Siska Syafpitri: Maret 2023

Rabu, 29 Maret 2023

DAFTAR ISI

Tujuan

Alat dan Bahan

ENCODER DAN DECODER

(Encoder dengan Output Aktif High dan Decoder dengan Output Aktif High)

1. Tujuan (DAFTAR ISI)

1) Mengetahui dan memahami prinsip kerja decoder

2) Mengatahui dan memahami prinsip kerja encoder

3) Mengetahui bentuk pengaplikasian encoder-decoder

4) Menyelesaikan Latihan soal 7.7

2. Alat dan Bahan (DAFTAR ISI)

1) Encoder 74LS147

2) Decoder 4511

3) Gerbang Logika NOT

4) Seven Segment

5) Logic State

3. Dasar Teori (DAFTAR ISI)

1) Encoder 74LS147

Encoder adalah kebalikan dari decoder, encoder 10 line (desimal) ke BCD 74147 adalah sebuah chip IC yang berfungsi untuk mengokdekan 10 line jalur input (desimal) menjadi data dalam bentuk BCD (Binary Coded decimal). IC encoder 74147 merupakan encoder data desimal menjadi data BCD dengan input aktif LOW dan output 4 bit BCD aktif LOW. Encoder desimal ke BCD ini sering kita perlukan pada saat perancangan suatu perangkat digital dan kita mengalami kekurangan port atau jalut untuk input saklarnya. IC encoder 74147 merupakan IC dalam keluarga TTL yang bekerja dengan tegangan sumber + 5 volt DC.

Konfigurasi pin

Tabel Kebenaran

2) Decoder 4511

Dekoder 4511 adalah dekoder BCD ke penampil tujuh segmen katoda bersama yang dapat memberikan bentuk tampilan pada peraga tujuh segmen sesuai dengan data BCD 4-bit pada terminal data masukan. Bentuk tampilan yang dapat dihasilkan dari dekoder BCD ke tujuh segmen 4511 ditunjukan pada gambar berikut.

Gambar Bentuk Tampilan Peraga Tujuh Segmen Dengan Dekoder 4511.

Fungsi dari dekoder 4511 untuk mengubah data digital dalam format BCD untuk ditampilkan dalam format angka desimal secara visual. Keluaran sistem digital pada umumnya berupa kode BCD, agar dapat menampilkan nilai kode biner tersebut ke dalam tampilan desimal maka diperlukan dekoder BCD ke tujuh segmen untuk menyalakan masing-masing segmen pada penampil.

IC dekoder BCD ke penampil 7 segmen tipe 4511 memiliki beberapa bagian internal dengan bentuk diagram blok fungsionalnya ditunjukan pada gambar berikut :

Pada dekoder 4511 dilengkapi dengan fasilitas Lamp Test, Blanking Input, dan Enable Latch () yang fungsinya adalah sebagai berikut.

Lamp Test, berfungsi untuk menyalakan semua peraga tujuh segmen tanpa terpengaruh oleh perubahan data masukan saat pada terminal Lamp Test () diberikan logika rendah (logika 0).
Blanking Input, berfungsi untuk memadamkan semua peraga tujuh segmen tanpa terpengaruh data masukan saat pada terminal Blanking Input () diberikan logika rendah (logika 0).
Enable Latch, berfungsi untuk menahan tampilan peraga tujuh segmen saat pada terminal Enable Latch () diberikan logika rendah (logika 0) walaupun terjadi perubahan data masukan.

3) Gerbang Logika NOT

Gerbang NOT sering juga disebut sebagai rangkaian inventer (pembalik). Gerbang NOT merupakan gerbang di mana keluarannya akan selalu berlawanan dengan masukannya. Bila pada masukan diberikan tegangan, maka transistor akan jenuh dan keluaran akan bertegangan nol. Sedangkan bila pada masukannya diberi tegangan tertentu, maka transistor akan cut off, sehingga keluaran akan bertegangan tidak nol.

Lambang :

Bila kita memasukkan pada masukan A suatu logis 1 maka akan kita peroleh logis yang berlawanan atau suatu logis 0 pada keluaran Y. Dapat kita katakan bahwa pembalik mengkomplemenkan atau membalik masukan.

Tabel Kebenaran :

4) Seven Segment

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.

Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.

Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.

Tabel Pengaktifan Seven Segment Display

4. Percobaan

1) Prosedur Percobaan (DAFTAR ISI)

• Siapkan aplikasi proteus

• Cari semua alat dan bahan pada library proteus

• Rangkailah sesuai pada gambar rangkaian percobaan

• Jalankan simulasi

2) Rangkaian Dalam

3) Tabel Kebenaran

4) Prinsip Kerja

Prinsip kerja rangkaian ic 7442 : rangkaian ic 7442 adalah salah satu jenis decoder yang memiliki 4 input sebagai angka biner dan 10 ouput sebagai angka decimal 0 sampai 9, serta 1 ground dan 1 vcc, pada rangkaian dalam terdapat inverter dan gerbang nand sebagai logic hitungannya. Pada saat keempat input bernilai 0 maka output 0 bernilai 0 (low) dan yang lainnya bernilai 1(high) dan seterusnya.

5. Video Simulasi (DAFTAR ISI)

6. Download File (DAFTAR ISI)

Download HTML

Download Rangkaian

Download Video Rangkaian

Download Datasheet Encoder 74LS147

Download Datasheet Decoder 4511

Download Datasheet Gerbang Logika NOT

Download Datasheet Seven Segment

Menuju Awal

Sub-Chapter 7.6

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan [kembali]

Mampu membuat aplikasi carry propagation
Memahami fungsi komponen pada carry propagation

2. Alat dan Bahan [kembali]

1. Gerbang AND (AND Gate)

Gerbang AND termasuk yang paling sederhana diantara lainnya, dimana gerbang ini membutuhkan dua input untuk menghasilkan satu output. Sistemnya terdiri dari 0 dan 0 akan menghasilkan 0, 1 dan 0 akan menghasilkan 0, 1 dan 1 akan menghasilkan 1.

2. Gerbang OR (OR Gate)

Selanjutnya terdapat Gerbang OR atau OR Gate, gerbang ini sebenarnya hanya berbeda sedikit dari AND. Karena ia memiliki konfigurasi input 0 dan 0 akan menghasilkan 0, 0 dan 1 akan menghasilkan 1, 1 dan 0 akan menghasilkan 1, lalu 1 dan 1 akan menghasilkan 1.

Gerbang ini biasa digunakan untuk melengkapi sebuah sistem digital, dimana ia berfungsi agar sistem digital memiliki opsi yang lebih luas terhadap sistem geraknya

3. Gerbang X-OR (X-OR Gate)

Ada juga versi Gerbang X-OR atau bisa disebut Exclusive OR, seperti namanya ia adalah versi pengembangan dari Gerbang OR. Konfigurasinya sendiri terdiri dari input 0 dan 0 menjadi 0, 0 dan 1 menjadi output 1, 1 dan 0 menjadi 1, lalu 1 dan 1 menjadi 0.

4. Logic Probe

Logic probe atau logic tester adalah alat yang biasa digunakan untuk menganalisa dan
mengecek status logika (High atau Low) yang keluar dari rangkaian digital. Objek yang diukur
oleh logic probe ini adalah tegangan oleh karena itu biasanya rangkaian logic probe harus
menggunakan tegangan luar (bukan dari rangkaian logika yang ingin diukur) seperti baterai. Alat
ini biasa digunakan pada IC TTL ataupun CMOS (Complementary metal-oxide semiconductor).

5. Logicstate

Alat yang digunakan untuk memasukkan input logika (Boolean 1 dan 2) masukan.

3. Dasar Teori [kembali]

Carry lookahead adder adalah rangkaian adder yang lebih cepat dalam melakukan penjumlahan biner dengan menggunakan konsep Carry Generate dan Carry Propagate. CLA disebut sebagai penerus ripple carry adder. Sirkuit CLA meminimalkan waktu tunda propagasi melalui implementasi sirkuit kompleks yang terjadi selama penambahan ini dirancang dengan mengubah rangkaian adder pembawa riak (ripple-carry adder) sedemikian rupa sehingga logika carry penambah diubah menjadi logika dua tingkat.

Dalam kasus penjumlah paralel, penambahan biner dari dua angka dimulai ketika semua bit dari augend dan tambahan harus tersedia pada saat yang sama untuk melakukan perhitungan. Dalam rangkaian penambah paralel, keluaran pembawa dari setiap tahap penambah penuh dihubungkan ke masukan pembawa dari tahap orde tinggi berikutnya, oleh karena itu disebut juga sebagai penambah tipe pembawa riak.

Dalam rangkaian penambah seperti itu, tidak mungkin untuk menghasilkan jumlah dan keluaran keluaran dari setiap tahap sampai pengangkutan masukan terjadi. Sehingga akan terjadi tunda waktu yang cukup besar pada proses penambahan , yang dikenal dengan , tunda propagasi carry. Dalam rangkaian kombinasional apa pun, sinyal harus merambat melalui gerbang sebelum jumlah keluaran yang benar tersedia di terminal keluaran.

Pertimbangkan gambar di atas, di mana jumlah S4 dihasilkan oleh penambah penuh yang sesuai segera setelah sinyal input diterapkan padanya. Tetapi input carry C4 tidak tersedia pada nilai kondisi tunak akhirnya sampai carry c3 tersedia pada nilai kondisi tunaknya. Demikian pula C3 tergantung pada C2 dan C2 pada C1. Oleh karena itu, carry harus merambat ke semua tahapan agar output S4 dan carry C5 menyelesaikan nilai kondisi tunak akhirnya.

Waktu propagasi sama dengan delay propagasi dari gerbang tipikal dikalikan dengan jumlah level gerbang di sirkuit. Misalnya, jika setiap tahap penambah penuh memiliki penundaan propagasi 20n detik, maka S4 akan mencapai nilai akhir yang benar setelah 80n (20 × 4) detik. Jika kita memperpanjang jumlah tahapan untuk menambahkan lebih banyak jumlah bit maka situasi ini menjadi jauh lebih buruk.

Jadi kecepatan jumlah bit yang ditambahkan dalam penambah paralel tergantung pada waktu propagasi carry. Namun, sinyal harus disebarkan melalui gerbang pada waktu yang cukup untuk menghasilkan keluaran yang benar atau diinginkan.

Pertimbangkan rangkaian adder penuh yang ditunjukkan di atas dengan tabel kebenaran yang sesuai. Jika kita mendefinisikan dua variabel sebagai carry generate Gi dan carry propagate Pi maka,

Jumlah keluaran dan keluaran carry dapat dinyatakan dalam bentuk carry generate Gi dan carry propagat Pi sebagai

di mana Gi menghasilkan carry ketika kedua Ai dan Bi adalah 1 terlepas dari input carry. Pi dikaitkan dengan propagasi carry dari Ci ke Ci + 1.

Fungsi carry output Boolean dari setiap tahap dalam 4 tahap carry look-ahead adder dapat dinyatakan sebagai:

C2 = G1 +P1C1

C3 = G2 +P2C2 = G2 +P2G1 +P1C1 = G2 +P2G1 +P1P2C1

C4 = G3 +P3C3 = G3 +P3G2 +P2G1 +P1P2C1

C4 = G3 +P3G2 +P3P2G1 +P1P2P3C1

Dari persamaan Boolean di atas kita dapat mengamati bahwa C4 tidak harus menunggu C3 dan C2 untuk menyebar (propagate) tetapi sebenarnya C4 disebarkan pada saat yang sama dengan C3 dan C2 . Karena ekspresi Boolean untuk setiap keluaran carry adalah jumlah produk sehingga ini dapat diimplementasikan dengan satu tingkat gerbang AND diikuti oleh gerbang OR.

Implementasi tiga fungsi Boolean untuk setiap output carry (C2 , C3 dan C4) untuk generator carry look-ahead carry ditunjukkan pada gambar di bawah.

Example 7.7

If the CARRY GENERATE Gi and CARRY PROPAGATE Pi are redefined as Pi = Ai + Bi) and Gi = AiBi show that the CARRY output Ci+1 and the SUM output Si of a full adder can be expressed by the following Boolean functions:

jawab:

Analisis Kompleksitas Waktu :

Kita bisa menganggap carry look-ahead adder terdiri dari dua bagian.

Bagian yang menghitung carry untuk setiap bit.
Bagian yang menambahkan bit input dan carry untuk setiap posisi bit.

Keuntungan dan Kerugian dari Carry Look-Ahead Adder :

- Keuntungan

Penundaan propagasi berkurang.
Memberikan logika penambahan tercepat.

- Kekurangan

Sirkuit penambah Carry Look-ahead menjadi rumit karena jumlah variabel meningkat.
Sirkuit ini lebih mahal karena melibatkan lebih banyak perangkat keras.

4. Percobaan [kembali]

a. Prosedur percobaan

1. Buka aplikasi proteus

2. Pilih komponen yang dibutuhkan, yaitu gerbang XOR, Gerbang AND, dan gerbang OR.

3. Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan

4. Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan

5. Jalankan simulasi rangkaian

b. Gambar Rangkaian

gambar 1

gambar 2

gambar 3

gambar 4

gambar 5

b. Prinsip kerja

Rangkaian carry look-ahead adder jika dilihat pada rangkaian tabel kebenaran menggunakan 2 gerbang XOR dimana gerbang XOR merupakan gerbang OR yg ekslusif menggunakan prinsip penjumlahan namun gerbang XOR ini jika hasil penjumlahan bernilai genap maka outputnya akan berlogika 0 dan jika hasil penjumlahannya bernilai ganjil maka akan berlogika 1 output yang dihasilkan, 2 gerbang AND menggunakan prinsip perkalian, dan 1 gerbang OR menggunakan prinsip penjumlahan. Ada 3 kondisi yang dihasilkan ketika input diatur pada logicstate sedemikian rupa. Jika input A, B, C adalah 0, 0, 0, 0 maka output di Ci+1 adalah 0 maka kondisi ini adalah no carry generate artinya tidak dihasilkan carry. Kemudian untuk kondisi selanjutnya jika input A, B, C adalah 0, 1, 1 maka output di Ci+1 adalah 1 maka kondisi ini adalah no carry propagate artinya tidak ada carry yang disebarkan. Kemudian untuk kondisi selanjutnya jika input A, B, C adalah 1, 1, 0 atau 1, 1, 1 maka output di Ci+1 adalah 1 maka kondisi ini adalah carry generate artinya carry yang dihasilkan.

5. video [kembali]

6. link download [kembali]