SISTEM DIGITAL
Nama saya Tunggal Hermawan, Mahasiswa Universitas Muhammadiyah Sidoarjo. Saya disini akan menjelaskan materi tentang komputer yang sering digunakan yaitu Gerbang Logika, yang terdiri dari rangkuman pokok bahasan, dan juga outputan.
1. Pokok Bahasan 1
a. Gerbang AND
Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0. Rangkaian AND dinyatakan sebagai Z = A*B atau Z=AB (tanpa symbol)
b. Gerbang OR
Gerbang OR memerlukan 2 atau lebih MAsukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 keluaran (Output). Gerbang OR akan menghasilkan Keluaran (Output). jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai logika 1 dan jika ingin menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0. Rangkaian OR dinyatakan sebagai Z = A + B.
c. Gerbang NOT (Inverter)
Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 keluaran (Output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (Pembalik) karena menghasilkan Keluaran (Output) yang berlawanan (kebalikan) dengan masukan atau inputannya . Berarti jika kita ingin mendapatkan Keluaran (Output) dengan nilai Logika 0 maka Input atau Masukannya harus bernilai Logika 1. Rangkaian NOT dinyatakan sebagai Z=A
d. Gerbang NAND (NOT AND)
Arti NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND, Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang OR dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari keluaran (Output) Gerbang AND. Gerbang NAND akan menghasilkan Keluaran LOgika 0 apabila semua masukan (Input) pada Logika 1 dan jika terdapat sebuah Input yang bernilai Logika 0 maka akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1. Rangkaian NAND dinyatakan sebagai Z = A * B.
e. Gerbang NOR (NOT OR)
Arti NOR adalh NOT OR atau BUKAN OR, Gerbang NOR merupakan kombinasi dari Gerbang OR dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari keluaran (Output) Gerbang OR. Gerbang NOR akan menghasilkan keluaran logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai logika 1 dan jika ingin mendapatkan keluaran logika 1, maka semua masukan (Input) harus bernilai logika 0. rangkaian NOR dinyatakan sebagai Z = A + B.
f. Gerbang X-OR (Exclusive OR)
X-OR adalah singkatan dari Exclusive OR yang terdiri dari 2 masukan (Input) dan 1 keluaran (Output) Logika. X-NOR adalah singkatan dari Exclusive NOR dan merupakan kombinasi dari gerbang X-NOR akan menghasilkan keluaran (output) logika 1 jika semua masukan atau inputannya bernilai logika yang sama dan akan menghasilkan keluaran (output) logika 0 jika semua masukan atau inputannya berniali logika yang berbeda. Hal ini merupakan kebalikan dari gerbang X-OR (Exclusive OR). rangkaian X-NOR dinyatakan sebagai Z=(A-B) =A-B
2. Pokok Bahasan 2
a. K-Map 2 Variabel
Pada K-Map 2 variabel, variabel yang digunakan yaitu
2 Misalnya variabel A & B.
Catatan:
- Untuk setiap variabel yang memiliki aksen, maka di dalam tabel ditulis 0.
- Untuk setiap variabel yang tidak memiliki aksen, maka di dalam tabel ditulis 1.
Contoh: A’ (ditulis 0), B (ditulis 1)
Desain/model pemetaan K-Map 2 variabel dapat dibentuk 2 cara seperti pada gambar di bawah ini. Pada pembahasan ini, penulis menggunakan desain pemetaan Model 2 seperti berikut:
b. K-Map 3 Variabel
Pada K-Map 3 variabel, variabel yang digunakan yaitu 3. Misalnya variabel A,B & C. Desain pemetaan K-Map 3 variabel dapat dibentuk dengan 4 cara seperti pada gambar di bawah ini. Pada pembahasan ini, penulis hanya menggunakan desain pemetaan Model 2 seperti berikut:
c. K-Map 4 Variabel
3. Pokok Bahasan 3
a. NAND
Diketahui sebuah persamaan logika sebagai berikut:
Selesaikan persamaan tersebut hanya dengan gerbang NAND saja.
Jawab:
Kalau persamaan awal (soal) kita buatkan rangkaian digitalnya, maka akan terlihat rangkaian seperti berikut:
Pada gambar di atas dapat kita lihat bahwa rangkaian terdiri dari satu buah gerbang NOT, dua buah gerbang AND dan dua buah gerbang OR. Ini artinya kita harus membeli tiga macam tiga macam IC yaitu AND, OR dan NOT, tetapi tidak semua gerbang yang ada di dalam IC tersebut terpakai dalam rangkaian. Artinya, adalah kita sudah melakukan pemubaziran (membuang sia-sia) gerbang lainnya, padahal kita sudah beli dan banyak memakan tempat.
Setelah penyederhanaan dengan menggunakan persamaan logika di atas kita dapat membuat rangkaian logika baru dengan gerbang NAND saja yang kalau kita gambarkan rangkaiannya seperti berikut:
Dengan cara diatas terlihat kita hanya menggunakan dua IC NAND untuk membangun sebuah rangkaian yang berdungsi sama. Ini berarti kita sudah bisa menghemat uang dan tempat.
b. NOR
Selesaikanlah persamaan tersebut dengan menggunakan gerbang NOR saja.
Dari gambar terlihat bahwa dengan membuat rangkaian menjadi berbentuk NOR saja kita tetap hanya membutuhkan dua buah IC saja yang terpakai semuanya (tidak mubazir atau terbuang).
4. Pokok Bahasan 4
A. Adder
Rangkaian Adder (penjumlah) adalah rangkaian elektronika digital yang digunakan untuk menjumlahkan dua buah angka (daJam sistem bilangan biner), sementara itu di dalam komputer rangkaian adder terdapat pada mikroprosesor dalam blok ALU (Arithmetic Logic Unit). Sistem bilangan yang digunakan dalam rangkaian adder adalah
Sistem bilangan biner (memiliki base/radix 2)
Sistem bilangan oktal (memiliki base/radix 8)
Sistem bilangan Desimal (memiliki base/radix 10)
Sistem bilangan Hexadesimal (memiliki base/radix 16)
Namun, diantara ketiga sistem tersebut yang paling mendasar adalah sistem bilangan biner, sementara itu untuk menerapkan nilai negatif, maka digunakanlah sistem bilangan complement. BCD (binary-coded decimal).
a. Half Adder
Half adder adalah suatu rangkaian penjumlah system bilangan biner yang paling sederhana. Rangkaian ini hanya dapat digunakan untuk operasi penjumlahan data bilangan biner sampai I bit saja. Rangkaian half adder mempunyai 2 masukan dan 2 keluaran yaitu Summary out (Sum) dan Carry out (Carry).
Rangkaian ini merupakan gabungan rangkaian antara 2 gerbang logika dasar yaitu X-OR dan AND. Rangkaian half adder merupakan dasar bilangan biner yang masing-masing hanya terdiri dari satu bit, oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap.
1. Jika A=O dan 8=0 dijumlahkan, hasilnya S (Sum)= 0.
2. Jika A=O dan 8=1 dijumlahkan, hasilnya S (Sum)= I.
3. Jika A=I dan B=O dijumlahkan, hasilnya S (Sum)= I.
4. Jika A=I dan 8=1 dijumlahkan, hasilnya S (Sum)= 0. Dengan
nilai pindahan Cout (Carry Out)= I.
Dengan demikian, half adder mern.iliki dua masukan (Adan 8), dan dua keluaran (S dan Cout).
b. Full Adder
Rangkaian Full-Adder, pada prinsipnya bekerja seperti Half Adder, tetapi mampu menampung bilangan Carry dari hasil penjumlahan sebelumnya. Jadi jumlah inputnya ada 3: A, 8 dan Cin, sementara bagian output ada 2: Sum dan Cout. Cin ini dipakai untuk menampung bit Carry dari penjumlahan sebelumnya. Berikut merupakan simbol dari Full Adder.
Rangkaian Full Adder dapat dibuat dengan menggabung 2 buah Half adder. Rangkaian ini dapat digunakan untuk penjumlahan sampai I bit. Jika ingin menjumlahkan lebih dari I bit, dapat menggunakan rangkaian Paralel Adder yaitu gabungan dari beberapa Full Adder.
B. Subtractor
Merupakan Suatu Rangkaian Pengurangan 2 buah bilangan biner. Jenis-jenis rangkaian Subtractor yaitu :
a. Half Subtractor
Rangkaian half subtracter adalah rangkaian Subtracter yang paling sederhana. Pada dasarnya rangkaian half subtractor adalah rangkaian half Adder yang dimodifikasi dengan menambahkan gerbang not. Rangkaian half subtractor dapat dibuat dari sebuah gerbang AND, gerbang X-OR, dan gerbang NOT.
Rangkaian ini mempunyai dua input dan dua output yaitu Sum danBorrow Out(Bo). Rumus dasar pengurangan pada biner yaitu:
1. 0-0=0 Borrow 0
2. 0-1=1 Borrow 1
3. 1-0=1 Borrow 0
4. 1-1=0 Borrow 0
b. Full Subtractor
Pada Rangkaian full subtractor pin Borrow Out dihubungkan dengan pin Borrow ln(Bin) sebelumnya dan pin Bin di hubungkan dengan pin Bout pada rangkaian berikutnya begitu seterusnya. Sehingga pada rangkaian Full Subtractor mempunyai 3 input dan 2 output.
Berikut merupakan symbol dari Full Subtractor.
Rangkaian ini dapat digunakan untuk penjumlahan sampai 1 bit. Jika ingin menjumJahkan lebih dari bit, dapat menggunakan rangkaian Paralel Subtractor yaitu gabungan dari beberapa Full Subtractor.
5. Pokok Bahasan 5
a. ENKODER
1. Rangkaian gerbang logika enkoder 4 – 2 berikut ini :
2. Sambungkan terminal input dengan Interactive Input dan terminal Output dengan
4. Amati dan catat Output terhadap kombinasi keadaan Input.
b. DEKODER
1. Rangkailah gerbang logika decoder 2 – 4 berikut ini :
2. Sambungkan terminal input dengan interactive Input dan terminal Output dengan LED.
3. Jalankan Program
4. Amati dan catat Output terhadap kombinasi keadaan Input.
6. Pokok Bahasan 6
a. MULTIPLEKSER
1. Rangkaian Gerbang Logika Multiplekser 4 – 1 berikut ini :
2. Sambungkan terminal Input dengan Interactive Input dan terminal Output dengan LED.
3. Jalankan Program.
4. Amati dan catat Output terhadap kombinasi keadaan input.
b. DEMULTIPLEKSER
1. Rangkaian Gerbang Logika Dekoder 1 – 4 berikut ini :
2. Sambungkan terminal input dengan interactive Input dan terminal Output dengan LED.
3. Jalankan Program.
4. Amati dan catat Output terhadap kombinasi keadaan Input.
Sekian Terimakasih, Sampai Jumpa. Semoga Bermanfaat
Assalamu’alaikum..
umsida.ac.id | fst.umsida.ac.id