teknik digital

Tugas ini kami buat buat berdasarkan standar kompetensi pergururuan tinggi khusunya bagi kami mahasiswa jurusan teknik elektro universitas andalas.Kami disini mempelajari tentang beberapa sistem rangkaian yang menggunakan berbagai komponen yang kami pelajari baik itu pada elektronika digital maupun pada teknik digital.Kami disini menggunakan dua buku sumber diantarannya :

a. ELEKTRONIKA DIGITAL ,karangan : ROGER,L ., T 

b. TEKNIK DIGITAL,karangan ;IR . WIJAYA WIDJANARKA N

  Dan dalam pembuatan tugas ini kami dibimbing oleh dosen  kami :

Bpk. DARWISON M.T.

TEKNIK DIGITAL

BAB 2

GERBANG - GERBANG LOGIKA DASAR

ANGGOTA KELOMPOK

AHMAD YUNUS(1510952055) DAN AKBAR SANDI MAULANA(1510951044)

---

 

 

 Chapter 2.1.  Sejarah penemuan gerbang logika

Pada tahun 1854 George Boole menciptakan logika simbolik yang sekarang dikenal dengar, aljabar Boole. Setiap peubah (variabel) clalam aljabar Boole hanya memiliki dua keadaan atau dua harga, yaitu keadaan benar yang dinyatakan dengan I atau keadaan sctlah yang dinyatakan Dengan 0 . Aljabar Boole yang memiliki dua keadaan ini semula dimaksudkan untuk menyelesaikan persoalan-persoalan logika.

Chapter 2.2.  Gerbang Logika OR (Or Gate Logic)

Gerbang dasar OR

Gerbang OR memiliki dua atau lebih isyarat masukan (input) tetapi hanya satu isyarat keluaran (output). Jika salah satu isyarat masukannya 1, maka sinyal keluarannya adalah l. Simbol atau lambang dari gerbang logika OR dinyatakan pada gambar di bawah ini

berikut adalah video rangkaian pada proteus

berikut adalah video rangkaian pada multisim

di mana X akan 1 (HIGH) jika masukan A atau masukan B adalah 1 (HIGH), atau kedua-duanya yaitu masukan A dan masukan I adalah 1 (HIGH). X = 0 jika kedua masukannya yaitu masukan A dan masukan B adalah 0 (LOW). Perhatikan tabel kebenaran (Truth Table) di bawah. Funssi gerbang logika OR dapat dinyatakan dengan simbol +, yang berarti penambahan atau plus.

Gambar simulasi gerbang or 2 dan 3 Variabel

berikut merupakan gambar simulasi dari gerbang or 2 dan 3 variabel

 BERIKUT ADALAH CONTOH VIDEO SIMULASINYA PADA MULTISIM

DAN SELANJUTNYA PADA PROTEUS

Pemakaian gerbang logika OR

Gerbang OR dapat dianalogikan dengan model saklar lampu.

Berikut tabel kebenaran dari gerbang or yang dapat dianlogikan dengan model saklar lampu

Prinsip kerja dari gerbang logika or ini sama dengan prinsip kerja saluran air yang terdapat krannya untuk mengaktifkan alirannya.Berikut gambar prinsip kerja.

Selanjutnya ada sebuah pemodelan gerbang logika or dengan dioda.

BERIKUT ADALAH CONTOH VIDEO SIMULASI PADA MULTISIM

Pada elektronika komputer digital, gerbang-gerbang logika dinyatakan dengan komponen saklar (switching) semikonduktor yang paling sederhana yaitu dioda. Perhatikanlah gambar di bawah ini :

BERIKUT ADALAH CONTOH VIDEO SIMULASINYA PADA MULTISIM

CONTOH: dari gerbang logika or yang memiliki 3 masukan
Dengan persamaan aljabar bolean :

Rangkaian logika OR yang terdiri dari dioda. Jika pada bagian inputnya yaitu Aatau B atau keduanya diberi sinyal, maka outputnya akan bernilai I atau aktif. Sinyal masukan dapat diganti dengan cara menghubungkan input A atau B dengan +5 volt pada bagian catu daya. Pada contoh, dioda A = I sedangkanB = 0. Contoh : Suatu gerbang logika OR memiliki 3 masukan. Maka persamaan aljabar Boolean dan tabel kebenarannya adalah: Persamaan aljabar Boolean untuk gerbang OR dengan 3 input adalah :

Perhatikan suatu rangkaian enkoder dibawah ini.

berikut adalah video rangkaian diatas pada multisim

berikut adalah video rangkaian diatas pada proteus

Saklar-saklar diatas merupakan saklar tombol tekan seperti yang terdapat pada bel pintu atau kalkulator saku.
Analisis Pewaktuan (Timing Analysis)
Analisis pewaktuan sangat berguna untuk menganalisis tanggapan output dari sebuah gerbang dan unfuk menganalisis pergantian perubahan level masukan. Itulah maksud dari sebuah diagram pewaktuaan atau Timing Diagram. Tanggapan keluaran sebuah gerbang logika terhadap perubahan level isyarat rnasukan (input) sangat berguna untuk mengetahui sifat-sifat gerbang tersebut. Cara atau metode yang digunaka disebut dengan diagram pewaktuan (Timing Dingram). Diagram pewaktuan adalah grafik yang menyatakan perubahan level keluaranperubahan level input pada waktu tertentu. Contoh : Suatu gerbang logika OR terdiri dari dua input, yaitu input pertama A dan input kedua B,sedangkan pada bagian output adalah X .

Anggaplah pada waktu yang pertama (misalnya menit pertama), pada input A kita beri isyarat/pulsa (tegangan +5 Volt) atau kita buat keadaannya adalah 1, sedangkan pada bagian B kita hubungkan ke tanah (Chasis atau Groand). Keadaan ini dapat dinyatakan dengan A = 1 dan B = 0Pada keadaan di atas, bagian output dari gerbang logika, yaitu X, akan berada dalam hidup atau dinyatakan dengan X=lKeadaan ini dapat dilukiskan atau dinyatakan secara grafik sebagai berikut:

dan juga dapat dinyatakan dengan

Grafik di atas disebut dengan Diagram pewaktuan (Timing Diagram).

Berikut adalah contoh lainnya dengan masukan A=0 dan B=1 beserta analisi perwaktuannya

Berikut adalah contoh lainnya dengan masukan A=1 dan B= 1, beserta analisi perwaktuannya

Berikut adalah contoh lainnya dengan masukan A=0 dan B= 0, beserta analisi perwaktuannya

Dengan memahami diagram perwaktuan, kita akan mendapatkan manfaat  yang besar dalam mempelajari dasr dasar teknik digital  beserta ilmu yang lebih lanjut . mari kita perhatikan diagram perwaktuan dibawah ini

jika dinyatakan dalam deret binner, maka hal itu dapat dinyatakan sebagai berikut

Chapter 2.3. Gerbang logika AND(AND Gate Logic)

Gerbang dasar AND

Sekarang kita lihat gerbang logika AND yang memiliki dua masukan input yaitu input A dan input B. Operasi dari gerbang ini juga sederhana,yaitu output X atau keluaran X akan menjadi 1 (HIGH) jika kedua isyarat inputnya dalam keadaan 1 (HIGH). Jika salah satu dari isyarat masukannya 1, maka sinyal keluarannya tetap 0. Dan bila inputnya 0 maka outputnya akan 0. Sedangkan simbol dari gerbang AND dinyatakan pada gambar di bawah ini.

berikut adalah video rangkaian diatas pada proteus

berikut adalah video rangkaian diatas pada multisim

Dalam persamaan aljabar Boolean, ini dapat ditulis : X = A . B
 Di mana X akan 1 (HIGH) jika masukan A atau masukan B adalah 1 (HIGH).Perhatikan tabel kebenaran (Truth Table) berikut ini dari gerbang logika AND yang memiliki dua masukan input.

Rangkaian Sederhana gerbang and

Gerbang AND dapat dianalogikan dengan model saklar lampu. Perhatikan gambar di bawah ini :

Tabel kebenaran untuk pemodelan tersebut

 BERIKUT ADALAH CONTOH VIDEO SIMULASINYA PADA MULTISIM

gerbang and juga dapat dianalogikan dengan saluran air seperti gambar dibawah ini

 Pada elektronika komputer digital, gerbang logika AND dapat juga dinyatakan dengan komponen saklar (switching) semikonduktor yang paling sederhana, yaitu dioda.

berikut adalah gerbang and 3 input

dengan tabel kebenaran gerbang and 3 input yaitu

berikut adalah contoh video simulasi pada multisim

 

dan selanjutnya pada proteus 

 Analisis perwaktuan

Analisis Pewaktuan (Timing Analysis). 

Gambar : Diagram pewaktuannya yaitu:

dan berikut adalah gambar dari diagram pewaktuannya  dan pernyataan binner

Penerapan logika AND Operasi aktif Tinggi

Penerapan Gerbang Logika AND untuk.  Gerbang logika AND dapat digunakan sebagai fungsi pengatur atau kendali Enable (mengaktifkan) dan kendali Disable (menon-aktifkan) suatu rangkaian elektronik. Gerbang logika AND dapat digunakan untuk mengendalikan aktif tidaknya suatu piranti yang akan mengirimkan sebuah ragam gelombang (waveform), dari titik yang satu ke titik yang lainnya. Sebagai contoh, tinjaulah sebuah pendetak (ctock) yang menghasilkan gelombang kota secara terus-menerus (atau disebut dengan osilator relaksasi). Osilator tersebut berdenyut membangkitkan getaran dengan frekuensi sebesar I Hz atat dengan kata lain, osilator tersebut bekerja pada frekuensi I Hz, dalam satu detik akan membangkitkan sebanyak I pulsa, tetapi tidak semua pulsa gelombang kotak tersebut dikirim oleh piranti namun dikehendaki hanya 4 pulsa.

Rangkaian logika AND tersebut di atas disebut operasi Aktif Tinggi atau Active High, karena gerbang AND sebagai kendali akan aktif bila keadaan 1 atau HIGH

Penerapan Gerbang logika untuk aktif rendah

Untuk prinsip yang berkebalikan atau berlawanan, kita dapat menggunakan gerbang OR untuk fungsi Disable (tidak diaktifkan).

Rangkaian logika OR tersebut di atas disebut operasi Aktif Rendah atau Active Low, Karena gerbang OR sebagai kendali akan aktif bila keadaan 0 atau LOW. 

Chapter 2.4.  GERBANG LOGIKA NOT (INVERTER) ATAU PEMBALIK ATAU COMPLEMENT

Gerbang logika Inverter

Gerbang logika binner inverter merupakan pembalik nilai logika

berikut merupakan video dari rangkaian diatas paada proteus

berikut merupakan video dari rangkaian diatas paada multisim

berikut merupakan tabel kebenaran dari inverter

Gerbang logika inverter dapat dinyatakan dengan model rangkaian logika yang terbuat dari dioda sebagai saklar. perhatikan gambar rangkaian berikut:

 berikut adalah contoh simulasi video pada multisim

dan selanjutnya pada proteus

Diagram perwaktuan dari gerbang inverter  secara sederhana dapat dijelaskan dengan gambar berikut

Berikut merupakan diagram blog bagian dalam dari IC 7404

Gerbang Logika Inverter Ganda (Double lnverter)

Jika sebuah gerbang logika Not (Inverter) dibalik sekali lagi, maka hasilnya akan sama dengan input yang semula, atau dengan kata lain, jika sebuah isyarat dibalik dua kali maka hasilnya akan seperti isyarat aslinya (semula). Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan gerbang logika Inverter Ganda (Double Inverter). Gerbang logika inverter ganda juga merupakan gerbang logika yang memiliki hanya satu input dan hanya satu output, fungsinya sebagai pembalik, tetapi proses pembalikannya dilakukan dua kali. Contohnya, jika bagian inputnya diberi keadaan 1, maka oleh gerbang inverter pertama keadaan tersebut akan diubah menjadi 0 (Low). Kemudian output dari gerbang inverter pertama akan dibalik lagi oleh gerbang inverter kedua menjadi kebalikannya, yaitu 1.

berikut merupakan video dari rangkaian diatas

b. Inverter Ganda dengan input = 0, tetapi pada bagian output dari masing-masing inverter dipasang LED.

lanjutan tipe inverter ganda berbagai input

c. Inverter Ganda dengan input = 1.

d. Inverter Ganda dengan input = 1 tetapi pada bagian output dari masing-masing inverter di pasang LED.

 Berikut adalah contoh video simulasi pada proteus

dan selanjutnya pada multisim

Jadi, dengan membalik dua kali kita akan mendapatkan keadaan seperti semula atau asalnya.

Persamaan Aljabar Boole untuk sebuah inverter ganda ditulis: Ã = A Garis rangkap yang terdapat di atas huruf A disebut dengan garis pembalik ganda.

Diagram Pewaktuan Gerbang Logika Inverter Ganda

Gambar : Diagram pewaktuan gerbang Iogika NOT ganda.

berikut merupakan rancang bagun gerbang logika inverter ganda dengan menggunakan ic 7404

Jadi pada dasarnya ada tiga gerbang pembalik Inverter (Nor), NAND (Nor_AND), dan NOR (NOT-OR). Jika akan dilakukan prosesi inverter ganda & dengan menggunakan gerbang logika NOR danNAND, dapat dipasang gerbang yang serupa sekali . Perhatikan gambar di bawah ini.

untuk menanamkan konsep yang kuat tentang inverter ganda kita dapat juga menganalogikannya dengan sebuah gambar yg kita balik posisi gambarnya

jadi pada dasarnya, ada 3 gerbang pembalik : inverter(not) , NAND (NOT - AND), dan NOR( NOT - OR)
Berikut merupakan gambar dari gerbang logika inverter ( not) yang dibangun dengan gerbang logika nor serta gambar logika inverter (not) yang dibangun dengan gerbang logika nand

dan berikut merupakan proses inverter ganda dengan menggunakan gerbang logika NOR dan NAND dapat dipasang gerbang yang serupa sekali lagi, seperti gambar dibawah ini

Gambar : Inverter ganda dengan gerbang logika NOR dan NAND
Inverter ganda sering dipakai dalam peranti decoder, yaitu suatu piranti yang mengurai atau mernecahkan suatu kode biner atau kode ]ang lainnya rrenjadi kode desimal yang inginkan. Deconder berfungsi sebagai penerjemah.