1 / 34

TEKNIK DIGITAL

TEKNIK DIGITAL. PERTEMUAN 03 “GERBANG LOGIKA”. GERBANG DASAR LOGIKA. Untuk mewujudkan rangkaian digital, terlebih dahulu harus dipahami GERBANG DASAR DIGITAL. Ada 8 ( delapan ) GERBANG DASAR DIGITAL yakni : Gerbang AND Gerbang NAND Gerbang OR Gerbang NOR Gerbang NOT

dorcas
Download Presentation

TEKNIK DIGITAL

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. TEKNIK DIGITAL PERTEMUAN 03 “GERBANG LOGIKA”

  2. GERBANG DASAR LOGIKA Untukmewujudkanrangkaian digital, terlebihdahuluharusdipahami GERBANG DASAR DIGITAL. Ada 8 (delapan) GERBANG DASAR DIGITAL yakni: Gerbang AND Gerbang NAND Gerbang OR Gerbang NOR Gerbang NOT Gerbang Buffer Gerbang XOR Gerbang XNOR

  3. GERBANG AND A F Persaman Boolean: A . B = F B (a) Gambar 1: (a) SimbolRangkaian Gerbang AND; (b) TabelKebenaran Gerbang AND (b) Gerbang AND adalahsuatugerbang digital yang akanberfungsimeneruskannilai 1 (tinggi) padaoutputnyajikadanhanyajikasemuainputnyabernilai 1 (tinggi), selainituakanbernilai 0 (rendah). Simbolrangkaian, persamaan Boolean dantabelkebenaranGerbang AND ditunjukkanpadaGambar 1 berikut.

  4. GERBANG NAND A F Persaman Boolean: A . B = F B (a) Gambar 2: (a) SimbolRangkaian Gerbang NAND; (b) TabelKebenaran Gerbang NAND (b) Gerbang NAND adalahsuatugerbang digital yang akanberfungsimeneruskannilai 1 (tinggi) padaoutputnyajikadanhanyajikasalahsatuatausemuainputnyabernilai 0 (rendah), selainituakanbernilai 0 (rendah). Simbolrangkaian, persamaan Boolean dantabelkebenaranGerbang NAND ditunjukkanpadaGambar 2 berikut.

  5. GERBANG OR A F Persaman Boolean: A + B = F B (a) Gambar 3: (a) SimbolRangkaian Gerbang OR; (b) TabelKebenaran Gerbang OR (b) Gerbang OR adalahsuatugerbang digital yang akanberfungsimeneruskannilai 1 (tinggi) padaoutputnyajikadanhanyajikasalahsatuatausemuainputnyabernilai 1 (tinggi), selainituakanbernilai 0 (rendah). Simbolrangkaian, persamaan Boolean dantabelkebenaranGerbang OR ditunjukkanpadaGambar 3 berikut.

  6. GERBANG NOR A F Persaman Boolean: A + B = F B (a) Gambar 4: (a) SimbolRangkaian Gerbang NOR; (b) TabelKebenaran Gerbang NOR (b) Gerbang NOR adalahsuatugerbang digital yang akanberfungsimeneruskannilai 1 (tinggi) padaoutputnyajikadanhanyajikasemuainputnyabernilai 0 (tinggi), selainituakanbernilai 0 (rendah). Simbolrangkaian, persamaan Boolean dantabelkebenaranGerbang NOR ditunjukkanpadaGambar 4 berikut.

  7. GERBANG NOT A F (a) Persaman Boolean: A = F Gambar 5: (a) SimbolRangkaian Gerbang NOT; (b) TabelKebenaran Gerbang NOT (b) Gerbang NOT adalahsuatugerbang digital yang akanberfungsimeneruskannilai 1 (tinggi) padaoutputnyajikadanhanyajikainputnyabernilai 0 (rendah), selainituakanbernilai 0 (rendah). SeringjugadisebutsebagaiGerbangPembalik. Artinya, sinyaloutputnyamerupakanpembalikandarisinyalinputnya. Simbolrangkaian, persamaan Boolean dantabelkebenaranGerbang NOT ditunjukkanpadaGambar 5 berikut.

  8. GERBANG BUFFER A F Persaman Boolean: A = F (a) (b) Gambar 6: (a) SimbolRangkaian Gerbang Buffer; (b) TabelKebenaran Gerbang Buffer GerbangBUFFERatauPENYANGGA adalahsuatugerbang digital yang akanberfungsimemperkuatdanmeneruskannilai 1 (tinggi) padaoutputnyajikainputnyabernilai 1 (tinggi), selainituakanbernilai 0 (rendah). Simbolrangkaian, persamaan Boolean dantabelkebenaranGerbang buffer ditunjukkanpadaGambar 6 berikut.

  9. GERBANG XOR A F Persaman Boolean: A  B = F = A.B + A.B B (a) Gambar 7: (a) SimbolRangkaian Gerbang XOR; (b) TabelKebenaran Gerbang XOR (b) GerbangEksklusif OR (XOR) adalahsuatugerbang digital yang akanberfungsimeneruskannilai 1 (tinggi) padaoutputnyajikadanhanyajikainputnyaBERBEDA mengikutiurutanbilanganganjil (1, 3, 5, dst.), selainituakanbernilai 0 (rendah). Simbolrangkaian, persamaan Boolean dantabelkebenaranGerbang XOR ditunjukkanpadaGambar 7 berikut.

  10. GERBANG XNOR A F Persaman Boolean: A  B = F = A.B + A.B B Gambar 8: (a) SimbolRangkaian Gerbang XNOR; (b) TabelKebenaran Gerbang XNOR (b) GerbangEksklusif NOR (XNOR) adalahsuatugerbang digital yang akanberfungsimeneruskannilai 1 (tinggi) padaoutputnyajikadanhanyajikainputnyaSAMA mengikutiurutanbilanganganjil (1, 3, 5, dst.), selainituakanbernilai 0 (rendah). Simbolrangkaian, persmaan Boolean dantabelkebenaranGerbang XNOR ditunjukkanpadaGambar 8 berikut.

  11. LATIHAN RANGKAIAN DIGITAL“APLIKASI ‘6’ GERBANG NAND” Rangkailahsedemikianrupa 6 gerbang “NAND” yang memiliki 2 “input”hinggamenghasilkannilai digital sepertipadatabelkebenaranberikut:

  12. GERBANG NAND SEBAGAI GERBANG UNIVERSAL Andatelahmempelajariblokbentukdasar yang digunakanpadasemuarangkaian digital. Selainitu, AndajugatelahmempelajaridelapanjenisrangkaianpenggerbangandansekarangtelahAndaketahuikarakteristikgerbang AND, OR, NAND, NOR, XOR, dan XNOR, NOT (pembalik), danpenyangga. Anda dapat membeli IC dengan masing-masing fungsi dasar tersebut. Literatur perusahaan pembuat IC pada umumnya menunjukkan bahwa gerbang NAND lebih banyak disediakan daripada gerbang jenis lainnya dandigunakansecaraluas. Di siniakandiperlihatkanbagaimanagerbang NAND tersebutdigunakanuntukmembuatgerbangjenis yang lain. Dengandemikian, gerbang NAND seringdisebutsebagai “GERBANG UNIVERSAL”.

  13. CONT’ A A F F B B A AND F B

  14. CONT’ A A A F F F F OR B B B A B

  15. CONT’ A F A A A A A A A A B NOR F F F F F F F F B B B B B B B B A F XOR B

  16. CONT’

  17. GERBANG LOGIKA TTL PRAKTIS Ketenaranrangkaian digital antara lain karenaharga IC-nyamurah. Perusahaan telahmembuatbanyakkelompok IC digital. IC dalamsuatukelompokdapatdipertukarkandandapatdenganmudahdirangkaikanantarasatusamalain.

  18. CONT’ Jenis IC yang umum digambarkan pada Gambar 1(a). Model inidisebutsebagaiDIP (Dual In-Line Package) olehperusahaan IC. IC khusus mi disebutsuatu IC DIP 14-kaki. Denganmemutarberlawananarahjarum jam, kaki yang terdekatdengantandatakikpada IC Gambar 1(a) adalah kaki 1. Kaki diberinomorberlawananarahjarum jam dan 1 sampai 14 biladilihatdanatas IC. Tandatitikpadabagianatas IC DIP sepertipadaGambar1(b) merupakanmetode lain yang digunakanuntukmenempatkan kaki .

  19. CONT’ Gambar 1. IC DIP. (a) Penempatan kaki 1 dengan menggunakan takik (b) Penempatan kaki 1 dengan menggunakan titik Gambar 2. Diagram kaki untuk IC digital 7408

  20. CONT’ PabrikIC memberikan diagram kaki yang samaseperti yang diperlihatkanpadaGambar2. IC iniberisiempatgerbang AND 2-masukan. Jadi, inidisebutsebagai IC- gerbang AND 2-masukan berempat. Unit 7408 inimerupakansalahsatudaribanyakseri IC TTL 7400 yang tersedia. Hubungandayapada IC ialah GND (kaki 7) dan V. (kaki 14). Semua kaki yang lain adalahmasukandankeluaranpadaempatgerbang AND TTL.

  21. CONT’ Gambar 3 menunjukkan diagram logika AND TTL. Rangkaian ini menggunakan IC TTL 7408. Gambar 3. Diagram Logika IC TTL 7408

  22. CONT’ • Gambar 4 menunjukkan diagram Rangkaian IC TTL 7408. Gambar 4. Diagram Rangkaian IC TTL 7408

  23. CONT’ CatudayaDC yang stabil 5 V digunakanuntuksemuaperalatan TTL. Hubungansumberteganganpositif (V) dannegatif (GND) dihubung-kanke kaki 14 dan 7 dariIC. Sakiarmasukan (A dan B) dihubungkanke kaki 1 dan 2 dari IC 7408. Perludiperhatikan, bilasaklarberadapadaposisikeatas, makasuatulogika 1 (+5 V) diberikanpadamasukangerbang AND. Bilasaklarberadadalamposisikebawah, suatulogika 0 (GND) diberikanpadamasukantersebut. PadasebelahkananGambar 3 dna 4, LED dan resistor pembatas 150 dihubungkanpada GND. Bilakeluaranpada kaki 3 TINGGI (mendekati +5V) makaarusakanmengalirmelalui LED. Bila LED menyala, berartimenyatakankeluaran TINGGI darigerbang AND.

  24. CONT’ Spesifikasi IC digital TTL diperlihatkan pada Gambar 5. Gambar 5. Spesifikasi IC Digital TTL

  25. CONT’ Corporation. Pada unit Fairchild ini, akhiran “P” singkatanuntukpaket DIP plastikdan “C” menyatakankodeuntukdaerahtemperaturdari 00C sampai +70°C. Inidisebutsebagaitingkatkomersial. Angkabagianintidari IC padaGambar 3-33 adalah 74LS08. Inikira-kirasamadengan IC gerbang AND berempat-dua-masukan 7408 yang barusajakitabahas. Huruf “LS” padabagiantengahangkaintimenentukanjenisrangkaian TTL yang digunakandalam IC. Dalamkasusini “LS” singkatanuntukschottkydaya-rendah (low-power Schottky). Hurufbagiandalampadasuatuangkabagianintidari IC seri 7400 menyatakankelompokatausubkelompoklogika. Sebelah atas dai IC digital TTL umum diperlihatkan pada Gambar 5(a). Bentukblokdanhuruf “NS” padabagianatasdari IC memperlihatkanperusahaan National Semikonduktor. Angka DM 7408M dapatdibagimenjadibagian-bagiansepertidiperlihatkanpadaGambar5(b). Awalan DM adalahkodeperusahaan (National semiconductor menggunakanhuruf “DM” sebagaiawalan). Nomorintiadalah 7408, yang merupakan IC TTL gerbang AND berempat-dua-masukan. Angkainti mi samauntuksemuaperusahaan. Huruf “N” (akhiran) merupakansuatukode yang digunakanolehbeberapaperusahaanuntukmenyatakan DIP.

  26. CONT’ Hubunganbagiandalam yang khususdigunakanadalah: • ALS = Advanced low-power Schottkylogika TTL (subkelompokdari TTL) • C = Logika CMOS (suatu kelompok terpisah) • H = Logika TTL kecepatan-tinggi (suatu subkelompok dan TTL) • HC = Logika CMOS kecepatan tinggi (suatu kelompok terpisah CMOS) • HCT = Logika CMOS kecepatan tinggi (suatu kelompok terpisah CMOS dan masukan TTL) • L = Logika TTL daya-rendah (suatu subkelompok dari TTL) • LS = Logika TTh Schottky daya-rendah (suatu subkelompok dari TTL) • C = Logika TTL schottky (suatu subkelompok dari TTL).

  27. CONT’ Hurufbagiandalammemberikaninformasitentangpemakaiandayaataukecepatandari IC digital. Karenaperbedaanpemakaiandayadankecepatanini, makaperusahaanbiasanyamenganjurkan agar digunakannomor yang tepatdalampenggantian IC digital. Bilahuruf “C” digunakandisampingnomorbagiandariseri 7400, makahalinimenentukansuatu CMOS danbukansuatu IC digital TTL. Manual dan data perusahaanberisiinformasi yang sangatberhargauntuk IC digital. Data tersebutberisi diagram kaki daninformasipemaketan. Manual data jugaberisirincianbagiannomordan data lain yang berhargauntukparateknisi, mahasiswa, atausarjanateknik.

  28. GERBANG LOGIKA CMOS PRAKTIS • Rangkaianlogika TTL seri 7400 yang terdahulu, luarbiasasekaliuntukbeberapadekade. Satukekurangannyaadalahpemakaiandaya yang besar. Menjelangtahun 1960, dikembangkan IC digital CMOS yang hampirtidakmengkonsumsidayadansempurnauntuksederetanoperasirangkaianelektronika. • CMOS terdiridaripaduansemikonduktoroksidalogam (Complementary Metal Oxide Semikonduktor). • Beberapakelompok IC CMOS yang sesuaitelahdikembangkan. CMOS pertama kali yaitu seri 4000. Kemudian muncul seri 74C00 dan yang lebih dari itu, IC digital CMOS seri 74HC00. Beberapa rangkaian LSI (Large-scale integrated) seperti jam tangan digital dan chip kalkulator juga diproduksi dengan menggunakan teknologi CMOS.

  29. CONT’ Bentuk IC CMOS seri 4000 ditunjukkan pada Gambar 6(a). Perhatikan, kaki (pin) 1 yang ditandai pada bagian atas IC kemudian kaki yang lain urutannya berlawanan dengan arah jarum jam dan takik (notch). Pembuatannya adalah dengan RCA. Nomor pada IC CD4081BE dapat dibagi dalam bagian-bagian seperti ditunjukkan dalam Gambar 6(b). Awalan CD adalah kode RCA untuk IC digital CMOS. Nomor utamanya adalah 4018B yang terdapat pada IC CMOS. Segi empat dua masukan gerbang AND. Nomor utama selalu hampir sama antara satu pabrik dengan pabrik lainnya. Huruf akhir E adalah kode pengemasan RCA untuk plastik IC DIP. Huruf B adalah terjemahan dari penyangga (Buffer) seri 4000A yang asli. Penyangga yang melengkapi komponen seri 4000B dengan keluaran yang besar kadang-kadang dilindungi dari arus listnik. Gambar 6. Bentuk Fisik & Spesifikasi IC CMOS

  30. CONT’ Gambar 7 adalah diagram kaki IC CMOS CD4081 BE gerbang AND berempat -duamasukan. Daya yang berhubungan dengan VDD (tegangan positif) dan GND atau tegangan negatif). Tanda untuk berhubungan daya pada TTL dan IC CMOS seri 4000 berbeda. PerbedaannyadapatditelitidenganmembandingkanGambar 2 danGambar 7. Gambar 7. Diagram Kaki-kaki Gerbang AND IC CMOS

  31. CONT’ Diagram skema yang diberikanpadaGambar 8(a) menunjukkanrangkaiandihubungkandengansumber DC menggunakan IC CMOS seri 408lB. Diagram akhiruntukrangkaiantersebutditunjukkanpadaGambar 8(b). Catudayanya 5V DC, tetapi IC CMOS seri 4000 dapatmenggunakantegangan 3 sampai 18V DC. Gambar 8. Diagram Rangkaian Gerbang AND IC CMOS

  32. CONT’ • Perhatikandalammelepas 4081 daricatudaya, karenabebanstatis yang tersisamasihdapatmenghantar. Janganmenyentuhkakinyaketikamemasukan IC CMOS kedalamsoketnyaataupapanbatalan. VDD dandihubungkandengandayaketikadayadalamkeadaanmati. Apabilamenggunakan CMOS, semuamasukan yang takterpakaidihubungkandengan GND atau VDD. Padacontohini, masukan yang terpakai (C, D, E, F, G, H) ditanahkan (grounded). Keluarandangerbang AND (kaki 3) dihubungkandengan transistor penyangga. Transistor meng-on-kan LED apabila kaki 3 TINGGI danmeng-off-kan LED ketikakeluarannya RENDAH.

  33. CONT’ • ApabilasakiarmasukanpadaGambar 8(b) padaposisikeatas, menimbulkanmasukan TINGGI. Masukan RENDAH ditimbulkanketikaposisisaklarmenurun. Duamasukan RENDAH kegerbang AND menghasilkankeluaran TINGGI pada kaki 3. Keluaran TINGGI (sekitar +5V) pada basis Qimeng-on-kan transistor, dan LED menyala. IC CMOS 4081 akanmenghasilkanduamasukan AND sepertisalahsampadatabelkebenaranpadaGambar 3-4. • Beberapakelompok IC digital CMOS tersediadalambentuk DIP. IC seri 4000 digunakansebagaicontohpadabagianini. IC digital CMOS seri 74HC00 mempunyaikemampuanpengaturan yang lebihbesardaripadaseri 4000 dan 74C00 yang lebihtua, padafrekuensitinggi. Huruf HC padanomor IC seri 74HC00 menyatakan CMOS berkecepatantinggi.

  34. CONT’ • Beberapakelompok IC digital CMOS tersediadalambentuk DIP. IC seri 4000 digunakansebagaicontohpadabagian mi. IC digital CMOS seri 74HC00 mempunyaikemampuanpengaturan yang lebihbesardaripadaseri 4000 dan 74C00 yang lebihtua, padafrekuensitinggi. Huruf HC padanomor IC seri 74HC00 menyatakan CMOS berkecepatantinggi. • Haruslahberhati-hati agar bebanstatiktidakmerusak IC CMOS. Semuamasukan yang tidakdigunakandangerbang CMOS harusditanahkanataudihubungkandengan VDD. Paling penting, tegangannwisukanti&ikbolehmelebihi GND (V) sampaiharga (VDD).

More Related