menghasilkan keluaran SUM. Di sisi lain, ketika input kontrol adalah '1', gerbang AND menghasilkan output BORROW dan gerbang EX-OR menghasilkan output DIFFERENCE. Jadi, '0' pada input kontrol menjadikannya setengah penambah, sedangkan '1' pada input kontrol menjadikannya setengah-pengurang.

5. Problem [kembali]

1. Pada gambar rangkaian di atas menggunakan gerbang logika AND. Tuliskanlah tabel kebenaran dari gerbang logika yang dimaksud!

Jawab :

2. Apa yang dimaksud dengan berbang OR?

Jawab :

Gerbang OR atau disebut juga "OR GATE" adalah jenis gerbang logika yang memiliki dua input (Masukan) dan satu output (keluaran). Meskipun memiliki pengertian yang sama dengan gerbang OR tapi memiliki perbedaan pada simbol dan tabel kebenaran. Pada gerbang logika OR, simbol yang menandakan operasi gerbang logika OR adalah tanda tambah (+) , contohnya seperti Z = X + Y . Gerbang OR akan menghasilkan output (keluaran) logika 0 bila semua variabel input (masukan) bernilai logika 0" sebalikanya "Gerbang OR akan menghasilkan keluaran logika 1 bila salah satu masukannya bernilai logika 1.

3. Berikut sebuah untai logika yang dibentuk dari gerbang AND dan OR.

Untuk dapat merealisasikan untai tersebut, dibutuhkan 2 buah IC digital. Pertama, IC yang mempunyai gerbang AND yaitu 7408. Kedua, IC yang mempunyai gerbang OR yaitu 7432. Gerbang pertama dan kedua menggunakan dua buah gerbang pada IC 7408, dan gerbang ketiga hanya menggunakan sebuah gerbang pada IC 7432. Dengan memanfaatkan sifat universal dari gerbang NAND, ubahlah untai di atas agar dapat direalisasikan menggunakan gerbang NAND saja! Berapa IC yang dibutuhkan ?

Jawab :

Berdasar universalitas gerbang NAND dan NOR, gerbang AND dapat diwakili oleh dua buah gerbang NAND; sedangkan gerbang OR dapat diwakili oleh tiga buah gerbang NAND. Sehingga terbentuk 7 buah gerbang NAND seperti pada Gambar dibawah

Kita misalkan gerbang AND bagian atas diberi nomor 1 dan yang bawah diberi nomor 2, sedangkan gerbang OR di sebelah kanan diberi nomor 3. Gerbang nomor 1 dapat diganti dengan NAND menjadi gerbang nomor 1A dan 1B. Demikian pula gerbang nomor 2 dapat diganti menjadi gerbang nomor 2A dan 2B. Sedangkan gerbang nomor 3 yaitu OR dapat diganti dengan tiga gerbang NAND menjadi gerbang nomor 3A, 3B dan 3C. Terdapat dua pasang NOT ganda, yaitu gerbang 1B-3A dan 2B-3B. Kedua pasang NOT tersebut dapat dihilangkan. Sehingga hasil akhir hanya dibentuk oleh tiga buah gerbang NAND. Untai hasil hanya menggunakan tiga gerbang NAND. Karena sebuah IC NAND 7400 mempunyai empat gerbang NAND, maka realisasi untai tersebut hanya membutuhkan sebuah IC.

6. Soal Pilihan Ganda [kembali]

1. Proses untuk melakukan pengiriman data dari salah satu sumber data ke penerima data menggunakan komputer / media elektronik. . .

a. Analog c. Data

b. Digital d. Transmisi Data

2. Sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1. Kalimat di atas merupakan pengertian dari . . .

a. Sinyal Analog c. Paralel

b. Sinyal Digital d. Transmisi

3. Pada rangkaian gambar 7.28 gerbang logika yang digunakan adalah...

a. gerbang AND dan OR

b. gerbang NAND dan XNOR

c. gerbang NAND dan NOR

d. gerbang OR dan NOR

7. Rangkaian Proteus [kembali]