LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM DIGITAL
Semester I Tahun Akademik 2013/2014
Oleh: Nama NPM
: Ahmar Taufik Safaat : 137006230
LABORATORIUM INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UNIVERSITAS SILIWANGI SILIWANGI TASIKMALAYA 2014
KATA PENGANTAR
Puji dan dan syukur syukur penyusun penyusun panjatka panjatkan n ke hadirat hadirat Allah Allah SWT karena karena atas atas berkat berkat rahmat rahmat dan karunia karunia-Nya -Nya penyusun penyusun dapat dapat menyeles menyelesaika aikan n praktikum praktikum serta serta lapora laporan n akhir akhir mata mata kuliah kuliah Sistem Sistem Digit Digital. al. Adapun isi dari laporan akhir ini adalah kumpulan dari setiap laporan mingguan selama praktikum berlangsung. Laporan ini merupakan syarat untuk dapat mengikuti mengikuti ujian praktikum. praktikum. Tak lupa lupa penyu penyusun sun uca ucapka pkan n banya banyak k terim terimaka akasi sih h kepad kepadaa Dosen Dosen besert besertaa staf staf penga pengaja jarr ma mata ta kulia kuliah h Sistem Sistem Dig Digita itall yang yang selal selalu u membim membimbin bing g dan menga mengaja jari ri penyusun penyusun dalam melaksanakan melaksanakan praktikum dan dalam menyusun menyusun laporan ini. Serta semu semuaa piha pihak k yang yang tela telah h bany banyak ak me memb mban antu tu peny penyus usun un dala dalam m hal hal peny penyus usun unan an laporan ini. Tentunya laporan laporan ini masih sangat sangat jauh dari kesempurnaan. kesempurnaan. Oleh karena karena itu, kriti kritik k serta serta saran saran yang yang bersi bersifa fatt me memb mbang angun un sanga sangatt penyu penyusu sun n harap harapkan kan untuk untuk menyempurnakan laporan akhir ini. Atas perhatian dari semua pihak yang membantu penulisan ini saya ucapkan terima terimakasi kasih. h. Semoga Semoga laporan laporan akhir akhir ini dapat dapat dapat dapat berman bermanfaat faat bagi penyu penyusun sun dan dan bagi pembaca, Amiin.
Tasikmalaya, Januari 2014
Ahmar Taufik Safaat
137006230
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTA PENGANTAR R
i
DAFTAR ISI
ii
PERTE PERTEMUA MUAN N I – PENGENAL PENGENALAN AN ALAT
A. DASAR TEORI
I-1
B. TUGAS
I-3
PERTE PERTEMUA MUAN N II – GERBANG LOGIKA OR
A. DASAR TEORI
II-1
B. TUGAS
II-1
PERTE PERTEMUA MUAN N III – GERBANG LOGIKA AND
A. DASAR TEORI
III-1
B. TUGAS
III-1
PERTE PERTEMUA MUAN N IV – GERBANG LOGIKA NOT
A. DASAR TEORI
IV-1
B. TUGAS
IV-1
PERTE PERTEMUA MUAN N V – GERBANG LOGIKA NOR
A. DASAR TEORI
V-1
B. TUGAS
V-1
PERTE PERTEMUA MUAN N VI – GERBANG LOGIKA NAND
A. DASAR TEORI
VI-1
B. TUGAS
VI-1
PERTE PERTEMUA MUAN N VII – GERBANG LOGIKA X-OR
A. DASAR TEORI
VII-1
B. TUGAS
VII-1
PERTE PERTEMUA MUAN N VIII VIII – X-NOR
A. DASAR TEORI
VIII-1
B. TUGAS
VIII-1
PERTE PERTEMUA MUAN N IX – RANGKAIAN KOMBINASIONAL
A. TUJUAN
IX-1
B. MATERI
IX-1 ii
1. Perancangan Rangkaian Logika
IX-1
2. Penyeles Penyelesaia aian n Logika Logika dari Tabel Tabel Kebenaran Kebenaran dengan dengan Menggu Menggunaka nakan n Metode SOP dan POS dan Implementasi pada Rancangan Rangkaian Logikanya
IX-2
C. TUGAS
IX-4
PERTE PERTEMUA MUAN N X – FLIP-FLOP
A. DASAR TEORI
X-1
B. FLIP-FLOP RS
X-1
C. FLIP-FLOP RS TERLONCENG
X-2
D. F FL LIP-FLOP DATA (FF-D)
X-3
E. TUGAS
X-3
KESIMPULAN DAN SARAN
1
DAFTAR PUSTAKA
2
LAMPIRAN
3
iii
I-1
PERTEMUAN I PENGENALAN ALAT
Matakuliah Sistem Sistem Digital merupakan matakuliah matakuliah dasar dasar untuk pengembangan pengembangan materi tentang controller sebuah sistem yang berbasis pola pikir manusia. Tahap awal materi Sistem Sistem Digital membahas membahas tentang Sistem Bilangan, Bilangan, Gerbang Logika, Rangkaian Logika, Aljabar Boole dan K-Map, Flip-flop, dan pengembangan lebih lanjut ke arah Organisasi Komputer dan Arsitektur Komputer. Untuk melakukan praktik
penerapan
Sistem
Digital
diperlukan
alat
untuk
membantu
mengaplikasikan mengaplikasikan materi dari Sistem Sis tem Digital tersebut.
A. DASA DASAR R TEO TEORI RI
1. Electr Electroni onicc Workbe Workbenc nch h (EWB) (EWB) Adalah sebuah software yang digunakan untuk menguji dan mengeksperimen rangkaian elektronika EWB yang terdiri dari menu Reference, Sources, Basic, Diodes, Transistors, Transistors, Analog Analog ICs, Mixed ICs, Digital ICs, Indicators Indicators dan masih banyak lagi menu yang terdapat dalam EWB.
Pada menu Sources Sources ini mendeskripsikan mendeskripsikan seperti including battery, battery, AC voltage source, source, Vcc source source dan dan FM source, source, menu basic basic berisi berisi tentang tentang komponen komponen EWB, EWB,
I-2
contoh: contoh:
resist resistor, or,
capac capacitor, itor,
relay, relay,
switch switch
and and
transf transforme ormer. r.
Menu Menu
digit digit
mendeskripsikan mendeskripsikan tentang gerbang logika seperti AND, OR, NAND, dan lain-lain.
Logic Gates:
Icon Basic:
Icon Indicators:
Pada gambar di bawah ini akan dijelaskan.
1 2 3 4 5 6 7
Dari gambar di atas kita dapat mengetahui model IC gerbang AND dan gerbang OR dan gerbang NOT, adapun dari gambar di atas dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. MacamMacam-mac macam am gerb gerbang ang (logic (logic gate) gate) 2. Pili Piliha han n IC gerb gerban ang g 3. Vcc yang yang ada pada IC (tempa (tempatt disambun disambungka gkannya nnya power power atau atau daya) daya) 4. A dan dan B ada adala lah h inp input utan an
I-3
5. Y adal adalah ah output output dari dari inpu inputan tan 6. GND adal adalah ah kelu keluara aran n sebag sebagai ai Groun Ground d 7. Tipe Tipe IC yang yang digu diguna naka kan n Model IC yang mana yang akan digunakan dan berapa inputan yang akan digunakan.
B. TUGAS
1. Buatlah Buatlah sebuah sebuah rangka rangkaian ian logik logikaa pada pada EWB dengan dengan aturan aturan bebas, bebas, input terdiri terdiri dari 4 buah (A, B, C), dan output terdiri dari satu buah (Y). Ketentuan: terdiri dari 4 gerbang OR, 4 AND, 4 NOT. Tipa orang harus beda alur dari sebuah rangkaian logika tersebut.
2. Gambarka Gambarkan n tabel tabel kebena kebenaranny rannyaa lengkap lengkap dengan dengan input input dan dan outpu output! t! A=1 B=0
C=1 D=0 E (OR)
Input A (1)
B (0)
F (AND) Output 1
H (NOT) Input Output E (1) K (NOT) Input I (1)
0 Output 0
N (AND) Input K (0) L (1)
Input B (0)
C (1)
G (AND) Output 0
I (OR) Input Output E (1)
F (0) L (NOT)
Input J (0)
1 Output 1
O (AND) Output 0
Input M (0) N (0) Y=1
Input C (1)
D (0)
Output 0
J (OR) Input Output G (0)
D (0) M (OR)
Input H (0) K (0)
0 Output 0
P (NOT) Output 0
Input O (0)
Output 1
I-4
I.
II-1
PERTEMUAN II GERBANG LOGIKA OR
A. DASA DASAR R TEO TEORI RI
Gerbang OR memiliki paling sedikit 2 jalur input. Artinya inputnya bisa lebih dari dua, misalnya empat atau delapan. Yang jelas adalah semua gerbang logika selalu mempunyai mempunyai hanya satu satu output. Gerbang OR OR akan memberikan sinyal keluaran tinggi jika salah satu atau semua sinyal masukan bernilai tinggi, shingga dapat dikatakan bahwa gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah.
A
B
C
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 1
IC TTL
B. TUGAS
1. Buatlah Buatlah sebuah sebuah rangkaian rangkaian logika logika dengan dengan menggunaka menggunakan n hanya gerbang gerbang logika logika OR. Diketahui 101110110 101 (Input telah dibuat secara lengkap!
Output). Jelaskan rangkaian yang
II-2
Tabel kebenaran: A Vcc (1)
Input Gro (0) D
Input A (1)
B (1)
B Output Vcc (1)
Output 1
1
Input Vcc Vcc (1) (1) E
Input B (1)
C (1)
Output 1
C Output 1
Input Vcc Vcc (1) (1) F
Input Gro Gro (0) (0)
Output 1
Output 0
2. Buatlah Buatlah rangkaian rangkaian logika logika mengg menggunak unakan an minimal minimal 5 gerbang gerbang logika logika OR sehingga menghasilkan output 3 lampu menyala dan dan hanya hanya 1 lampu lampu yang mati. Jelaskan rangkaian yang telah dibuat secara lengkap!
II-3
Tabel kebenaran: A
B
Input Vcc Gro (1) (0) D
Output
Input Gro A (1) (0)
Output
1
1
C
Input Gro Gro (0) (0) E
Output
Input Gro C (1) (0)
Output
0
1
Input Vcc Gro (1) (0) F
Output
Input Gro C (1) (0)
Output
1
1
3. Dari soal soal nomor nomor 2, aplikasika aplikasikan n dengan dengan mengguna menggunakan kan IC TTL gerba gerbang ng logika logika OR!
II.
III-1
PERTEMUAN III GERBANG LOGIKA AND
A. DASA DASAR R TEO TEORI RI
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 keluaran (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.
A
B
C
0 0 1 1
0 1 0 1
0 0 0 1
IC TTL
B. TUGAS
1. Buatlah sebuah rangkaian logika dengan menggunakan menggunakan hanya hanya gerbang gerbang logika AND. Diketahui 10001110
1011 (Input
yang telah dibuat secara lengkap!
Output). Jelaskan rangkaian
III-2
Tabel kebenaran: A Input Gro Gro (0) (0) D Input A (0)
Gro (0)
B Output Gro (0)
Output 0
Input Output Vcc Vcc 0 1 (1) (1) E Input Output
B (1)
Vcc (1)
C Input Vcc Vcc (1) (1)
Output 1
1
2. Buatlah Buatlah rangka rangkaian ian logika logika menggun menggunaka akan n minimal minimal 6 gebang gebang logika logika AND sehingga menghasilkan menghasilkan output 4 lampu menyala menyala dan hanya 2 lampu lampu yang mati. Jelaskan rangkaian yang telah dibuat secara lengkap!
III-3
Tabel kebenaran: A
B
Input Vcc Vcc (1) (1) D
Output
C Output
1
Input Gro Gro (0) (0) E
Input Gro Gro (0) (0) G
Output
Input
Output
Input Vcc C (1) (1) J
Output
Input E (0) B (0)
Output 0
0
A (1)
B (0)
Input Vcc Vcc (1) (1) F
Output
Output
0
Input Vcc C (1) (1) I
Output
Input
Output
0
H
1
Input A (1)
F (1)
1
K Input F (1) C (1)
A (1)
F (1)
1
1
1
L Output 1
Input C (1) G (1)
Output 1
M Input G (1)
D (0)
Output 0
3. Dari soal nomor 2, 2, aplikasikan aplikasikan dengan menggunakan menggunakan IC IC TTL gerbang logika AND!
III-4
III.
IV-1
PERTE PERTEMUA MUAN N IV GERBANG GERBANG LOGIKA LOGIKA NOT
A. DASA DASAR R TEO TEORI RI
Gerbang NOT atau juga disebut dengan dengan pembalik pembalik (inverter) (inverter) memiliki memiliki fungsi membalik logika tegangan inputnya pada outputnya. Sebuah inverter adalah gerbang dengan dengan satu sinyal sinyal masukan dan satu sinyal sinyal keluaran keluaran dimana keadaan keadaan keluarannya 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” atau “0”, maka membalik logika tegangan berarti berarti mengubah “1” menjadi “0” atau sebaliknya mengubah nol menjadi satu. Simbol atau tanda gambar pintu NOT ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
A
B
0 1
1 0
IC TTL
B. TUGAS
1. Buatlah sebuah rangkaian logika dengan menggunakan menggunakan hanya hanya gerbang gerbang logika NOT. Diketahui 1
1010 101001 011 1 (Inp (Input ut
telah dibuat secara lengkap!
Output). Jelaskan rangkaian yang
IV-2
Tabel kebenaran: A Input Vcc (1)
B Output 0
Input Vcc (1)
E
C Output 0
F
Input
Output
Input
Output
Vcc (1)
0
Vcc (1)
0
I Input C (0)
Input Vcc (1)
Input F (0)
Output 0
G Input Output Vcc (1)
J Output 1
D
0
Input Vcc (1)
Output 0
H Input Output A (0)
1
K Output 1
Input G (0)
Output 1
2. Buatl Buatlah ah rang rangkai kaian an logi logika ka mengg mengguna unakan kan mini minima mall 6 gebang gebang logi logika ka NOT sehingga menghasilkan output 4 lampu menyala dan hanya 2 lampu yang mati. Jelaskan rangkaian yang telah dibuat secara lengkap!
IV-3
Tabel kebenaran: A Input Vcc (1)
B
C
D
Output
Input
Output
Input
Output
Input
Output
0
A (0)
1
A (0)
1
A (0)
1
E
F
Input
Output
Input
Output
A (0)
1
B (1)
0
G Input Output
H Input Output
B (1)
B (1)
0
0
I Input
Output
F (0)
1
3. Dari soal nomor 2, 2, aplikasikan aplikasikan dengan menggunakan menggunakan IC TTL gerbang gerbang logika logika NOT!
IV.
V-1
PERTEMUAN V GERBANG GERBANG LOGIKA LOGIKA NOR
A. DASA DASAR R TEO TEORI RI
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 masukannya bernilai rendah.
A
B
C
0 0 1 1
0 1 0 1
1 0 0 0
IC TTL
B. TUGAS
1. Buatlah sebuah rangkaian logika dengan menggunakan menggunakan hanya hanya gerbang gerbang logika NOR. Diketahui 101111001
1110 11100 0 (Inp (Input ut
yang telah dibuat secara lengkap!
Output). Jelaskan rangkaian
V-2
Tabel kebenaran: A Input Vcc G (1) (0)
B Output 0
Input Vcc Vcc (1) (1)
C Output 0
D G (0)
Input G Vcc (1) (0) G
Input C D (0) (0)
Output 1 J
Input H I (1) (0)
Output 0
E Output
Input A (0) H
0
Input D (0)
Output
B (0)
Output D (0)
Input Output Vcc Vcc 0 (1) (1) F
1
1
Input B (0) I
Input D (0)
Output
C (0)
Output Vcc (1)
0
1
V-3
2. Buatl Buatlah ah rangk rangkai aian an logi logika ka mengg mengguna unaka kan n minim minimal al 6 geban gebang g logika logika NOR sehin sehingg ggaa me mengh nghas asilk ilkan an outpu outputt 2 lampu lampu me menya nyala la dan hanya hanya 1 lamp lampu u yan yang g mati. Jelaskan rangkaian yang telah dibuat secara lengkap!
Tabel kebenaran: A
B
Input Vcc Gro (1) (0) D
Output
Input Gro B (0) (0)
C Output
0
Input Vcc Gro (1) (0) E
Output
Input
1
C (0)
D (1)
Output
0
Input Vcc A (1) (0) F
Output
Input
Output
0
C (0)
E (0)
0
1
3. Dari soal nomor 2, 2, aplikasikan aplikasikan dengan menggunakan menggunakan IC IC TTL gerbang logika NOR!
V.
VI-1
PERTEMUAN VI GERBANG GERBANG LOGIKA LOGIKA NAND
A. DASA DASAR R TEO TEORI RI
Gerbang NAND adalah suatu NOT-AND, atau suatu fungsi AND yang dibalikkan. Dengan kata lain bahwa gerbang NAND akang menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai tinggi.
A
B
C
0 0 1 1
0 1 0 1
1 1 1 0
IC TTL
B. TUGAS
1. Buatlah Buatlah sebuah sebuah rangkaian rangkaian logika dengan menggunakan menggunakan hanya hanya gerbang gerbang logika NAND. Diketahui 001111 110 110 (Inp (Input ut Output). Jelaskan rangkaian yang telah dibuat secara lengkap!
VI-2
Tabel kebenaran: A Input Gro Vcc (0) (1)
B Output 1
Input Gro Vcc (0) (1)
C Output
Input Vcc Vcc (1) (1)
1
Output 0
2. Buatl Buatlah ah rangk rangkaia aian n logi logika ka me mengg ngguna unaka kan n min minima imall 4 geban gebang g logi logika ka NAND NAND sehingga menghasilkan menghasilkan output output 1 lampu lampu menyala menyala dan 1 lampu yang mati. Jelaskan rangkaian yang telah dibuat secara lengkap!
Tabel kebenaran: A Input Vcc (1)
B Output
Vcc (1)
0
Input Vcc (1)
Input A (0)
B (1)
Output
Gro (0)
D
C
1
Input Gro (0)
Gro (0)
E Output 1
Input B (1)
C (1)
Output 1
F Output 0
Input D (1)
E (0)
Output 1
VI-3
G Input F (1)
C (1)
Output 0
3. Dari soal nomor nomor 2, aplikasikan aplikasikan dengan dengan menggunakan menggunakan IC IC TTL gerbang logika NAND!
VI.
VII-1
PERTEMUAN VII GERBANG GERBANG LOGIKA LOGIKA X-OR
A. DASA DASAR R TEO TEORI RI
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 X-OR akan menghasilkan menghasilkan sinyal sinyal keluaran rendah rendah jika sinyal sinyal masukan bernilai sama semua.
A
B
C
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 0
IC TTL
B. TUGAS
1. Buatlah Buatlah sebuah sebuah rangkaian rangkaian logika dengan menggunakan menggunakan hanya hanya gerbang gerbang logika X-OR. X-OR. Diketahui Diketahui 1011 10 (Inp (Input ut Output). Jelaskan rangkaian yang telah dibuat secara lengkap!
VII-2
Tabel kebenaran: A
B
Input Vcc Vcc (1) (1) D
Output
Input Vcc A (0) (1)
Output
0
Input Gro Gro (0) (0)
C Output 0
Input A (0)
Output
B (0)
0
1
2. Buat Buatla lah h ran rangk gkai aian an logi logika ka me meng nggu guna naka kan n mini minima mall 4 geba gebang ng logi logika ka X-OR X-OR sehingga menghasilkan menghasilkan output output 1 lampu lampu menyala menyala dan 1 lampu yang mati. Jelaskan rangkaian yang telah dibuat secara lengkap!
Tabel kebenaran: A Input Vcc Gro (1) (0)
B Output 1
Input Vcc Gro (1) (0)
C Output 1
Input A (1)
B (1)
Output 0
VII-3
D Input A (1)
C (0)
E Output 1
Input Gro C (0) (0)
Output 0
3. Dari soal nomor nomor 2, aplikasikan aplikasikan dengan dengan menggunakan menggunakan IC IC TTL gerbang logika X-OR!
VII.
VIII-1
PERTEMUAN VIII GERBANG LOGIKA X-NOR
A. DASA DASAR R TEO TEORI RI
Gerbang X-NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukan bernilai sama (kebalikan dari gerbang X-OR).
A
B
C
0 0 1 1
0 1 0 1
1 0 0 1
B. TUGAS
1. Buatlah Buatlah sebuah sebuah rangkaian rangkaian logika dengan menggunakan menggunakan hanya hanya gerbang gerbang logika X-NOR. Diketahui 1011 10 (Input Output). Jelaskan rangkaian yang telah dibuat secara lengkap!
Tabel kebenaran: A
B
Input Vcc Gro (1) (0) D
Output
Input Gro B (1) (0)
Output
0
0
Input Vcc Vcc (1) (1)
C Output 1
Input A Gro (0) (0)
Output 0
VIII-2
2. Buatlah Buatlah rangkaian rangkaian logika menggunakan menggunakan minimal minimal 4 gebang gebang logika logika X-NOR sehingga menghasilkan output 1 lampu menyala dan 1 lampu yang mati. Jelaskan rangkaian rangkaian yang telah telah dibuat secara secara lengkap!
Tabel kebenaran: A
B
Input Vcc Vcc (1) (1) D
Output
Input
Output
A (1)
VIII.
C (1)
1
1
C
Input Gro Gro (0) (0) E
Output
Input Gro B (1) (0)
Output
1
0
Input A (1)
B (1)
Output 1
IX-1
PERTEMUAN IX RANGKAIAN KOMBINASIONAL
Pada dasarny dasarnyaa rangkaian rangkaian logika logika (digital) (digital) yang yang terbentuk terbentuk dari dari beberapa beberapa gabungan komponen elektronik yang terdiri dari macam-macam gate dan rangkaian-rangkaian lainnya, sehingga membentuk rangkaian elektronika yang bersifat kompleks dan cukup rumit.
A. TUJUAN
1. Membuat Membuat rang rangkaian kaian dari kombin kombinasi asi gerbang gerbang dasar dasar 2. Memahami Memahami cara cara kerja kerja rangkaia rangkaian n dari kombina kombinasi si gerbang gerbang dasar dasar
B. MATERI
Rangkaian kombinasional adalah rangkaian digital yang nilai outputnya seluruhnya bergantung pada kombinasi nilai-nilai inputnya pada saat tersebut. Tidak dipengaruhi oleh segi historis dari rangkaian seperti halnya rangakaian sekuensial. Rangkaian kombinasional terdiri atas blok-blok gerbang logika dasar seperti seperti AND, OR, OR, dan NOT, serta serta beberapa beberapa gerbang gerbang logika logika lainnya lainnya yang dikombinasikan untuk mendapatkan nilai keluaran tertentu. t ertentu. 1. Pera Peranc ncan anga gan n Rang Rangka kaia ian n Log Logik ika a
Ada uraian verbal tentang t entang apa yang hendak direalisasikan langkah:
Tetapkan kebutuhan masukan dan keluaran dan namai
Susun tabel tabel kebenaran kebenaran menyatakan menyatakan hubungan masukan masukan dan dan keluaran yang diinginkan
Rumuskan keluaran sebagai fungsi masukan
Sederhanakan Sederhanakan fungsi keluaran tersebut
Gambarkan diagram rangkaian logikanya
Sesuaikan rangkaian ini dengan kendala:
o
Jumlah gerbang dan jenisnya yang tersedia
o
Cacah masukan setiap gerbang
o
Waktu tunda (waktu perambatan)
IX-2
o
Interkoneksi antar bagian-bagian rangkaian
o
Kemampuan setiap gerbang untuk mencatu (drive) gerbang berikutnya (fan out)
Harga rangkaian logika: cacah gerbang dan cacah masukan keseluruhannya
2. Penyele Penyelesai saian an Logika Logika dari dari Tabe Tabell Kebe Kebenar naran an den dengan gan Menggu Menggunak nakan an Metode SOP dan POS dan Implementasi pada Rancangan Rangkaian Logikanya
Jika diberikan suatu tabel kebenaran dari suatu kasus maka kita bisa menggunakan metode SOP atau POS untuk merancang suatu rangkaian kombinasionalnya. Seperti yang telah dijelaskan di atas, untuk menentukan suatu rancangan biasanya kita menghendaki suatu rancangan yang paling efisien. Dengan adanya tabel kebenaran itu kita dapat menentukan mana di antara metode yang paling efisien untuk diimplementasikan. Untuk menentukan metode mana yang paling efisien, kita lihat bagian output pada tabel kebenaran tersebut. Jika jumlah output yang memiliki nilai 1 lebih sedikit dari jumlah output yang memiliki nilai 0, maka kita bisa menentukan bahwa metode SOP yang lebih efisien. Jika jumlah output yang memiliki nilai 0 lebih sedikit dari jumlah output yang mempunyai nilai 1, maka kita bisa menentukan metode POS yang lebih efisien. Kadangkala suatu hasil dari tabel disajikan dalam bentuk fungsi. Dan kita ak an an mengenal simbol “∑” melambangkan operasi SOP sehingga yang ditampilkan adalah output yang mempunyai nilai 1 dan simbol “π” melambangkan operasi POS sehingga yang ditampilkan adalah output yang mempunyai nilai 0. Contoh: F(A, B, C) = ∑(0, 3, 5, 7) Maksud dari fungsi di atas adalah adalah fungsi tersebut mempunyai mempunyai 3 variabel input dan output yang mempunyai nilai 1 adalah 0, 3, 5, dan 7 (tanda ∑ melambangkan SOP). Jika fungsi yang disajikan adalah: F(A, B, C) = π (0, 3, 5, 7)
IX-3
Maksudnya adalah fungsi fungsi tersebut mempunyai 3 variabel variabel input dan dan output yang yang mempunyai mempunyai nilai nilai 0 adalah adalah 0, 3, 5, dan dan 7 (tanda (tanda π melambang melambangkan kan POS). Buatlah
rangkaian
kombinasional
untuk
mengimplementasikan
tabel
kebenaran berikut: Tabel 3.1 – 3.1 – Tabel Tabel kebenaran A
B
C
Output
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
Karena output dengan nilai 1 lebih sedikit maka kita gunakan metode SOP. Dan untuk teknik penyederhanaannya kita langsung gunakan K-Map (karena masih 3 variabel). BC
11
10
0
1
1
1
1
A
00
01
Gambar 3.1 Penyederhanaan menggunakan K-Map
Ekspresi fungsi logikanya dari hasil K-Map tersebut tersebut adalah:
F = AB + BC BC Karena bentuk fungsi fungsi logikanya adalah SOP kita dapat dapat merancang rangkaian rangkaian kombinasionalnya kombinasionalnya dari gerbang gerbang NAND NAND saja, yaitu yaitu dengan cara memberi memberi double bar pada fungsi tersebut kemudian operasikan gambar yang terbawah. Fungsi akan menjadi:
IX-4
F = AB + BC BC F = AB. BC Sehingga rangkaian kombinasionalnya menjadi:
C. TUGAS
1. Buat Buat rangk rangkaia aian n logik logikaa denga dengan n mengg mengguna unaka kan n gamba gambarr IC TTL gerba gerbang ng rangkaian AND, OR, NAND, dan NOR dengan menggunakan menggunakan empat masukan masukan dan satu keluaran! AND
OR
NAND
NOR
2. Buat Buat rangkaian rangkaian logika logika dengan dengan gerbang rangka rangkaian ian kombinasio kombinasional nal untuk fungsi fungsi di bawah ini dengan proses pengerjaannya:
IX-5
F(A, B, C, D) = ∑(0, 2, 4, 5, 6, 13) Catatan: buat buat tabel kebenarannya, kebenarannya, terus petakan petakan dalam K-Map outputnya, outputnya, setelah itu dapatkan Aljabar Boolenya, dan baru buat rangkaian logikanya!
Tabel Kebenaran A
B
C
D
Y
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0 y1
K-Map AB
y2
00
01
11
10
1
1
0
0
01
0
1
1
0
11
0
0
0
0
10
1
1
0
0
CD 00
IX-6
Aljabar Boole
1 = 0000 + 0100 + 0010 + 0110 = 1= ̅ ̅ ( + )+
̅
̅
̅
+ ̅
( + ) = ̅ ( ̅ + ) =
2 = 0101 + 1101 =
̅
= 1+ 2= ̅
+
̅
+
̅
=
̅
+ ̅
+ ̅
̅
̅ ( ̅ + ) =
̅
̅
Rangkaian Logika
3. Buat Buat sebuah rangka rangkaian ian logika logika yang hasil hasil outputnya outputnya akan akan tampil sebuah sebuah angka angka 7 dalam media media output seven seven segmen. Dengan Dengan menggunakan menggunakan gerbang gerbang logika campuran.
IX.
X-1
PERTEMUAN X FLIP-FLOP
A. DASAR DASAR TEORI
Pemahaman terhadap rangkaian filp-flop (FF) ini sangat penting karena flipflop dapat menyimpan data, mengingat informasi (memori) dan menghitung. Keadaan Keadaan keluaran filp-flop filp-flop bisa berada berada dalam keadaan keadaan tinggi tinggi (1) atau keadaan rendah (0), untuk selang waktu yang dikehendaki. Biasanya untuk mengubah keadaan tersebut diperlukan suatu pemicu. Ada berbagai macam flip-flop: a. Ditin Ditinja jau u dar darii cara cara kerja kerja:: •
Flip-flop RS
•
D-type flip-flop
•
J-K flip-flop
•
T-type flip-flop
b. Ditinja Ditinjau u dari cara cara pengat pengatura uran n flip-fl flip-flop, op, dikena dikenal: l: •
Non clocked flip-flop
•
Clocked flip-flop
B. FLIP FLIP-F -FLO LOP P RS
Flip-flop Flip-flop RS merupakan merupakan rangkaian dasar dasar untuk menyusun menyusun berbagai jenis flipflop yang lainnya. lainnya. Ia dapat disusun disusun dari dua buah gerbang NOR NOR (gambar 1) atau atau dua buah buah gerba gerbang ng NAND NAND (gambar (gambar 2). 2). S
R
Qn+1
0
1
1
1
0
0
1
1
Qn
0
0
don’t care
Gambar 1. Flip-flop dari dari gerbang NOR dan tabel tabel kebenarannya kebenarannya
X-2
S
R
Qn+1
0
1
0
1
0
1
0
0
Qn
1
1
don’t care
Gambar 2. Flip-flop dari gerbang NAND dan tabel kebenarannya kebenarannya
Mengeset Mengeset flip-flop berarti berarti membuat jalan jalan keluar Q = 1 dan mereset flip-flop flip-flop membuat jalan keluar Q = 0 dari kondisi stabil atau tidak berubah. Mengeset flipflop dari gerbang NAND dapat dilakukan dengan membuat S = 0 dan mereset dilakukan dengan membuat R = 0. Sedangkan mengeset flip-flop dari gerbang NOR dapat dilakukan dilakukan dengan dengan membuat membuat S = 1 dan mereset mereset dilakukan dilakukan dengan membuat nilai R = 0.
C. FLIP-FLOP RS TERLONCENG
Flip-f Flip-flop lop jenis jenis ini dapa dapatt dirangka dirangkaii dari flip-f flip-flop lop RS ditamba ditambah h dengan dengan dua gerbang AND atau NAND untuk memasukan pemicu yang disebut dengan sinyal clock (ck). Ck
S
R
a
b
Qn+1
0
0
0
1
1
Qn
0
0
1
1
1
Qn
0
1
0
1
1
Qn
0
1
1
1
1
Qn
1
0
0
1
1
Qn
1
0
1
1
0
Qn
1
1
0
0
1
Qn
1
1
1
0
0
don’t care
Gambar 4. Flip-flop dari gerbang NAND dan tabel kebenarannya kebenarannya
X-3
Dari tabel kebenaran di atas terlihat bahwa: Untuk sinyal sinyal clock yang tinggi tinggi (1), flip-flop flip-flop ini bekerja seperti seperti flip-flop flip-flop RS dari gerbang NOR, sedangkan untuk sinyal clock yang rendah (0), keluaran Q tidak tergantung pada input S dan R, tetapi tetap mempertahankan keadaan terakhir sampai datangnya sinyal clock berikutnya. Sebagai ilustrasi, berikut ini diberikan contoh bentuk sinyal Q.
D. FLIP-FLOP DATA (FF-D)
Pada flip-flop flip-flop RS ada nilai-nila nilai-nilaii masukan masukan yang terlarang. Untuk menghindar menghindarii adanya nilai terlarang tersebut, disusun suatu jenis flip-flop lain yang dinamakan flip-flop flip-flop data. Rangkaian Rangkaian ini dapat diperoleh diperoleh dengan menambahkan menambahkan satu gerbang NOT pada masukan flip-flop terlonceng sebagai berikut: ck
D
Q
1
?
0
1
0
0
1
1
1
Gambar 6. Flip-flop dari gerbang NAND dan tabel kebenarannya kebenarannya Dari gambar tersebut tersebut terlihat terlihat bahwa untuk sinyal clock yang rendah, rendah, keluaran
Q akan tetap “terkunci” atau “tergeranda” 1 pada nilai terakhirnya. Dalam hal ini dapat dikatakan bahwa pada saat keadaan clock rendah, sinyal masukan D tidak mempengaruhi keluaran Q. Sedangkan untuk sinyal clock yang tinggi (ck = 1), maka diperoleh keluaran yang sesuai dengan data D yang masuk saat itu.
E. TUGAS TUGAS
1. Buatlah Buatlah sebuah sebuah aplikasi aplikasi dari dari rangkaian rangkaian flip-flop untuk menampilkan menampilkan angka angka secara terurut otomatis dimulai dari 0 sampai 9 dengan menggunakan hanya satu buah seven segmen segmen delay perubahan perubahan angka 1 detik. detik.
X-4
Seven segment di atas akan berubah secara teratur dari angka nol sampai sembilan. Adapun delay/perubahan waktunya adalah satu detik. Terjadi peristiwa set dan reset pada rangkaian tersebut. 2. Buatlah Buatlah simulasi simulasi lampu lalu lalu lintas lintas dengan menggunakan menggunakan rangkaian rangkaian flip-flop dengan selang waktu perubahan warna lampu 1 detik. Output terdiri dari 3 lampu (merah, kuning, hijau).
Pada rangkaian di atas terjadi perubahan warna yaitu merah, kuning, dan hijau dengan menggunakan menggunakan fasilitas fasilitas oscilloscape. oscilloscape. Adapun perubahan warna yang yang terjadi adalah setiap satu detik. Jadi, masing-masing lampu akan menyala secara bergantian.
X.
KESIMPULAN DAN SARAN
I.
KESIMPULAN
Dalam mempelaj mempelajari ari materi materi dalam praktikum praktikum Sistem Digital Digital ini tentunya tentunya tidak mudah. Diperlukan Diperlukan proses yang yang cukup lama untuk bisa bisa menguasainya. menguasainya. Program yang digunakan oleh para para praktikan praktikan adalah adalah Electronic Electronic Workbench. Workbench. Adapun Adapun beberapa materi yang yang dipelajari dipelajari dalam dalam praktikum praktikum ini adalah tentang gerbang gerbang logika, rangkaian kombinasional, dan flip-flop.
II. SARAN
Untuk ke depannya diharapkan agar para asisten dosen atau yang ditugaskan untuk membimbing para praktikan dapat hadir tepat pada waktunya. Selain itu diharapkan bisa lebih bersifat edukatif agar para praktikan bukan hanya “mendesain “mendesain”” saja dalam menjalankan program Electrocnic Workbench.
1
DAFTAR PUSTAKA
1. Ra Ramd mdan ani, i,
Cece Ce cep p
Muham uhamma mad d
Sidi Sidik. k.
2013 2013..
Modu Modull
Sist Sistem em
Digi Digita tal. l.
Tasikmalaya: Fakultas Teknik UNSIL 2. Teknik Teknik Inform Informatik atika. a. 2013. 2013. Panduan Panduan Prakti Praktikum kum Algo Algoritm ritmaa dan Pemrog Pemrogram raman. an. Tasikmalaya Tasikmalaya : Fakultas Teknik UNSIL
2
LAMPIRAN
1. Lembar Lembar Asisten Asistensi si selama selama mengik mengikuti uti kegiata kegiatan n praktikum praktikum Sistem Sistem Digital Digital 2. CD yang berisi berisi softcopy softcopy lapora laporan n akhir prakti praktikum kum Sistem Sistem Digita Digitall
3
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SILIWANGI
LEMBAR LEMBAR ASISTENSI ASISTENSI PRAKTIKUM PRAKTIKUM
Nama
: Ahmar Taufik Safaat
NPM
: 137006230
Kelompok
: 12
Nama Praktikum
: Sistem Di Digital
Tahun Akademik
: 2013/2014
Asisten Dosen
: Galih Ginanjar, ST
No.
Tanggal
Hasil Pe Pemeriksaan
Perbaikan yang perlu
ACC
dilakukan
(Paraf Asisten)
Tasikmalaya, Januari 2014 Dosen Pembina
Cecep Muhammad S.R., ST
4