LAPORAN RESMI PRAKTIKUM TEKNIK DIGITAL
Praktikum 1 GERBANG DASAR LOGIKA
Oleh: Novitasari NIM 101910201056
Asisten
: Neny Agustin
Nilai
:
LABORATORIUM DASAR DAN OPTIK PROGRAM STUDI S1 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER TAHUN 2012
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Komputer, kalkulator, dan peralatan digital lain kadang dianggap oleh orang awam sebagai sesuatu yang ajaib. Sebenarnya, peralatan elektronika digital sangat logis dalam opersinya. Bentuk dasar blok dari setip rangkaian digital adalah suatu gerbang logika. Gerbang logika akan kita gunakan untuk operasi bilangan biner , sehingga timbul istilah gerbang logika biner. Setiap orang yang bekerja dibidang elektronika digital memahami dan menggunkan gerbang logika biner setiap hari. Ingat, gerbang logika merupakan blok bangunan untuk komputer yang paling rumit sekalipun. Gerbang logika dapat tersusun dari saklar sederhana, relay, transistor, diode atau IC. Oleh menggunaannya yang sangat luas, dan harganya yang rendah, IC akan kita gunakan untuk menyusun rangkaian digital.
1.2. Tujuan
1.
Mempelajari fungsi dari gerbang dasar logika
2.
Mengetahui karakteristik gerbang dasar logika
1.3. Landasan Teori
Gerbang yang diterjemahkan dari istilah asing gate, adalah elemen dasar dari semua rangkaian yang menggunakan sistem digital. Boleh jadi mereka mengenal 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. 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). Agar lebih jelas, lihat Gambar 1, ilustrasi ini menggambarkan sebuah sumber tegangan, sebuah saklar, dan sebuah lampu. Logika satu dapat disamakan dengan menutup saklar sehingga “ada tegangan” yang diberikan pada lampu sehingga lampu menyala, sebaliknya logika nol dapat dianalogikan dengan membuka saklar sehingga “tak ada tegangan” yang diberikan pada lampu sehingga lampu padam. Disini lampu mewakili logika- logika tersebut. Lampu menyala berarti logika satu dan lampu mati menunjukkan logika nol. Bagi para pemula, sedikit penjelasan diatas tak akan memberikan gambaran apaapa tentang bagaimana suatu rangkaian berbasis logika digital dirancang. Penggunaan logika tegangan pada gerbang-gerbang dasar yang akan dibahas berikut mungkin akan memberikan jawaban yang cukup memuaskan.
Gambar 1.
Dalam suatu sistem digital seperti pada komputer, atau sistem pengolahan data, pengendalian, atau sistem komunikasi digital hanya memiliki beberapa operasi dasar saja. Tentunya operasi tersebut diulang-ulang dalam jumlah yang besar. Operasi dasar yang dimaksud adalah rangkaian AND, OR , NOT, NOR, XOR, XNOR, NAND, dan NOR. Operasi dasar tersebut disebut gerbang (gate) atau rangkaian logika, karena rangkaianrangkaian ini digunakan untuk memenuhi hubungan-hubungan logika. Pada bagian ini akan dipraktikumkan macam-macam hubungan logika dengan menggunakan IC (Integrating Circuit) yang sudah tersedia dipasaran. Setiap rangkaian logika memiliki satu atau lebih jalan masuk (input circuit) dan hanya satu jalan keluar (output circuit). Kemudian ada dua taraf tegangan, yaitu taraf rendah (low level) yang biasa dinamai L dan taraf tinggi (high level) yang biasa dinamai H. Taraf rendah dinyatakan dengan 0; sedangkan taraf tinggi dinyatakan dengan 1.
Tabel kebenaran gerbang logika:
BAB II METODOLOGI PRAKTIKUM
2.1. Alat dan Bahan
1. Trainer Kit (Gerbang logika, LED, togel switch). 2. IC
OR
HD74LS32P,
NOR
HD74LS02P,
AND
HD74LS08P,
NAND
HD74LS00P, X-OR 52A6K1N dan X-NOR P0248SB 3. Catu daya.
2.2. Prosedur Praktikum
1.
Memberi masukan nilai biner pada tiap gerbang AND, OR, NAND, NOR, NOT, XNOR, dan XOR.
2.
Mencatat output led hidup sebagai logika 1 dan mati logika 0.
3.
Membahas dan membuat kesimpulan.
2.3. Gambar Rangkaian Percobaan
Gerbang AND
Gerbang NAND
Gerbang OR
Gerbang NOR
Gerbang X NOR
Gerbang NOT
Gerbang X OR
BAB III ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
3.1. Data Hasil Percobaan
3.1.1 Tabel Kebenaran Gerbang AND A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
Y (LED) 0 0 0 1
B 0 1 0 1
Y (LED) 0 1 1 1
3.1.2 Tabel Kebenaran Gerbang OR A 0 0 1 1
3.1.3 Tabel Kebenaran Gerbang NOT A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
A 1 1 0 0
B 1 0 1 0
3.1.4 Tabel Kebenaran Gerbang NAND A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
X (LED) 1 1 1 0
B 0 1 0 1
X (LED) 1 0 0 0
3.1.5 Tabel Kebenaran Gerbang NOR A 0 0 1 1
3.1.6 Tabel Kebenaran Gerbang X-OR A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
X (LED) 0 1 1 0
3.1.7 Tabel Kebenaran Gerbang X NOR A 0 0 1 1
Keterangan : 1 = LED menyala 0 = LED mati
B 0 1 0 1
X (LED) 1 0 0 1
3.2. Pembahasan
Pada praktikum pertama teknik digital yaitu tentang gerbang logika yang terdiri dari gerbang logika AND, NAND, NOT, OR, NOR, XOR, dan XNOR, dari semua gerbang yang telah disebutkan tadi setiap gerbang tersebut memiliki karakteristik masingmasing, pada gerbang dasar ada yang memiliki input satu dan
juga ada yang dua,
sedangkan pada outputnya setiap gerbang logika memiliki satu pin saja, gerbang logika dasar yang memiliki hanya satu pin input adalah gerbang NOT. IC yang digunakan adalah jenis , IC HD74LS32P untuk OR, HD74LS02P (NOR), HD74LS08P (AND), HD74LS00P (NAND), 52A6K1N (X-OR) dan P0248SB (X-NOR). Di mana masingmasing memiliki 14 terminal (port), dengan input tegangan (Vcc) berada pada port 14 dan ground pada port 7.
NOT
NAND
AND
OR
NOR
X-OR
X-NOR Percobaan pertama yakni mengenai gerbang AND. Gerbang AND dipergunakan untuk mengalikan variabel pada suatu persamaan logika. Tanda yang dipergunakan untuk menyatakan operasi ini adalah ‘titik’. Komponen AND ini mempunyai beberapa jalan input dengan satu jalan output. Output ini hanya akan bernilai satu jika semua inputnya bernilai 1. Ilustrasi gerbang AND dapat dilihat pada gambar berikut:
Disini saklar dipasang secara seri sehingga lampu akan menyala (output berlogika satu) hanya jika kedua saklar ditutup (kedua input berlogika satu). Untuk kombinasi penutupan saklar yang lain, lampu akan tetap padam (output berlogika nol).
Berdasarkan tabel kebenaran yang telah didapatkan pada percobaan gerbang AND adalah jika kedua input bernilai logika satu maka keadaan outputnya akan bernilai satu juga, dan jika salah satu input dari gerbang AND terdapat logika nol maka keadaan outnya akan bernilai nol. . Gerbang AND berfungsi sebagai pengali nilai pada inputnya misalnya jika input memiliki nilai 1 dan 0 (1 . 0) maka output akan berlogika 0, jika nilai inputnya 1 semua (1 . 1) maka nilai output akan berlogika 1.
Selanjutnya, percobaan
kedua
yakni
mengenai gerbang
OR.
Gerbang
OR
dipergunakan sebagai penjumlah variabel dalam suatu persamaan logika. Tanda yang dipergunakan umtuk menyatakan operasinya adalah tanda”+”. Gerbang OR ini mempunyai beberapa input dan satu output. ,gerbang ini memiliki paling sedikit 2 jalur input . Artinya input nya bisa lebih dari dua, misalnya empat atau delapan. Yang jelas adalah semua gerbang logika selalu mempunyai hanya satu output . Output akan bernilai nol bila semua input nol. Jika salah satu input satu maka outputnya satu. Ilustrasi dari gerbang OR bisa dilihat dalam Gambar sebagai berikut:
Ilustrasi sebuah gerbang OR
Disini input untuk rangkaian adalah saklar 1 dan 2, bila rangkaian 1 ditutup ( Input 1 berlogika satu) dan saklar 2 terbuka (input 2 berlogika nol) maka lampu akan menyala (output berlogika satu). Demikian pula bila saklar 1 dibuka (input 1 berlogika nol) dan saklar 2 ditutup (input 2 berlogika 1) lampu akan tetap menyala (output berlogika satu). Bila kedua saklar dibuka (kedua input berlogika nol) lampu akan padam (output berlogika nol). Berdasarkan tabel kebenaran percobaan gerbang OR maka didapatkan yaitu jika salah satu pin input bernilai satu maka nilai outputnya akan bernilai satu juga kecuali jika kedua input gerbang logika OR bernilai nol maka nilai outputnya bernilai nol. Gerbang
OR berfungsi sebagai penjumlah nilai pada inputnya misalnya jika input memiliki nilai 1 dan 0 (1+0) maka output akan berlogika 1, atau jika nilai inputnya 0 semua (0+0) maka nilai output akan berlogka 0. Dari gerbang-gerbang logika yang digunakan pada praktikum kali ini hanya gerbang logika NOT yang memiliki satu kaki input. Gerbang NOT atau juga bisa disebut dengan pembalik (inverter ) memiliki fungsi membalik logika tegangan input nya pada output nya. Membalik dalam hal ini adalah mengubah menjadi lawannya. Karena dalam logika tegangan hanya ada dua kondisi yaitu tinggi dan rendah atau satu dan nol, maka membalik logika tegangan berarti mengubah satu menjadi nol atau sebaliknya mengubah nol menjadi satu. Berikut ini adalah ilustrasi dari gerbang NOT yang mungkin dapat memperjelas cara kerjanya.
Ilustrasi sebuah gerbang NOT
Keadaan awal dari rangkaian tersebut adalah: saklar 1 terbuka dan saklar 2 tertutup yang berarti lampu menyala. Yang perlu dicatat disini adalah relay yang dipakai normal on, artinya dalam keadaan tak bekerja relay menyebaban saklar 2 menutup, sebaliknya bila ia bekerja saklar 2 justru terbuka. Saklar 1 dianggap sebagai input gerbang sedangkan lampu sebagai output n ya. Bila saklar 1 ditutup (input berlogika satu), tegangan akan masuk ke relay dan menyebabkan bekerja membuka saklar 2, yang berarti memadamkan lampu (output berlogika nol). Sebaliknya bila saklar 1 dibuka (input berlogika nol), relay menjadi tak bekerja sehingga saklar kembali menutup dan menyalakan lampu (output berlogika satu). Berdasarkan tabel kebenaran yang diperoleh maka dapat diketahui karakteristik dari gerbang logika NOT sendiri adalah membalikkan nilai input, jadi ketika input bernilai nol maka output akan bernilai satu begitu pula sebaliknya ketika nilai input bernilai satu maka output akan bernilai nol. Difungsikan sebagai pembalik logika. Percobaan selanjutnya yakni mengenai gerbang NAND. Gerbang NAND memiliki sifat output adalah kebalikan dari output yang dimiliki oleh gerbang AND atau bisa
dikatakan bahwa gerbang NAND adalah gabungan dari gerbanng AND dan NOT, jadi output pada gerbang AND dihubungkan pada kaki atau pin input pada gerbang NOT, sehingga nilai output pada gerbang logika NAND akan satu jika salah satu atau keduanya memiliki nilai nol, dan jika kedua kaki input pada gerbang ini memiliki nilai satu maka output akan bernilai nol. Jadi bila pada salah satu input gerbang NAND diberi logika 0, maka outputnya akan menghasilkan logika 1, outputnya akan menghasilkan logika 0 hanya bila semua inputnya diberi logika 1.
Percobaan kelima yakni mengenai gerbang NOR Untuk gerbang NOR adalah gerbang yang memiliki sifat sama dengan gerbang OR yang pin atau kaki outputnya dihubungkan dengan gerbang logika NOT, dapat diartikan bahwa nilai output pada gerbang ini adalah kebalikan dari keadaan output yang dimiliki gerbang OR, jika salah satu atau kedua kaki atau pin dari gerbang NOR bernilai satu maka keadaan output akan bernilai nol, dan jika semua kaki dari input gerbang NOR bernilai nol semua maka kaki output akan mengeluarkan logika satu. Percobaan selanjutnya gerbang X-OR yang merupakan kombinasi dari tiga jenis gerbang dasar yang dirangkai sedemikian hingga menghasilkan persamaan output sebagai berikut: A.B+A.B
Dari persamaan tersebut jelas bahwa gerbang Ex-OR dibentuk dari dua buah NOT, dua buah AND dan sebuah gerbang OR.Fungsi gerbang Ex-OR adalah sebagai rangkaian pembanding. Gerbang XOR adalah kependekan dari Excklusive OR yaitu gerbang yang memiliki karakteristik jika nilai input pada gerbang XOR memiliki nilai yang sama maka keadaan outputnya akan bernilai nol, begitu pula sebaliknya jika nilai berbeda terdapat pada kaki input maka keadaan outputnya akan bernilai satu. Sedangkan untuk gerbang X-NOR adalah kebalikan dari gerbang X-OR, gerbang X-NOR adalah gerbang yang keadaan outputnya sama dengan keadaan output pada gerbang X-OR yang kaki outputnya dihubungkan dengan gerbang NOT, sehingga ketika input bernilai sama maka nilai output akan bernilai satu, dan jika keadaan input berbeda, maka keadaan output akan bernilai nol. Gerbang X-OR difungsikan sebagai pendeteksi nilai ganjil, sedangkan untuk gerbang X-NOR digunakan untuk mendeteksi nilai genap.
BAB IV PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Dari praktikum diatas, dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1.
OR adalah gerbang logika yang ouput bernilai 1 jika salah satu atau kedua inputan bernilai 1 dan fungsinya sebagai penjumlah pada inputnya.
2.
AND adalah gerbang logika yang output bernilai 1 jika semua inputan 1 dan fungsinya sebagai pengali pada inputnya.
3.
NOT adalah gerbang logika yang outputnya merupakan kebalikan dari inputnya, difungsikan sebagai pembalik logika.
4.
NAND adalah gerbang logika yang nilai outputnya merupakan kebalikan dari gerbang AND
5.
NOR adalah gerbang logika yang nilai outputnya merupakan kebalikan dari gerbang OR
6.
XOR adalah gerbang logika yang nilai outputnya 1 jika nilai inputan berbeda, difungsikan sebagai pendeteksi nilai ganjil.
7.
XNOR adalah gerbang logika yang nilai outputnya merupakan kebalikan dari gerbang XOR. Dan difungsikan untuk mendeteksi nilai genap
