TUMPUKAN
Konsep Teknik Digital
KONSEP TEKNIK DIGITAL MELIPUTI Presentasi numeris.
Sistem digital dan sistem analog.
Sistem bilangan biner.
Presentasi besaran bilangan biner.
Rangkaian digital
Memori
Komputer digital.
PRESENTASI NUMERIS
Presentasi numeris berhubungan dengan besaran.
Ada 2 jenis presentasi numeris suatu besaran
Presentasi besaran secara analog.
Presentasi besaran secara digital.
Presentasi besaran secara analog :
suatu besaran dipresentasikan dalam besaran lain secara
proporsional.
Contoh:
Speedometer( gerakan jarum penunjuk.
Thermostat( bengkokan batang bimetal.
Mikropon( tegangan keluaran
Sifat besaran analog ( suatu jangkauan kontinyu.
Presentasi besaran secara digital :
suatu besaran dipresentasikan dalam besaran lain secara tidak
proporsional, tetapi dengan menggunakan simbol yang disebut dengan
digit.
Contoh:
Jam digital(penampil (detik, menit, jam) berubah secara
gradual/step.
Sifat besaran digital( diskrit (tak kontinyu).
Sistem Digital dan Sistem Analog
Sistem Digital
Sistem digital adalah kombinasi beberapa peralatan elektronis,
mekanis, photoelektris dan lain-lain yang dalam unjuk kerjanya
menggunakan besaran digital.
Misalnya : komputer digital, voltmeter digital.
Keuntungan sistem digital.
Mudah diprogram ulang (programmable).
Mempunyai kemampuan menyimpan (memory).
Mudah dimanipulasi.
Mudah dibaca (pada sistem penampil digital).
Akurasi lebih baik dibanding sistem analog.
Sistem Analog
Sistem analog adalah sistem yang mengolah besaran analog secara
langsung.
Misalnya : Radio AM/FM broadcast, tape recorder dll.
Keuntungan : tanggapan (response) terhadap fluktuasi sinyal
lebih baik daripada sistem digital.
Dalam praktek, sebagian besar besaran adalah analog (misalnya
dalam pengukuran dan pengendalian), sehingga diperlukan teknik
penggabungan untuk mendapatkan keuntungan dari sistem analog dan
sistem digital, atau yang disebut dengan sistem hybrid.
Misalnya dalam proses pengendalian seperti pada bagan
berikut:
Sistem Bilangan
Sistem bilangan yang digunakan pada sistem digital:
Sistem bilangan desimal.
Sistem bilangan biner.
Sistem bilangan oktal.
Sistem bilangan heksadesimal.
Sistem Bilangan Desimal
Sistem bilangan dasar 10 yang biasa digunakan.
Misal:
234(bobot (2 x 102) + (3 x 101) + (4 x 100)
Sistem bilangan desimal terdiri dari 10 simbol karakter numerik,
yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 dan 9. Cacahan bilangan
desimal:
101(terdiri dari angka cacahan 0 - 9102(terdiri dari angka
cacahan 0 - 99103(terdiri dari angka cacahan 0 - 999angka cacahan
terbesar = 10n 1
Sistem Bilangan Biner
Sistem bilangan desimal sulit diimplementasikan dalam perangkat
elektronis (tidak praktis membuat 10 level tegangan yang berbeda
untuk mempresentasikan karakter 0-9), sehingga sistem desimal tidak
digunakan secara luas dalam sistem digital.
Sistem bilangan biner mudah diimplementasikan dan sederhana
karena hanya terdiri dari 2 level tegangan untuk mempresentasikan
karakter 0 dan 1.
Misalnya :
karakter 0 ( tegangan 0 volt ( mati
karakter 1 ( tegangan 5 volt ( hidup
Contoh sistem bilangan biner
1001(bobot (1x23)+(0x22)+(0x21)+(1x20)
8 + 0 + 0 + 1 = 9 Sistem bilangan desimal terdiri dari 2 simbol
karakter numerik, yaitu 0 dan 1.
Cacahan bilangan biner:
22(4 cacahan (002 112)
23(8 cacahan (0002 - 1112)
24(16 cacahan (00002 - 11112)
angka cacahan terbesar = 2n 1
Sistem Bilangan Oktal
Sistem bilangan dasar 8, misal:
234(bobot (2 x 82) + (3 x 81) + (4 x 80)
Terdiri dari 8 simbol karakter numerik, yaitu 0-7.
Cacahan bilangan desimal:
81(terdiri dari angka cacahan 0 - 782(terdiri dari angka cacahan
0 - 7783(terdiri dari angka cacahan 0 - 777angka cacahan terbesar =
8n 1
Sistem Bilangan Heksadesimal
Sistem bilangan dasar 16, misal:
234(bobot (2 x 162) + (3 x 161) + (4 x 160)
Terdiri dari 16 karakter numerik, yaitu 0-9, A, B, C, D, E dan
F.
Cacahan bilangan desimal:
161(terdiri dari angka cacahan 0 - F162(terdiri dari angka
cacahan 0 - FF163(terdiri dari angka cacahan 0 - FFFangka cacahan
terbesar = 16n 1
DesimalBinerOktalHex.
0000000
1000111
2001022
3001133
4010044
5010155
6011066
7011177
81000108
91001119
10101012A
11101113B
12110014C
13110115D
14111016E
15111117F
Tabel konversi bilangan
Bilangan Komplemen 2 (Twos Complement)
Bilangan komplemen 2 digunakan pada sistem bilangan biner yang
bertanda (signed), bertanda negatif & positif.
Tanda negatif direpresentasikan dengan nilai 1 pada bagian
bilangan yang paling berbobot (Most Significant Bit = MSB), digit
bilangan paling kiri, sehingga banyaknya bit pada bilangan ini
harus diketahui.
Tabel berikut adalah kemungkinan kombinasi bilangan biner 8 bit
komplemen 2.
DesimalBiner
1270111 1111
1260111 1110
......
10000 0001
00000 0000
-11111 1111
......
-1271000 0001
-1281000 0000
Konversi bilangan komplemen 2 ke desimal.
Misalnya untuk bilangan 12 bit
N = 0110 1100 10112 -2048 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1
0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1
= 0 +1024+512+ 0+128+64+ 0+ 0+8+0+2+1
= 173910N = 1110 1100 10112 -2048 1024 512 256 128 64 32 16 8 4
2 1
1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1
= -2048+1024+512+ 0+128+64+ 0+ 0+8+0+2+1
= -30910Operasi Aritmatika
1. Penjumlahan
1 1 111 163 1010 0011
45 0010 1101
208 1101 0000
1
170 1010 1010
132 1000 0100
30210010 1110
Penjumlahan pada bilangan bertanda (2s complement)
109 0110 1101
18 0001 0010
127 0111 1111 (127) (-106 1001 0110
97 0110 0001
-9 1111 0111 (-9) ( 1111
120 0111 1000
10 0000 1010
130 1000 0010 (-126) ( 1 11 111
-125 1000 0011
-97 1001 1111
-222 10010 0010 (34) ( 2. Pengurangan
0101 1
163 1010 0011
45 0010 1101
118 0111 1110
0 170 1010 1010
132 1000 0100
38 0010 0110
Pengurangan pada bilangan bertanda (2s complement)
0 0 0
109 0110 1101
-18 0001 0010
91 0101 1011 (91) ( 1 0
91 0101 1011
-124 1000 0100
215 1101 0111 (-41) ( 10000 011
-8 1111 1000
-3 1111 1101
-5 1111 1011 (-5) ( 001 0
-106 1001 0110
97 0110 0001
-203 0011 0101 (53) (
3. Perkalian
11 1011
9 1001
9 1011
9 0000
99 0000
1011
1100011 198 11000110
209 11010001
1782 11000110
396 11000110
41382 11000110
11000110
1010000110100110
3. Pembagian
17 10001
13 233 1101 11101001
13 1101
103 11001
91 1101
12 1100
85 1010101
29 2469 11101 100110100101
232 11101
149 100110
145 11101
4 100101
11101
100001
11101
100
Presentasi Bilangan Biner
Besaran biner dapat dipresentasikan pada alat yang mempunyai dua
keadaan (kondisi), misalnya
Bola lampu( mati atau nyala
Diode
( menghantar atau tidak menghantar
Transistor( cut off atau saturasi
Relay
( energized atau deenergized
Thermostat( buka atau tutup
Dalam sistem elektronika digital, biner dipresentasikan dalam
level tegangan, yaitu
Biner 0 ( tegangan 0 volt
Biner 1( tegangan 5 volt
Karena adanya beberapa variasi pada rangkaian elektronis, maka
biner 0 dan 1 dipresentasikan dalam jangkauan (range) tegangan,
sehingga dalam sistem digital harga sebenarnya/eksak tegangan tidak
terlalu penting.
Rangkaian Digital
Untuk keperluan presentasi bilangan biner diperlukan:
Rangkaian elektronis yang dapat menghasilkan 2 level tegangan
secara simultan.
Akurasi level tegangan biner.
Respon masukan yang cepat.
Tunda (delay) rambatan keluaran yang kecil.
Untuk memudahkan operasi, rangkaian digital didisain menjadi
beberapa fungsi yang disebut rangkaian logika (logic circuit),
sebagai contoh gerbang AND, OR, dll.
Beberapa teknologi semikonduktor yang digunakan dalam IC
digital, antara lain:
TTL (Transistor-transistor Logic)
CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)
ECL (Emitter Coupled Logic)
Presentasi Pararel dan Serial
Beberapa keluaran rangkaian digital ditransmisikan ke rangkaian
digital lain dengan menggunakan dua cara, yaitu secara serial dan
paralel.
Transmisi pararel : beberapa n bit ditransmisikan secara
bersamaan pada n buah saluran.
Saluran transmisi
20AA
21BB
22CC
23DD
Transmisi serial : beberapa n bit ditransmisikan secara
berurutan pada 1 buah saluran.
20ASaluran transmisi
21BD C B A
22C
23D
Memory
Salah satu keunggulan sistem digital dibanding sistem analog
adalah kemampuan untuk mengingat (memory), baik secara permanen
atau sementara.
Komputer Digital
Komputer adalah suatu perangkat keras (hardware) yang dapat
menjalankan fungsi operasi aritmatika, manipulasi data dan membuat
suatu keputusan.
Komputer digital bekerja menurut instruksi/perintah opcode
(object code) yang diberikan. Beberapa perintah/intruksi yang
digabung disebut program.
Bagan komputer secara sederhana disajikan pada gambar dibawah
ini
: aliran informasi data
: aliran kendali
Keterangan gambar:
Unit Input : tempat untuk memasukkan instruksi/ perintah dan
data ke dalam komputer, misalnya card reader, tape magnetik,
keyboard.
Unit Output : tempat untuk menampilkan hasil ke operator,
misalnya monitor, printer.
Control Unit (CU) : tempat instruksi diintegrasikan dan
menghasilkan sinyal kendali untuk mendukung instruksi tersebut.
Aritmathic Logic Unit (ALU) : tempat operasi logika dan operasi
aritmatika.
Memory : Tempat untuk menyimpan data, instruksi, hasil suatu
operasi.
Biner 1
digital
analog
Proses
Value
terkendali
controller
D
A
C
prosesor
A
D
C
sensor
Proses
Value
(analog)
efisiensi
dan akurasi
Besaran :
a, v, t,
m, dll.
ditampilkan dan
dikendalikan
dimonitor,
diukur,
direkam dan
dimanipulasi
Biner 0
5V
3V
0,8V
0V
Tidak digunakan
4V
0V
0
0
1
1
Rangkaian
memory
Rangkaian
tanpa memory
EMBED Visio.Drawing.6
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
x
x
x
+
x
+
+
+
+
+
+
+
X
+
(
X
+
(
(
+
+
-
-
-
X
(
X
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Teknik Digital, I. KONSEP TEKNIK DIGITALI-11
_1263626785.vsdInput
memory
output
ALU
CU
keoperator
darioperator
