RANGKAIAN LOGIKA 1. TUJUAN 1.1. Tujuan Intruksional Umum
Setelah melaksanakan praktikum diharapkan mahasiswa mampu untuk memahami prinsip – prinsip – prinsip prinsip rangkaian logika. 1.2. Tujuan Intruksional Khusus
a) Mengenal berbagai macam komponen IC digital. b) Memahami cara memanfaatkan komponen gerbang logika. c)
Memahami dasar – dasar – dasar dasar diagnose rangkaian gerbang logika.
2. DASAR TEORI 2.1. Pendahuluan
Perangkat digital mempunyai basis pengolahan data utama dengan memakai fungsi – fungsi – fungsi logika. Yakni fungsi – fungsi – fungsi fungsi yang mendasarkan diri pada dua kondisi saja : ada masukan atau tidak ada masukan. Jadi keluaran akan diolah secara matematik dengan mnggunakan perangkat logika. Masukan dari komponen logika merupakan sinyal yang dapat berupa pulsa ada atau tidak ada, tinggi atau rendah, satu atau nol. Bagaimana system dua kondisi ini dapat menerjemahkan suatu gambaran bilangan (atau analisis pikiran manusia) yang berbasiskan pada sistem decimal. Hal ini dilakukan dengan teknik konversi tertentu. Beberapa teknik konversi yang ada dan dikembangkan orang diataranya adalah Konversi Desimal ke Biner, Biner ke Desimal, Desimal ke Oktal, Dsimal ke Heksa Desimal, dsb. Pada perangkat logika yang dikembangkan orang, data – – data yang masuk agar dapatdiolah, biasanya prlu dikodkan lebih dahulu. Bberapa teknik pngkodean ini diantaranya adalah Sandi BCD, Sandi Excess, Sandi Gray, Sandi ASCII, Sandi 4221. Pada pokok permasalahan ini yang akan dibahas lebih lanjut adalah tentang bagaimana sinyal logika dapat diolah lbih lanjut sehingga keluaran dari sinyal – – sinyal masukan akan sesuai dengan keinginan. Teknik pengolahan sinyal logika ini biasa disebut sebagai perangkat gerbang logika.
2.2. Gerbang Logika
Beberapa gerbang logika dasar, diantaranya adalah gerbang logika AND. Gerbang AND ini adalah suatu gerbang yang sekurang – sekurang – kurangnya kurangnya mempunyai dua masukan dan hanya mempunyai satu keluaran. Gerbang ini keluarannya akan mempunyai sinyal
tinggi hanya jika masukannya semua tinggi. Atau dalam tabel kebenaran, gerbang logika AND adalah gerbang logika yang mengikuti tabel kebenaran sebagaimana diperlihatkan pada tabel-1 brikut ini : Tabel-1: Tabel Kebenaran gerbang logika AND Masukan 1 (X1)
Masukan 2 (X2)
Kluaran (Y)(Y=X1.X2)
0 0 1 1
0 1 0 1
0 0 0 1
Gerbang logika ini dapat disusun dari komponen – komponen dengan susunan tertentu, missal berupa saklar (normal terbuka/NO “normally open”), valve (normal terbuka) atau yang lainnya, yang ditunjukan pada gambar-1 berikut :
Dengan penyusunan saklar S1 dan S2 seperti gambar-1 diatas, maka lampu akan menyala hanya jika kedua saklar dijepit atau diberi masukan. Atau dengan kata lain, jika masukan S1 dan S2 tinggi maka keluaran akan ada. Logika ini dalam symbol digambarkan sebagaimana diperlihatkan pada gambar-2 berikut :
Jika sebuah saklar NO kita lambangkan sebagaimana ditunjukan pada gambar-3 berikut :
Jika diberi masukan tinggi akan terputus. Lampu / keluaran digambarkan sebagaimana diperlihatkan pada gambar-4 berikut:
Serta sumber tegangan adalah digambarkan sebagai garis tebal tegak yang saling mengapit sebagaimana diprlihatkan pada gambar-5 :
Maka, dengan menggunakan symbol yang lain dapat dipakai untuk menggambarkan gerbang – gerbang logika (Perhatian: Simbol ini tidak baku); dapat dibuat bahwa gerbang AND adalah sebagai gabungan dua buah komponen saklar NO/ relay NO/komponen lain yang cara kerjanya mirip, yang dipasang sri sbagaimana pada gambar-6 berikut :
2.3. Gerbang OR
Gerbang logika yang lain adalah grbang logika OR. Gerbang OR ini adalah gerbang logika yang sedemikian sehingga keluarannya akan tinggi jika kedua masukan atau sekurang – kurangnya satu masukan tinggi. Atau keluarannya hanya akan tidak ada, jika semua masukan rendah. Dalam tabel kebenaran, logika OR dinyatakan dalam tabel-2 sebagai berikut : Tabel-2: Tabel Kebenaran gerbang logika OR Masukan 1 (X1)
Masukan 2 (X2)
Keluaran (Y)(Y=X1+X2)
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 1
Dengan memakai saklar (Normal terbuka) dapat disusun sebagaimana ditunjukan pada gambar-7 berikut :
Kedua saklar tersebut disusun scara sejajar, maka lampu akan menyala hanya jika salah satu atau kedua saklar dibri masukan tinggi. Dalam symbol, grbang OR dilambangkan sebagaimana ditunjukan pada gambar-8 sedangkan bentuk lain digambarkan dalam gambar-9.
2.4. Gerbang NOT
Gerbang logika lain adalah grbang NOT atau interver. Gerbang ini akan membalikan sinyal masukan yakni menurut tabel kebenaran sebagaimana ditunjukan pada tabel-3 berikut : Tabel-3: Tabel Kebenaran gerbang logika NOT Masukan (X1)
Keluaran (Y) Y = X
0 1
1 0
Dengan memakai saklar (normal tertutup) dapat digambarkan sebagaimana ditunjukan pada gambar-10 brikut :
Lampu akan padamjika saklar tersebut ditekan, jika masukan rendah maka lampu akan menyala. Y adalah NOT dari X. Lambang gerbang logika NOT digambarkan sebagaimana ditunjukan pada gambar11 sebagai berikut:
Dengan menggunakan symbol yang lain, gerbang NOT dapat dibuat sebagaimana dinyatakan pada gambar-12 berikut :
2.5. Gerbang NAND
Gerbang NAND atau NOT AND. Gerbang ini adalah suatu rangkaian logika yang keluarannya adalah kebalikan (Invert/NOT) gerbang AND jika pada gerbang AND keluaran hanya akan tinggi (ada) jika semua masukan tinggi, maka pada gerbang NAND maka keluaran hanya akan rendah jika semua masukan tinggi. Dalam tabel kebenaran, logika NAND diprlihatkan pada tabel-4 sebagai berikut : Tabel-4: Tabel Kebenaran gerbang logika NAND Masukan 1 (X1)
Masukan 2 (X2)
Keluaran (Y)(Y=X1.X2)
0 0 1 1
0 1 0 1
1 1 1 0
Dengan menggunakan saklar NC (Normally Close) yang disusun parallel maka akan dapat dibuat gerbang NAND sebagaimana diperlihatkan pada gambar-13 berikut :
Sesuai dengan pernyataan bahwa gerbang NAND adalah gerbang AND yang di NOTkan maka dapat dibuat dengan gerbang AND yang keluarannya disambungkan dengan masukan NOT. Dalam symbol rangkaian dapat digambarkan sebagaimana ditunjukan pada gambar-14 berikut :
Dan symbol gerbang NAND digambarkan sebagaimana diperlihatkan pada gambar15 berikut :
Gerbang NAND dengan menggunakan dua buah NOT yang parallel, dapat digambarkan sebagaimana ditunjukan pada gambar-16 berikut :
Cara lain membuat gerbang NAND adalah dengan membuat kluaran AND di NOTkan ;
Keluaran gerbang AND dipakai (disambungkan) pada masukan gerbang NOT, sehingga Y (keluaran) akan mnjadi rendah hanya jika YI tinggi. Sedangkan YI hanya akan tinggi jika XI dan X2 diberi masukan, gambar gerbang NAND ditunjukan pada gambar-17
2.6. Gerbang NOR
Gerbang NOR ini merupakan gerbang OR yang di NOT kana tau gerbang OR yang diinvert, sehingga hanya akan mempunyai keluaran tinggi jika smua masukan rendah. Tabel kebenaran untuk gerbang NOR dinyatakan dalam tabel-5 berikut : Tabel-5: Tabel Kebenaran gerbang logika OR Masukan 1 (X1)
Masukan 2 (X2)
Keluaran (Y)(Y=X1+X2)
0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 Gerbang logika ini dapat disusun dari komponen dngan susunan tertentu, missal berupa saklar (normal tertutup?NO “ normally close” ), valve (Normal tertutup) atau yang lainnya, yang dapat gambarkan sebagaimana ditunjukan pada gambar-18 berikut :
Dengan lambing buatan kita, dapat digambarkan sebagaimana ditunujukan pada gambar-20 berikut :
2.7. Gerbang Logika XOR
Gerbang logika ini hanya akan mempunyai keluaran tinggi jika inputnya tidak sama. Tabel-6 memperlihatkan logika kebenaran untuk gerbang logika XOR. Tabel-6: Tabel Kebenaran gerbang logika XOR Masukan 1 (X1)
Masukan 2 (X2)
Keluaran (Y)(Y=X1 X2)
0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Dalam bentuk lambing digambarkan sebagaimana diperlihatkan pada gambar-21 berikut :
Rangkaian Saklar untuk XOR ini dapat dibuat dengan dua saklar masing – masing mempunyai dua sambungan (NO-NC) yang disusun sebagaimana diperlihatkan pada gambar-22 berikut :
Dengan menggunakan lambing yang kita buat sendiri dapat digambarkan sebagaimana yang ditunjukan pada gambar-23 berikut :
2.8. Gerbang XNOR
Gerbang logika ini akan memberi keluaran tinggi hanya jika semua masukan rendah atau semua masukan tinggi. Yakni kebalikan dari XOR, atau invert dari XOR. Tabel kebenaran gerbang logika ini dinyatakan pada tabl-7 berikut : Tabel-7: Tabel Kebenaran gerbang logika XNOR Masukan 1 (X1)
Masukan 2 (X2)
Keluaran (Y)(Y=X1 X2)
0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Dalam bentuk lambing digambarkan sebagaimana diperlihatkan pada gambar-24 berikut :
Rangkaian Saklar untuk XNOR ini dapat dibuat dengan dua saklar masing – masing mempunyai dua sambungan (NO-NC) yang disusun sebagaimana diprlihatkan pada gambar-25 berikut :
Dengan menggunakan lambang yang dapat digambarkan sebagaimana ditunjukan pada gambar-26 berikut :
2.9. Penggabungan Gerbang Logika
Ketika dipakai sebagai perangkat pengolah data, maka seringkali gerbang – gerbang ini harus digabungkan agar keluaran memenuhi kondisi tertentu; bahkan mungkin saja pada banyak masukan diolah untuk menghasilkan keluaran lebih dari satu jalur. Teknik pengolahan keluaran tersebut dapat dilakukan dengan m enggunakan aljabar Boolean, missal: Y1 = A or (B and C) or (D and E) Y2 = (A and B) or D Pada contoh diatas dapat terlihat bahwa 5 masukan (A,B,S,D,E) dan dua keluaran Y1 dan Y2; dan Y1 serta Y2 hanya akan tinggi jika syarat – syarat logika tertentu terpenuhi. Seringkali pula untuk menyederhanakan fungsi logika Boolean ini dapat dilakukan; yakni dengan menggunakan hokum – hokum yang disbut hokum de Morgan dan aturan – aturan tertentu (aljabar Boolean). Ada metoda – metoda tertentu uantuk dapat mnyederhanakan fungsi logika, seperti peta Karnough (K-map) dan mtod Tubular (Mc Cluskey).
3. ALAT DAN BAHAN
a) 1 buah power supply DC 5 V b) 1 buah kit rangkaian input c)
1 buah kit rangkaian output
d) 1 set kit gerbang logika e) 1 set kabel
4. PROSEDUR PRCOBAAN 4.1. Gerbang 74LS00
Fungsi dari pin – pin 74LS00 adalah sebagai berikut : Pin 1
: 1A
Pin 8
: 3Y
Pin 2
: 1B
Pin 9
: 3A
Pin 3
: 1Y
Pin 10
: 3B
Pin 4
: 2A
Pin 11
: 4Y
Pin 5
: 2B
Pin 12
: 4A
Pin 6
: 2Y
Pin 13
: 4B
Pin 7
: GND
Pin 14
: Vcc
Lengkapi tabel kebenaran pada tabel 8 Tabel 8 Gerbang 74LS00 A
B
Y
0 0 0 1 1 0 1 1 Tebak Komponen tersebut!
1 1 1 0
4.2. Gerbang 74LS02
Fungsi dari pin – pin 74LS02 adalah sebagai berikut : Pin 1
: 1Y
Pin 8
: 3A
Pin 2
: 1A
Pin 9
: 3B
Pin 3
: 1B
Pin 10
: 3Y
Pin 4
: 2Y
Pin 11
: 4A
Pin 5
: 2A
Pin 12
: 4B
Pin 6
: 2B
Pin 13
: 4Y
Pin 7
: GND
Pin 14
: Vcc
Lengkapi tabel kebenaran pada tabel 9 Tabel 9 Gerbang 74LS02 A
B
Y
0 0 0 1 1 0 1 1 Tebak Komponen tersebut!
1 0 0 0
4.3. Gerbang 74LS04
Fungsi dari pin – pin 74LS04 adalah sebagai berikut : Pin 1
: 1A
Pin 8
: 3Y
Pin 2
: 1Y
Pin 9
: 3A
Pin 3
: 2A
Pin 10
: 3B
Pin 4
: 2Y
Pin 11
: 4Y
Pin 5
: 3A
Pin 12
: 4A
Pin 6
: 3Y
Pin 13
: 4B
Pin 7
: GND
Pin 14
: Vcc
Lengkapi tabel kebenaran pada tabel 10 Tabel 10 Gerbang 74LS04 A
B
Y
0 0 0 1 1 0 1 1 Tebak Komponen tersebut!
1 0 0 0
4.4. Gerbang 74LS08
Fungsi dari pin – pin 74LS08 adalah sebagai berikut : Pin 1
: 1A
Pin 8
: 3Y
Pin 2
: 1B
Pin 9
: 3A
Pin 3
: 1Y
Pin 10
: 3B
Pin 4
: 2A
Pin 11
: 4Y
Pin 5
: 2B
Pin 12
: 4A
Pin 6
: 2Y
Pin 13
: 4B
Pin 7
: GND
Pin 14
: Vcc
Lengkapi tabel kebenaran pada tabel 11 Tabel 10 Gerbang 74LS08 A
B
Y
0 0 0 1 1 0 1 1 Tebak Komponen tersebut!
0 0 0 1
4.5. Gerbang 74LS32
Fungsi dari pin – pin 74LS32 adalah sebagai berikut : Pin 1
: 1A
Pin 8
: 3Y
Pin 2
: 1B
Pin 9
: 3A
Pin 3
: 1Y
Pin 10
: 3B
Pin 4
: 2A
Pin 11
: 4Y
Pin 5
: 2B
Pin 12
: 4A
Pin 6
: 2Y
Pin 13
: 4B
Pin 7
: GND
Pin 14
: Vcc
Lengkapi tabel kebenaran pada tabel 12 Tabel 12 Gerbang 74LS32 A
B
Y
0 0 0 1 1 0 1 1 Tebak Komponen tersebut!
0 1 1 1
