(ITTelkom PWT) Laporan Pratikum Teknik Digital Modul I - III PDF

Preview

Summary

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK DIGITAL UNIT I : RANGKAIAN GERBANG LOGIKA UNIT II : PENCACAH (COUNTER) UNIT III : REGISTER DISUSUN OLEH : Muhammad Fathurrohman Nur 14101102 NAMA PARTNER 1. Doddy Apriandi ( 14101186 ) 2. Ervan Davidian ( 14101089 ) Dikumpulkan Tanggal : 18 Mei 2015 Asisten Praktikum : 1. Fa...

Description

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK DIGITAL UNIT I

: RANGKAIAN GERBANG LOGIKA

UNIT II

: PENCACAH (COUNTER)

UNIT III

: REGISTER

DISUSUN OLEH : Muhammad Fathurrohman Nur 14101102 NAMA PARTNER 1. Doddy Apriandi

( 14101186 )

2. Ervan Davidian

( 14101089 )

Dikumpulkan Tanggal

: 18 Mei 2015

Asisten Praktikum

: 1. Farah Izzah Fida Afifah 2. Lintang Setyo Palupi 3. Yusuf Ramli

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRONIKA DAN TEKNIK DIGITAL SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM JL. DI. PANJAITAN 128 PURWOKERTO 2015

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK DIGITAL UNIT I : RANGKAIAN GERBANG LOGIKA

DISUSUN OLEH : Muhammad Fathurrohman Nur 14101102

NAMA PARTNER 3. Doddy Apriandi

( 14101186 )

4. Ervan Davidian

( 14101089 )

Asisten Praktikum

: 1. Farah Izzah Fida Afifah 2. Lintang Setyo Palupi 3. Yusuf Ramli

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRONIKA DAN TEKNIK DIGITAL SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM JL. DI. PANJAITAN 128 PURWOKERTO 2015

UNIT I RANGKAIAN GERBANG LOGIKA I.

KONFIGURASI SISTEM Ada beberapa operasi – operasi dasar pada suatu rangkaian logika dan untuk menunjukan suatu perilaku dan operasi – operasi tersebut biasanya ditunjukkan dengan menggunakan suatu tabel kebenaran. 1. Benar yang dilambangkan dengan huruf “T” kependekan dari “True” atau bisa juga dilambangkan dengan angka 1. 2. Salah yang dilambangkan dengan huruf

“F” kependekan dari

“False” atau bisa juga dilambangkan dengan angka 0. Gerbang logika adalah piranti dua keadaan, yaitu mempunyai keluaran dua keadaan: keluaran dengan nol volt yang menyatakan logika 0 (atau rendah) dan keluaran dengan tegangan tetap yang menyatakan logika 1 (atau tinggi). Gerbang logika dapat mempunyai salah satu dari dua keadaan logika, yaitu 0 atau 1 . Gerbang Logika yang khususunya dipakai didalam system digital, dibuat dalam bentuk IC (Integrated Circuit) yang terdiri atas transistor – transistor, diode dan komponen – komponen lainnya. Gerbang logika mempunyai bentuk – bentuk tertentu yang dapat melakukan operasi – operasi INVERS, AND, OR serta NAND, NOR, dan XOR (Exclusive OR). NAND merupakan gabungan AND dan INVERS sedangkan NOR merupakan gabungan OR dan INVERS. Ada 7 gerbang logika yang kita ketahui yang dibagi menjadi 2 jenis, yaitu: 1. Gerbang Logika Inventer Inverter (pembalik) merupakan gerbang logika dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran dimana sinyal keluaran selalu berlawanan dengan keadaan sinyal masukan. Inverter disebut juga gerbang NOT atau gerbang komplemen (lawan) disebabkan keluaran sinyalnya tidak sama dengan sinyal masukan.

2. Gerbang Non-Inventer Berbeda dengan gerbang logika Inverter yang sinyal masukannya hanya satu untuk gerbang logika non-Inverter sinyal masukannya ada dua atau lebih sehingga hasil (output) sinyal keluaran sangat tergantung oleh sinyal masukannya dan gerbang logika yang dilaluinya (NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR, XNOR). a. Gerbang AND Gerbang AND akan berlogika 1 atau keluarannya akan berlogika 1 apabila semua masukan atau inputannya berlogika 1, namun apabila semua / salah satu masukannya berlogika 0 maka outputnya akan berlogika 0.

b. Gerbang OR Gerbang OR akan berlogika 1 apabila salah satu atau semua inputan yang dimasukkan bernilai 1 dan apabila keluaran yang di inginkan berlogika 0 maka inputan yang dimasukkan harus bernilai 0semua.

c. Gerbang NAND Gerbang NAND akan bernilai / outputnya akan berlogika 0 apabila semua inputannya bernilai 1 dan outpunya akan berlogika 1 apabila semua atau salah satu inputannya bernilai 0.

d. Gerbang NOR Gerbang NOR merupakan gerbang logika yang outputnya akan berlogika 1 apabila semua inputannya bernilai 0, dan outpunya akan berlogika 0 apabila semua atau salah satu inputannya inputannya berlogika 1.

e. Gerbang XOR Gerbang XOR merupakan kepanjangan dari Exclusive OR yang mana keluarannya akan berlogika 1 apabila inputannya berbeda, namun apabila semua inputanya sama maka akan memberikan keluarannya 0.

f. Gerbang XNOR Gerbang XOR merupakan kepanjangan dari Exclusive NOR yang mana keluarannya akan berlogika 1 apabila semua inputannya sama, namun apabila inputannya berbeda maka akan memberikan output berlogika 0.

Gambar Simbol, Fungsi, dan Tabel Kebenaran

Karnaugh Map (K-Map) Suatu peralatan grafis yang digunakan untuk menyederhanakan persamaan logika atau mengkonversikan sebuah tabel kebenaran menjadi sebuah rangkaian logika. Salah satu metode yang paling mudah untuk penyederhanaan Rangkaian Logika. Peta Karnaugh menggambarkan harga/keadaan suatu fungsi untuk setiap kombinasi masukan yang mungkin dibentuk. Jadi sebenarnya, peta Karnaugh memetakan tabel kebenaran dalam kotak-kotak segi empat yang jumlahnya tergantung dari jumlah peubah (variabel) masukan. Untuk fungsi dengan 2 peubah, peta Karnaugh akan terdiri atas 22 = 4 kotak, untuk 3 peubah petanya akan terdiri atas 23 = 8 kotak dan seterusnya untuk n peubah petanya akan terdiri atas 2n kotak. Setiap kotak berisi 0 atau 1 yang menunjukkan keadaan fungsi untuk kombinasi masukan yang diwakili kotak bersangkut. Contoh peta Karnaugh 2 variabel :

II.

HASIL DATA 1. Tabel kebenaran (Truth table) dari : #Gerbang AND dan NAND 4 masukan D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

INPUT C B 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

OUTPUT A Y Y| 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

Gambar 2.1 Rangkaian Gerbang Logika #Gerbang OR dan NOR 4 masukan D 0 0 0 0 0 0 0 0

INPUT C B 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

OUTPUT A Y Y| 0 1 0 1 0 1 0 1

0 1 1 1 1 1 1 1

1 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1

1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0

Gambar 2.2 Rangkaian Gerbang Logika 2. Tabel kebenaran dari : V1 0V

U1A

U2A U3A

V2 0V

U2B

L1 U1B U2C

V3 5V

C 0 0 0 0 1 1 1 1

B 0 0 1 1 0 0 1 1

Gambar 2.3 Rangkaian Gerbang Logika

A 0 1 0 1 0 1 0 1

Y 0 0 0 0 1 1 0 0

3. Tabel kebenaran dari Half Adder V1 0V

L1 U2A

U1A

U3A

L2

U1B

V2 5V

Y X Sum Carry 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1

Gambar 2.4 Rangkaian Gerbang Logika 4. Tabel kebenaran IC 7400 (NAND 2 Input) : #Gerbang OR V1 0V

U1A L1 U2A

V2 5V

U1B

B 0 0 1 1

Gambar 2.5 Rangkaian Gerbang Logika

A 0 1 0 1

Y 0 1 1 1

#Gerbang EX-OR (Exclusive OR) V1 0V

U1A

U2A L1 U2C V2 5V

U1B U2B

B 0 0 1 1

A 0 1 0 1

Gambar 2.6 Rangkaian Gerbang Logika

Y 0 1 1 0

III.

ANALISA DAN PEMBAHASAN Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan transistor atau dioda, akan tetapi dapat dibangun dengan menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik. Logika merupakan dasar dari semua penalaran. Untuk menyatukan beberapa logika, di membutuhkan operator logika dan untuk membuktikan kebenaran dari logika, dapat menggunakan tabel kebenaran. Dengan tabel kebenaran tersebut, suatu persamaan logika atau proposisi bisa dicari nilai kebenarannya. Tabel kebenaran ini mempunyai banyak aplikasi yang dapat diterapkan. Salah satu dari aplikasi tersebut yaitu dapat mendesain suatu rangkaian logika. Untuk menunjukkan prinsip kerja tiap gerbang (atau rangkaian logika yang lebih kompleks) dapat digunakan beberapa cara. Cara yang umum dipakai antara lain adalah tabel kebenaran (truth table) dan diagram waktu (timing diagram). Tiga macam gerbang dasar, yaitu AND, OR, dan NOT. Dimana setiap gerbang tersebut memiliki fungsinya masing-masing. Karena merupakan rangkaian digital, tentu saja kondisi yang ada dalam tabel atau diagram waktu hanya ada dua macam, yaitu logika 0 (low atau high) dan logika 1 (false atau true). Kondisi lain yang mungkin ada adalah kondisi X (level bebas, bisa logika 1 atau 0), dan kondisi high impedance (impedansi tinggi). Kondisi X biasanya ada di masukan gerbang dan menyatakan bahwa apa pun logika masukannya (logika 0 atau 1) tidak akan mempengaruhi logika keluaran yang dihasilkan. Alat yang digunakan diantaranya Digital Experimenter. Percobaan pertama pada gerbang logika AND dan NAND, AND artinya (dikalikan), gerbang berlogika 1 atau keluarannya akan berlogika 1 apabila semua masukan atau inputannya berlogika 1, namun apabila semua / salah satu masukannya berlogika 0 maka outputnya akan berlogika 0 dan NAND merupakan singkatan dari NOT-AND, Artinya kebalikan dari hasil AND. Pada saklar D, C, B, A, berlogika “0” dan gerbang logikanya AND,

maka hasilnya “0”. Dan pada gerbang logika ini bersifat perkalian, maka setiap nilai berlogika “1” atau “0” bertemu “0”, maka hasilnya “0”. Namun dibalikan pada gerbang logika NAND sehingga “0” menjadi “1” dan “1”menjadi “0”. Hal ini karena gerbang logika NAND bersifat inventer (pembalik). Kemudian pada tabel berikutnya yang menggunakan gerbang OR yang diartikan (penjumlahan), Gerbang berlogika 1 apabila salah satu atau semua inputan yang dimasukkan bernilai 1 dan apabila keluaran yang di inginkan berlogika 0 maka inputan yang dimasukkan harus bernilai 0 semua dan gerbang NOR yang merupakan singkatan dari NOT-OR, artinya pembalik dari ouput OR. Pada saklar D, C, B, A, berlogika “0” dimasuki nilai berlogika “1”, maka hasilnya akan “1”. Karena bersifat menjumlahkan nilai, kemudian dibalikan oleh NOR, menjadi nilai “0” jika output pada OR hasilnya “1” dan sebaliknya jika output OR bernilai “1”, maka hasilnya “0” pada output NOR. Selanjutnya pada percobaan kedua menguji persamaan aljabar Boolean dari sebuah rangkaian. Dengan menggunakan 3 inputan saklar A, B, C setiap saklar tersebut memiliki nilai berlogika yang berbeda-beda, dimana saklar A, setiap nilai akan dibalikan terlebih dahulu, sebelum masuk ke gerbang AND. Kemudian nilai berlogika dari A, akan dimasuki oleh nilai B, dan digunakan gerbang logika AND pertama, hasilnya dimasukan ke gerbang OR. Kemudian nilai berlogika dari A yang belum dibalikkan input ke gerbang logika AND kedua, dimasuki nilai B, dan digunakan gerbang logika AND kedua, hasilnya dimasukkan ke gerbang logika OR. Pada gerbang logika OR, input dari gerbang logika AND pertama dan AND kedua dijumlahkan, kemudian di inveterkan (Dibalikkan) dan input ke gerbang logika AND yang dimasuki juga oleh input dari saklar C, dikalikan sehingga input. Input yang menyebabkan lampu menyala maka artinya mempunyai nilai yang berlogikkan “1” dan apabila lampunya mati artinya mempunyau nilai yang berlogikakan “0”. Pada percobaan ketiga menguji kebenaran persamaan aljabar Boolean dari rangkaian Half Adder. Menggunakan 2 saklar yaitu X dan Y,

dengan output SUM (S) dan CARRY (C). Jika lampu SUM menyala, maka mempunyai nilai yang berlogika “1”, begitu juga sebaliknya, maka memiliki nilai yang berlogika “0” dan apabila lampu CARRY menyala, maka mempunyai nilai yang berlogika “1”, begitu juga sebaliknya, maka memliki nilai yang berlogika “0”. Adder digunakan untuk melakukan penghitungan aritnatika, terutama penjumlahan, pada prinsipnya processor akan memasukan 2 input untuk dijumlah sehingga didapatkan hasil SUM (S) dan CARRY (C). Selanjutnya pada percobaan keempat pengujian tabel kebeneran OR tetapi dengan menggunakan gerbang NAND dengan 2 input. Gerbang NAND suatu gerbang NOT AND yang artinya nilai dari kebalikan nilai dari gerbang AND. Pada gerbang NAND akan menghasilkan suatu sinyal keluaran bernilai “0” jika semua sinyal masukan yang berlogika “1”, dan akan mengahasilkan sinyal keluaran nilai yang berlogika “1” jika tidak semua sinyal masukan nilai yang berlogika “1”. Pada percobaan selanjutnya yaitu pengujian tabel kebenaran EX-OR tetapi dengan menggunakan gerbang NAND dengan 2 input. EX-OR (Exlusive OR), setiap inputan yang bernilai rendah akan menghasilkan output nilai yang berlogika tinggi, dan jika menginput nilai yang berlogika tinggi, maka akan menghasilkan output nilai yang berlogika rendah. Namun apabila inputan bernilai tinggi semua maka output nilai yang berlogika rendah juga, dan sebaliknya. Hal ini terjadi tanpa ada rangkaian gerbang logika NOT, namun hasil output bernilai terbalik dan semua itu terjadi karena adanya gerbang logika NAND IC 7400 sebanyak 2 inputan, sehingga hasil akan berubah berbalik. Inti dari perbedaan pengujian menggunakan IC 7400 NAND 2 Input pada gerbang logika OR dan gerbang logika EX-OR (Exclusive OR) yaitu, pada gerbang logika OR, nilai inputan tinggi akan menghasilkan output tinggi, dan jika nilai yang berlogika input rendah maka hasil output juga rendah. Sedangkan pada gerbang EX-OR (Exclusive OR) nilai yang berlogika input tinggi menghasilkan output rendah dan jika nilai yang berlogika input rendah hasil output tinggi.

IV.

KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan 1. Setiap gerbang logika memiliki fungsi dan cara kerja yang berbeda – beda. 2. Gerbang atau gate merupakan elemen dasar dari semua rangkaian yang menggunakan system digital. 3. Rangkaian Half Adder adalah suatu rangkaian penjumlahan sistem bilangan biner yang paling sederhana. Melakukan perhitungan penjumlahan dari 2 buah bilangan Binary B. Saran 1. Sebelum melakukan percobaan hendaknya Berdoa. 2. Menyediakan alat dan bahan yang dibutuhkan saat pratikum 3. Mempelajari materi dan memahami yang akan dipratikkan.

V.

DAFTAR PUSTAKA Budiharto,

W.

(2010).

Elektronika

Digital

dan

Mikroprosesor.

Yogyakarta: ANDI OFFSET. Drs.Ganti Depari, S. M. (Agustus 2011). Teknik Digital. Bandung: CV. NUANSA AULIA. ROGER L. TOKHEIM, M. (1994). Prinsip - Prinsip Digital. Jakarta: PENERBIT ERLANGGA.

VI.

LAMPIRAN Tugas Pratikum Modul I Rangkaian Gerbang Logika Kebenaran: C

B

A

Y

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

1

1

Pada tabel kebeneran diatas dengan cara penyelesaian menggunakan peta karnaugh: BC

00

01

11

10

0

0

0

0

0

1

0

1

1

1

A

Y = A.B + A.C

Rangkaian Digital:

A B

C

Kesimpulan: Rangkaian logika dapat disederhanakan dengan menggunakan Karnough Map, sehingga dapat menghemat penggunaan gerbang logika pada rangkaian logika. Dari hasil yang saya dapatkan pada rangkaian digital, dapat digunakan peta karnaugh dengan cara melakukan nilai “Y” dari masing-masing masukan kedalam tata urutan peta karnaugh. Maka akan mendapatkan hasil persamaan yaitu Y = A.B + A.C dimana A.B dan A.C. Pada rangkaian gerbang logika mempunyai 2 yaitu gerbang AND dan OR. Pada gerbang AND mempunyai sifat rangkaian penjumlahan (A dan B, A dan C) mendapatkan hasil (A.B + A.C).

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK DIGITAL UNIT II : PENCACAH (COUNTER)

DISUSUN OLEH : Muhammad Fathurrohman Nur 14101102

NAMA PARTNER 1. Doddy Apriandi

( 14101086 )

2. Ervan Davidian

( 14101089 )

Asisten Praktikum

: 1. Farah Izzah Fida Afifah 2. Lintang Setyo Palupi 3. Yusuf Ramli

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRONIKA DAN TEKNIK DIGITAL SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM JL. DI. PANJAITAN 128 PURWOKERTO 2015

UNIT II PENCACAH (COUNTER) I.

KONFIGURASI SISTEM Pencacah (counter) dapat diartikan menghitung, hampir semua system logika menerapkan pencacah. Komputer digit menerapkan pencacah guna mengemudikan urutan dan pelaksanaan langkah – langkah dalam program. Fungsi dasar pencacah adalah untuk “mengingat” berapa banyak pulsa yang dihasilkan dari isolator, detak yang telah dimasukkan kepada masukan. Penghitung ini bisa menghitung pulsa secara biner murni (binary counter) ataupun secara decimal terkodekan secara biner (decimal counter). Terdapat 2 jenis pencacah (counter), yaitu : 1. Pencacah sinkron (synchronous counters), ( yang beroperasi serentak dengan pulsa clock ) yang kadang – kadang disebut juga pencacah deret (series counters), atau pencacah jajar. 2. Pencacah tak sinkron (asynchronuous counters), ( yang beroperasi tidak serentak dengan pulsa clock ) atau pencacah kerut (ripple counters). Pencacah juga memiliki karakteristik yang penting, yaitu: 1. Sampai berapa banyak ia dapat mencacah (modulo pencacah). 2. Mencacah maju, ataukah mencacah mundur. 3. Kerjanya sinkron atau tak sinkron. Beberapa kegunaan pencacah : 1. Menghitung banyaknya detak pulsa dalam pulsa dalam satu periode waktu 2. Membagi frekuensi 3. Pengurutan alamat 4. Beberapa rangkaian aritmatika

Gambar 1.1 Rangkaian Pencacah Sinkron Tabel kebenaran dari gambar rangkaian pada diatas adalah. Pulsa klok

Keluaran

ke-

QC

QB

QA

0

0

0

0

1

1

0

0

2

0

1

0

3

1

1

1

4

0

0

0

5

1

0

0

6

0

1

0

7

1

1

1

Pencacah Sinkron Pencacah sinkron dinamai juga pencacah jajar. Masukkan untuk denyut – denyut sulut (trianger pulses) yang juga disebut denyut – denyut lonceng yang dikendalikan secara serempak. Gambar berikut merupakan suatu pencacah sinkron biner.

Gambar 1.2 Pencacah Sinkron Untuk Bilangan Biner

Gambar 1.3 Pencacah Sinkron 2 Bit Menggunakan Flip – Flop D Pencacah Tak Sinkron Pencacah tak sinkron (ripple trough counter/special counter). Dinamakan juga serial counter, karena output yang dihasilkan masing – masing flip – flop yang digunakan akan berubah kondisi dari 0 ke 1, atau sebaliknya dengan secara berurutan. Hal ini disebabkan karena hanya flip – flop yang paling ujung saja yang dikendalikan oleh sinyal clock, sedangkan clock untuk flip – flop yang lainnnya dari masing – masing flip flop sebelumnya. Adapun jenis – jenis pencacah tak sinkron adalah : 1. Pencacah maju tak sinkron (UP Counter)

Gambar 1.4 Pencacah Maju Tak Sinkron Dari gambar dapat terlihat bahwa flip flop yang pertama adalah flip flop yang dikendalikan oleh sinyal clock. Umpamakan itu adalah rangkaian flip flop A, maka outputnya adalah Q^ yang akan menjadi sinyal clock untuk B, sehingga output C (Qc) yang akan menjadi sinyal clock D yang akan menghasilkan output Qd. 2. Pencacah Decade Pencacah ini menghasilkan kode bilangan dalam bit biner, dan akan menghitung sampai dengan batas yang ditentukan. Salah satunya adalah pencacah 8421 BCD counter, pencacah ini akan

menghasilkan bilangan kode 8421 BCD dari bilangan decimal 0 – 9. Dengan demikian pencacah ini hanya a...