TEKNIK DIGITAL

TEKNIK DIGITALWISNUGROHO (014.11.048) AKADEMI TEKNIK ELEKTROMEDIK SEMARANG2013

SISTEM BILANGANGERBANG LOGIKAPENCACAHTEKNOLOGI LOGIKAALJABAR BOOLEFLIP - FLOPENCODER-DECODER & MULTIPLEXER-DEMULTIPLEXERMESIN SEKUENSIALREGISTERDAFTAR ISI SISTEM BILANGAN

BILANGAN DESIMALBILANGAN HEXADESIMALBILANGAN OKTALBILANGAN BINERBilangan Desimal

(Bilangan Berbasis 10) Dasar dari semua Bilangan dan Angka, didalam sistem bilangan berbasis 10 setiap posisinya berbeda 10 kali. Perbedaan angka 0, 1, 2, 3 , 4, 5, 6, 7, 8, 9 setiap angka akan memiliki bobot dengan faktor berbasis kelipatan 10

Bilangan Biner

(Bilangan Berbasis 2) Elektronika digital menggunakan sistem bilangan biner bilangan berbasis 2 hanya menggunakan digit 1 dan 0. 1 dan 0 disebut binary digit atau bit, Bit 0 dinyatakan sebagai tegangan rendah (LOW), sedangkan bit 1 dinyatakan sebagai tegangan tingggi (HIGH)

Bilangan Oktal

(Bilangan Berbasis 8) Sistem bilangan oktal menggunakan delapan angka yang diperkenankan adalah 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, dan 7.

Bilangan Hexadesimal

(Bilangan Berbasis 16) Bilangan Hexadesimal atau Hex (sering disebut dengan Hexa) bilangan ini menggunakan angka dari 0 sampai 9 dan dilanjutkan dengan (Huruf A sampai F yang memiliki nilai 10 sampai 15) Tabel Sistem Bilangan Desimal Biner Hexadesimal Oktal 0 0 0 01 01 1 12 010 2 23 011 3 34 0100 4 45 0101 5 56 0110 6 67 0111 7 78 1000 8 109 1001 9 1110 1010 A 1211 1011 B 1312 1100 C 1413 1101 D 1514 1110 E 1615 1111 F 1716 1 0000 10 2017 1 0001 11 2118 1 0010 12 2219 1 0011 13 2320 1 0100 14 25

Dan seterusnya ...Sistem Bilangan BCD

( Binary Code Desimal ) yaitu bilangan desimal yang terkode bilangan biner) digunakan untuk menyatakan setiap 10 angka desimal sebagai kode 4-bit. Bentuk sebuah angka BCD, secara sederhana mengubah setiap angka desimal ke bentuk kode biner 4-bit. Misal : Bilangan desimal 258 ke BCD 2 = 0010 5 = 0101 8 = 1000 Maka hasil yang didapat 0010 0101 1000 BCD Perbandingan Sistem BilanganDalam untuk membantu melakukan proses pengubahan bilangan yang satu ke bilangan yang lainnya, terkadang ragu jika hal ini dilakukan secara berulang-ulang dalam jangka waktu yang lama pasti tejadi kesalahan. Dalam hal ini suatu cara untuk membantu dalam mengatasi problem ini dengan menggunakan Segitiga Konversi (Pengubah Bilangan)

Segitiga Konversi (Pengubahan Bilangan)BinerHexaDesimalOktaluntuk membantu melakukan proses pengubahan bilangan yang satu ke bilangan yang lainnya segi tiga ini hanyalah bersifat khayal atau hanya ada dalam ingatan kita.KONVERSI BILANGAN1.KONVERSI DESIMAL : BINER , OKTAL 2.KONVERSI BINER : OKTAL , HEXA3.KONVERSI HEXA : DESIMAL 1.KONVERSI DESIMAL : BINER , OKTAL

UNTUK MENGUBAH BILANGAN DESIMAL KE BINER DILAKUKAN DENGAN CARA MEMBAGI DENGAN 2 SECARA TERUS-MENERUS KEMUDIAN TULIS HASIL BAGI DAN SISANYA TIAP PEMBAGIAN DILAKUKAN.CONTOH 1 : BILANGAN DESIMAL 14 MENJADI BINER 14 : 2 = 7 SISA 0 7 : 2 = 3 SISA 1 3 : 2 = 1 SISA 1 1 : 2 = 0 SISA 1 0 : 2 = 0 SISA 0 JADI HASIL BILANGAN DESIMAL 14 KE BINER ADALAH 1110 BILANGAN BINER

UNTUK MENGUBAH BILANGAN DESIMAL KE BILANGAN OKTAL DILAKUKAN DENGAN CARA MEMBAGI DENGAN 8 SECARA TERUS MENERUS KEMUDIAN TULIS HASIL BAGI DAN SISANYA TIAP PEMBAGIAN DILAKUKAN . CONTOH 2 : BILANGAN DESIMAL 1059 MENJADI OKTAL 1059 : 8 = 132 SISA 3 132 : 8 = 16 SISA 4 16 : 8 = 2 SISA 0 2 : 8 = 0 SISA 2 JADI HASIL DESIMAL 1059 KE OKTAL ADALAH 2043 BILANGAN OKTAL2.KONVERSI BINER : OKTAL , HEXA

KONVERSI DARI BINER KE OKTAL BERUPA PENGELOMPOKAN POSISI BINER DALAM KELOMPOK TIGA-TIGA YANG DIMULAI DARI KANAN KE KIRI .CONTOH 1: BINER KE OKTAL 101 011 111 001

5 3 7 1 JADI HASIL BILANGAN BINER 101 011 111 001 KE OKTAL ADALAH 5371 BILANGAN OKTAL

CONTOH 2: BINER KE HEXA KONVERSI DARI BINER KE HEXA BERUPA PENGELOMPOKAN POSISI BINER DALAM KELOMPOK EMPAT-EMPAT YANG DIMULAI DARI KANAN KE KIRI 0010 1101 0110 1100 1011

2 D 6 C BJADI HASIL BILANGAN BINER 0010 1101 0110 1100 1011 KE HEXA ADALAH 2D6CB BILANGAN HEXA3.KONVERSI HEXA KE : DESIMAL

KONVERSI CARA MENGUBAH HEXA KE DESIMAL DENGAN PROSES SEDERHANA CONTOH: BILANGAN HEXA 8F2 8 F 2 2 . 160 = 2 . 1 = 2 F . 161 = 15 . 16 = 240 8 . 162 = 8 . 256 = 2048

JUMLAH = 2290 Bilangan Desimal KONVERSI BCD KE 7SEGMEN0000011111101000101100002 00101101101300111111001401000110011501011011011601100011111701111110000810001111111910011110011 BCD 7-SEGMEN abcd abcdefgDESIMAL

GAMBAR RANGKAIAN 7SEGMENGERBANG-GERBANG LOGIKA GERBANG-LOGIKA KOMBINASIONAL GERBANG-LOGIKA DASAR GERBANG-GERBANG LOGIKA DASAR

Aljabar Boole diwujudkan berupa sebuah piranti atau sistem yang disebut dengan Gerbang Logika. Gerbang Logika adalah blok bangunan dasar untuk membentuk rangkaian elektronika digital,Sebuah gerbang logika memiliki beberapa masukan tetapi hanya memiliki satu keluaran. Keluarannya akan HIGH (1) atau LOW (0) tergantung pada level digital pada terminal masukan.GERBANG-GERBANG LOGIKA DASAR

GERBANG LOGIKA ORGERBANG LOGIKA ANDGERBANG LOGIKA NOTGerbang Logika OR (OR Gate Logic)Gerbang OR memiliki dua atau lebih isyarat masukan (input) tetapi hanya satu isyarat keluaran (output). Jika salah satu isyarat masukannya 1, maka sinyal keluaran adalah 1.

Dimana Y akan 1 (High) jika masukan A atau masukan B adalah 1 (High), atau kedua-duanya yaitu masukan A dan B adalah 1 (High).

Input AInput B

Output YY = A + BINPUTOUTPUTABY000101011111Gerbang Logika AND (AND Gate Logic)Gerbang logika AND yang memiliki dua masukan input yaitu input A dan input B. Operasi dari gerbang ini yaitu output Y atau keluaran Y akan menjadi 1 (High) jika kedua isyarat inputnya dalam keadaan 1 (High).

Input AInput B

Output YY = A . BDimana Y akan 1 (High) jika masukan A atau masukan B adalah 1 (High).INPUTOUTPUTABY000100010111Gerbang Logika NOT (Inverter) atau Pembalik atau ComplementGerbang logika inverter yang sering disebut gerbang logika NOT adalah sebuah gerbang logika yang memiliki hanya stu input dan hanya satu output, fungsinya sebagai pembalik.

Sering dibaca: Y= Not AGaris yang terdapat di atas huruf A disebut dengan garis pembalik (Bar inversion) yang digunakan untuk menunjukkan komplemen.

Y = A INPUT AOUTPUT Y0110

GERBANG-GERBANG LOGIKA KOMBINASIONAL

GERBANG NOR (NOT-OR)GERBANG NAND (NOT-AND)GERBANG EXOR (Exlusive-OR) GERBANG EXNOR (Exlusive-NOR)

Gerbang logika NOR adalah sebuah gerbang logika kombinasi yang sama operasinya dengan gerbang logika dasar OR, tetapi bagian outputnya (keluarannya) dibalik dengan gerbang inverter (NOT).

Pada gambar di atas, simbol segitiga dengan lingkaran kecil untuk inverter telah dihilangkan dan diganti dengan sebuah lingkaran kecil atau sebuah gelembung (buble)Gerbang Logika Nor (NOT-OR)

(a)(b)Y = A + BABY001100010110Gerbang Logika NAND (NOT-AND)Gerbang logika NAND terdiri dari kombinasi atau gabungan dari gerbang logika NOT dan AND. Sering disebut juga gerbang logika NAND. Gerbang logika NAND juga memiliki struktur logika yang sama dengan gerbang logika AND, yaitu memiliki dua masukan atau lebih tetapi hanya memiliki satu keluaran saja.

(a)(b)A B Y = A.B0 0 1 0 10 1 1 1 0Gerbang Logika EXOR (EXCLUSIVE-OR)

JIKA SALAH SATU DARI KEDUA INPUTNYA HIGH (bukan kedua-duanya) maka output X akan HIGHJIKA KEDUA INPUTNYA BERNILAI LOW SEMUA / HIGH SEMUA MAKA OUTPUT AKAN LOW

X = AB + AB

Gerbang Logika EXNOR (EXCLUSIVE-NOT-OR)JIKA SALAH SATU DARI KEDUA INPUT HIGH BUKAN KEDUA-DUANYA MAKA OUTPUT X AKAN LOWJIKA KEDUA INPUTNYA BERNILAI LOW SEMUA ATAU HIGH SEMUA MAKA OUTPUTNYA X AKAN HIGH

X = A B + AB

ALJABAR BOOLE

Hukum aljabar Boole pada dasarnya tak jauh berbeda dengan aljabar biasa. Beberapa dasar aljabar Boole memiliki sifat yang sama dengan aljabar biasa, contohnya adalah kepemilikannya atas sifat komutatif, asosiatif, dan distributif.

Hukum Komutatif Gerbang ORDalam aljabar Boole Gerbang OR memiliki kesamaan dengan aljabar biasa. Gerbang OR dengan 2 masukan tertentu, yaitu A dan B, dapat dipertukarkan tempatnya dan dapat mengubah urutan sinyal-sinyal masukan. Perubahan tersebut tidak akan mengubah keluarannya. Persamaan Boolean dapat ditulis: A+B= B+A= Y A + B = Y B + A = Y

ABYBAY000000011011101101111111Hukum Komutatif Gerbang ANDGerbang AND dengan 2 masukan tertentu, yaitu A dan B, dapat ditukar tempatnya dan dapat diubah urutan sinyal-sinyal masukannya.Perubahan tersebut tidak akan mengubah keluarannya .Dalam hukum pesamaan Boolean, hal ini ditulis sebagai berikut: A . B = B. A = Y

B. A = Y B. A = Y

ABYBAY000000011010101100111111Hukum Asosiatif Gerbang ORGerbang OR dengan 2 masukan tertentu, yaitu A dan B, dapy dikelompokkan tempatnya dan dapat diubah urutan sinyal-sinyal masukannya.Perubahan tersebut tidak akan mengubah keluarannya.Dalam hukum, persamaam boolean ditulis: A + (B + C) = (A + B) + C atau A + B + C = Y

ABCY00000011010101111001101111011111

Hukum Asosiatif Untuk Gerbang ANDGerbang AND dengan 3 masukan tertentu, yaitu A,B dan C, dapat dikelompokkan tempatnya dan dapat diubah urutan sinyal-sinyal masukannya.Perubahan tersebut tidak akan mengubah keluarannya. A . (B. C) = (A . B) . C atau Y = A . B . C

ABCY00000010010001101000101011001111

Hukum DistributifGerbang AND dan OR dengan masukan-masukan tertentu, yaitu A, B, dan C, dapat disebar tempatnya dan dapat diubah urutan sinyal-sinyal masukannya.Perubahan tersebut tidak akan mengubah keluarannya. Dalam hukum boolean persamaan ditulis : A . (B + C) = Y

ABCY00000010010001101000101111011111 Sifat-sifat khusus aljabar boole dalam Gerbang OR Kaidah pertama : A + 0 = A

Kaidah kedua : A + 1 = 1

Kaidah ketiga : A + A = A

Kaidah keempat : A + A = 1A1Y011111AAY000111 AAY011101AOY000101

Sifat-sifat Khusus Hukum Aljabar Boole Gerbang ANDKaidah pertama: A . 0 = 0

Kaidah kedua: A . 1 = A

Kaidah ketiga: A . A = A

Kaidah keempat: A . A = 0 A0Y000100A1Y010111AAY000111AAY010100

TEKNOLOGI LOGIKA

Dua teknologi dasar dalam industri IC digital adalah bipolar pada satu serpih (chip), dan yang kedua adalah MOSFET. Teknologi bipolar lebih cocok untuk produksi SSI dan MSI yang lebih cepat operasinya. Teknologi MOS mendominasi bidang SSI sebab dengan ini jumlah MOSFET yang lebih besar dapat dikemas daalm ukuran serpih yang sama, selain itu kebutuhan daya yang sangat rendah memberikan keunggulan tersendiri bagi CMOS. Teknologi Logika RTL (Resistor Transistor Logic)DTL (Dioda Transistor Logic)TTL (Transistor Transistor Logic)ECL (Emitter Clouped Logic)MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)SMD (Surface-Mount Device)Teknologi Penyolderan Pemeriksaan Kualitas Mutu

Resistor Transistor Logic (RTL)Keluarga RTL ini adalah bentuk rangkaian Logika yang pertama kali diperkenalkan transistor seperti sebuah saklar (switch) yang terbuka (open). Jika tegangan masukan tinggi atau High, transistor akan jenuh atau saturasi dan dioda LED akan menyala.

Diode Transistor Logic (DTL)Keluarga DTL merupakan keluarga piranti yang lebih dikenal canggih dan lebih cepat daripada keluarga RTL

Transistor-transistor Logic (TTL)Keterbatasan keluarga DTL mendorong orang untuk menciptakan suatu piranti digital dengan terkonogi yang lebih baik.Piranti TTL merupakan hasil dari pengembangan DTL.Keluarga TTL jauh lebih cepat, pemakaian dayanya lebih hemat dan kebal derau.

ECL (Emitter Clouped Logic)

IC Digital yang dirancang untuk aplikasi sistem atau peralatan berkecepatan sangat tinggi,IC dengan teknologi ECL tersedia dalam dua seri, yaitu IC ECL 1OK dan IC ECL 100K.

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)

MOSFET digunakan dalam keluarga yang lain dari IC CMOS, yaitu melingkupi PMOS dan NMOS.MOSFET lebih banyak digunakan sebagai memori skala besar dan kelebihan utama dari MOSFET daripada transistor adalah masukannya yang secara listrik diisolasi dari sela (rest).

SMD (Surface-Mount Device)

SMD merupakan suatu komponen elektronika yang memiliki teknologi dengan kepadatan yang tinggi dan lebih canggih dampaknya dapat mengurangi ukuran bentuk IC konvensional sebesar 70% dan seberat 90%. Jarak antara komponen semakin dekat, maka arus listrik yang digunakan semakin sedikit sehingga jarak tempuhnya semakin cepat.

Teknologi Penyolderan Proses penyolderan IC-IC SMT berbeda dengan IC DIP yang biasa kita kenal. IC-IC DIP yang disolder dengan cara memanaskan timah dengan energi listrik yaitu menggunakan solder listrik. Atau dapat juga menggunakan cara celup ke dalm timah yang cair. Proses penyolderan IC-IC SMT berbeda, karena IC-IC ini sangat kecil ukurannya. Karena itu cara yang digunakan berbeda bukan seperti cara tersebut. Penyolderan IC-IC SMT dilakukan dengan beberapa cara pilihan yaitu: Dipanggang dengan infra redPenyolderan dengan cara dikukus oleh uap (vapor phase soldering) Penyolderan dengan udara hangat yang mengalir berulang-ulang Penyoderan dengan sinar laser

Pemeriksaan Kualitas Mutu (Quality Control=QC) Pemeriksaan mutu ini tak bisa dilakukan dengan penglihatan mata, tetapi harus dengan menggunakan sistem robot yang dapat melihat. Teknologi penglihatan biasanya disebut dengan Digital Image Processing atau Pengolahan Citra Digital. Dengan teknologi ini mutu sambungan solder dapat diketahui dan digambarkan dalam 3 dimensi.

FLIP-FLOP

FLIP-FLOP RS (Reset Set Flip-Flop)FLIP-FLOP SR Terdetak (Clocked SR FF)FLIP-FLOP D (Data Flip-Flop/Delayed Flip-Flop)FLIP-FLOP JK

Flip-flop merupakan piranti yang memiliki dua keadaan stabil. Piranti ini akan bertahan pada salah satu dari dua keadaan itu sampai ada pemicu yang membuatnya berganti keadaan.Lambang dan Notasi

X1 Q

X2 Q Masukan Rangkaian Flip-Flop Keluaran Lambang Q dan Q (Q inverter selalu terbalik terhadap Q)

F FFlip-Flop RS (Reset Set Flip-Flop)Flip-flop SR disebut juga Penahan Transparan (Transparent Latches), karena keluaran flip-flop langsung menyebabkan tejadinya perubahan terhadap masukannya. Lambang dari Flip-Flop SR:

S S

R R

F F F FQQQQ

Flip-Flop SR Terdetak (Clocked SR-FF)

Pengoperasian Flip-flop SR Flip-flop SR terdetak bekerja dengan menggunakan sinyal pendetak . Jika sinyal pendetak berubah dari logika 0 menjadi 1, seketika masukan Set atau Reset akan ditanggapi , pengoperasian flip-flop terdetak disebut secara serempak/sinkron. Karena bekerjanya menyesuaikan dengan irama waktu pendetak. Tabel Kebenaran: S Q Clock

R Q

Nc: not condition (tidak ada perubahan)* : pacu (keadaan terlarang)

ClocksetresetQ000Nc001Nc010Nc011Nc100Nc10111100111*

Flip-Flop D (Data Flip-Flop/Delayed Flip-Flop)

Dengan melakukan perubahan (modifikasi) pada flip-flop SR maka didapatlah suatu jenis flip-flop yang baru yaitu: Flip-flop D ataulebih dikenal dengan penahan D (D Latch). Huruf D adalah singkatan dari Data, atau bisa juga Delayed (ditunda)

D Q

Tabel Kebenaran: Enable Q

Penahan D ini sam sekali tidak menggunakan sinyal kendali apapun. Rangkaian akan berada dalam keadaan set/reset dengan sendirinya sejalan dengan sinyal yang masuk pada D, yaitu 0 atau 1DQKeadaan00reset11set

Flip-Flop JK

Flip-flop JK sangat luas penggunaannya .Flip-flop JK dipakai pada setiap komputer digital maupun piranti-piranti digital lainnya . Dalam pemakaian bidang elektronika juga sangat banyak manfaatnya, misalnya sebagai pencacah frekuensi, pembagi frekuensi, pembangkit ragam-gelombang Kotak Simetri dan lain-lain.Flip-flop JK dibagi menjadi dua jenis, yaitu Flip-flop JK Pemicuan Tepi dan Flip-flop JK MS (Master-Slave) atau disebut juga flip-flop JK Majikan Budak.

Rangkaian Logika Flip-flop JK

J Q

K QTabel Kebenaran:ClkClockJKQKeadaan0XXXTidak ada keadaan apapun1XXXTidak ada keadaan apapunXXXTidak ada keadaan apapunxXXXTidak ada keadaan apapun010Reset101Set11ToggleREGISTER

Register Penyangga Data (Register Buffer)Register Buffer TerkendaliRegister Geser (Shift Register)Register Geser Terkendali (Controlled Shift Register)IC-IC Register Geser

Dalam register, data biner yang tersimpan dapat menetap tetapi banyak juga register yang berfungsi menyimpan dan menggeser data biner untuk operasi perhitungan.

Register adalah suatu kumpulan flip-flop yang dapat secara bersama sama menyimpan data biner dalam jumlah yang sangat banyak. Tetapi biasanya dikelompokkan berupa kelipatan 4 flip-flop dalam setiap register yang disebut dengan nibble .

RegisterGerbang LogikaFlip-flopSistem AnalogJadi register adalah suatu kumpulan flip-flop yang dapat menyimpan data biner. Register yang terdiri dari 4 bit disebut nibble dan jika terdiri dari 8 bit disebut byte. Selain kemampuannya dalam menyimpan data,register juga dapt menahan dan menggeser (shift) ke kiri dan ke kanan Register Penyangga Data (Register Buffer)

Register ini hanya terdiri dari kumpulan flip-flop D. Rangkaian register ini membuktikan bahwa suatu flip-flop D yang jumlahnya lebih dari satu dapat digabungkan atau dirangkai hingga menjadi register, sehingga dapat menyimpan data lebih banyak dari 1 bit. Sebuah register buffer menggunakan flip-flop D, IC 7474. X3 X2 X1 X0Q3 Q2 Q1 Q0

D3 D2 D1 D0

FFD 3 FFD 2 FFD 1 FFD 0

FFD: FLIP-FLOP D clock

Register Buffer Terkendali Register dapat menyimpan data lebih besar dari 1 bit, dalam hal ini 4bit, tetapi register tersebut hanya dapat menyimpan saja sederetan data-data biner, tanpa mampu mengendalikannya. Dengan mengembangkan suatu rancangan yang lebih baik, dapat dibangun suatu register buffer yang dilengkapi dengan sinyal kendali. Yang dimaksud adalah sinyal kendali LOAD dan CLEAR (RESET).

Register Geser (Shift Register)

Dasar dari register geser adalah menggeser data yang disimpannya. Sebagai contoh,sebuah registe geser 4-bit akan menggeser data biner yang saling berurutan sebanyak 4 posisi. Proses bergesernya data yang masuk ke dalm register terjadi sejalan dengan sinyal pendetak. Berikut ini langkah demi langkah kinerja dari register geser:1. Keadaan Tanpa Sinyal Masukan2. Keadaan dengan Sinyal Masukan pada Masukan3. Register Mengalami Keadaan Pergeseran Data4. Keadaan Menggeser Data secara Terus-Menerus5. Keadaa Register setelah Proses Pergeseran Data Selesai

Diagram register geser dengan menggunakan inputan Data Seri serta Clear/Reset dan Clock sebagai pendetak.Register Geser KiriRegister geser yang paling dasar dan sederhana adalah register geser ke kiri. Register ini terdiri dari hanya beberapa flip-flop D yang saling berhubungan. Flip-flop yang pertama, keluaran Q- nya memberi umpan kepada masukan dari flip-flop kedua. Kemudian keluaran Q dari flip-flop kedua memberi umpan kepada masukan flip-flop ketiga, dan seterusnya.

Register Geser KananRegister geser kanan menampilkan setiap keluaran Q mengaktifkan masukan D dari flip-flop sebelumnya. Setiap kali tepi naik dari sinyal pendetak itu tiba, bit-bit yang tersimpan bergeser satu posisi ke kanan.

Register Geser Terkendali (Controlled Shift Register)Sebuah register geser terkendali mempunyai masukan-masukan kendali yang mengatur operasi rangkaian pada pulsa-pulsa pendetak yang berikutnya.

Kendali SHL (SHIFT LEFT CONTROL)SHL merupakan sinyal kendali. Apabila SHL rendah, maka sinyal SHL tinggi. Keadaan ini membuat setiap keluaran flip-flop masuk kembali ke masukan datanya. Karenanya, data tetap tersimpan pada setiap flip-flop pada waktu pulsa-pulsa pendetak tiba. Pengelompokan Register Geser Berdasarkan Pergerakan Aliran Data yang Masuk-Keluar dan Konversinya

Berdasarkan perpindahan masuk-keluarnya data biner dan pengubahnya (konversinya), register geser dibagi menjadi:1. Masukan Serentak Keluaran Serentak, disebut juga dengan Paralel Input Paralel Output atau disingkat : PIPO contoh : register buffer, register buffer terkendali ic pembentuk : 74LS774,74LS173, dan lain-lain.

2. Masukan Berurutan Keluaran Serentak, disebut juga dengan Serial Input Paralel Output atau disingkat : SIPO contoh : register geser kiri, register geser kanan ic pembentuk : 74LS164

3. Masukan Serentak Keluaran Berurutan, disebut juga dengan Paralel Input Serial Output atau disingkat : PISO contoh: register pengubah data serial menjadi serial, dengan memasukkan data pada sinyal kendali S D (Set Data) ic pembentuk : 74LS74, 74LS76

4. Masukan Berurutan Keluaran Berurutan, disebut juga dengan Serial Input Serial Output atau disingkat : SISO contoh: register yang sering digunakan dalam komunikasi data ic pembentuk : 74LS74IC-IC Register Geser

IC74164 : IC Register geser untuk penterjemah prinsip kerja ic 74164 pada dasarnya ic register geser dengan dasar masukan secara serial keluar secara paralel,setiap data yang masuk secara berurutan akan ditampilkan secara serentak.IC Register geser universal : IC TTL 74194 prinsip kerja ic 74194 dipakai secara luas, melingkupi masukan serial atau paralel, keluaran serial atau paralel, dan dapat bekerja sebagai register kanan atau kiri, menahan data, dan menghapus data (Reset atau Clear)

Logika Tiga Keadaan (Tree-State Logic) Logika tiga keadaan (Tree-State ) merupakan suatu perkembangan teknologi dari awal tahun 1970-an, yang telah berhasil menyederhanakan penyambungan dalam rangkaian (wiring) dan desain komputer karena sangat ideal bagi komputer-komputer dengan organisasi bus (bus-organized computer) yaitu tipe yang umum dikenal era sekarang ini.Rangkaian menunjukkan keadaan logika tiga keadaan:

Sinyal enabel dapat rendah atau tinggi. Ketika ia rendah (enabel=0)Transistor A berada pada titik putus dan transistor B pada titik jenuh, ini menarik voltase basis-transistor C dekatan sehingga secara efektif membuka dioda-basis-emiter sebagai akibatnya Dkel mengapung. Keadaan mengapung ini setara dengan sakelar terbuka.

PENCACAH (COUNTER)

Counter (rangkaian logika sekuensial yang dibentuk dari flip-flop) suatu piranti dengan kemampuan mencacah, di samping kemampuannya sebagai pembentuk logika, menyimpan dan menggeser data.Jadi piranti pencacah berfungsi dasar untuk mengingat berapa banyak pulsa detak yang telah dimasukkan kepada masukan .terdiri dari: gerbang logika, flip-flop, dan register yang dibangun dengan suatu arsitektur umpan balik, sehingga pengertian paling dasar pencacah adalah sistem memory.

JENIS-JENIS PENCACAH (COUNTER)

Pencacah RiakPencacah SinkronPencacah Putar atau LingkarPencacah JohnsonPencacah Naik/Turun

Pencacah Riak/Pencacah Tak SinkronDisebut pencacah riak karena bentuk ragam gelombang diagram pewaktu proses pemindahan bit melalui flip-flop, seperti riak air. Pencacah riak bekerja dalam mode Asinkron, karena sinyal pendetak pada pencacah adalah serial buakan lagi paralel (serentak).

Flip-flop pertama adalah FF yang dikendalikan oleh sinyal clock, umpamakan rangakaian FF.A maka outputnya QA yang akan menjadi sinyal clock untuk B begitu seterusnya output C(qc) akan menjadi sinyal clock D yng akan menghasilkan output QD

Pencacah Sinkron (Synchronous Counter)Rangkaian Pencacah Sinkron: Pada prinsip kerja antara pencacah riak dengan pencacah sinkron tidak memiliki perbedaan sama sekali, atau sama. Perbedaanya hanya pada kecepatan waktu pensaklarannya yang disebabkan oleh waktu tunda propagasi.

Pencacah sinkron dinamai juga pencacah jajar. Masukan untu denyut-denyut sulut (triager pulses) yang juga disebut denyut-denyut lonceng yang dikendalikan secara serempak.

Pencacah Putar atau Lingkar Pada dasarnya prinsip dari pencacah putar adalah menyala dari awal Qo sampai Qn (atau selesai) kemudian dilanjutkan dari awal lagi, tanpa berhenti dan mengalami reset. Contoh: pencacah lingkar dengan keluaran T = T6T5T4T3T2T1. Permulaannya operasi komputer kata lingkar T menunjukkan T = 000001. Pulsa detak yang berturut-turut menghsailkan kata lingkar: T = 000010, 000100, 001000, 010000, dan100000. Kemudian pencacah lingkar direset menjadi 000001, dan siklus yang sama akan berulang. Setiap kata lingkar mempresentasikan satu keaadaan T.

Pencacah Johnson Pencacah Johnson atau disebut juga pencacah lingkar bersilang adalah merupakan jenis pencacah sinkron (pencacah lingkar) dimana output Q dan Qnot di tingkat terakhir diumpanbalikkan ke input dengan dijungkirkan, yaitu: output Qnot dihubungkan dengan input K dan output Q dihubungkan ke input J. Gambar rangkaian Pencacah Johnson adalah sebagai berikut:

Tabel Kebenaran:

Pencacah Naik/Turun (P Up/Down aralel Counter)Pencacah naik dan pencacah turun adalah dua jenis pencacah yang berbeda model perhitungannya. Dua jenis pencacah tersebut disatukan dalam satu rangakaian dengan menambah gerbang logika, maka kedua pencacah dapat disatukan menjadi satu operasi kendali yang terpadu, sehingga dalam pemakaiannya menjadi praktis. Ini adalah gabungan pencacah naik dan pencacah turun pencacah dengan Flip-flop.T

A

T

A B

T

B C

T C PMESIN SEKUENSIAL

Mesin sekuensial terdiri dari suatu rangkaian flip-flop atau register dengan umpan balik flip-flop. Artinya sistem yang memproses dan mengumpan balik sama-sama dapat menyimpan data. Rangkaian logika sekuensial: outputnya tidak bergantung pada nilai input saat itu, tetapi juga input-input sebelumnya. Karena itu dikatakan mempunyai karakteristik memori.Piranti sekuensial : Flip-flop. Register dan counter. Perancangan suatu Rangkaian Sekuensial: Ekspresi Tak beraturan yang berulangPerancangan rangkaian sekuensial yang berjalan melalui urutan keadaan yang telah ditentukan semula dapat dilakukan secara langsung. Rangkaian sekuensial tidak hanya tergantung pada masukan-masukannya saat ini namun juga pada masa lalu dan masa selanjutnya dari masukan-masukannya.Misal tabel dibawah ini jika rangkaian sekuensial berada dalam keadaan A=0, B=0, C=0 dan tepi pulsa sinyal pendetak datang, maka pencacah itu melangkah menjadi A=1, B=1, C=1. Jika pulsa pendetak terus datang, rangkaian sekuensial akan bersiklus melewati enam keadaan yang berbeda, dengan tak beraturan, tetapi berulang secara terus menerus.

ABC000111101110001010Rangkaian Sekuensial Detektor Deret Biner: Detektor Kesalahan Selain mampu bekerja dengan masukan yang tak beraturan yang berulang-ulang, mesin sekuensial mempunyai kelebihan lain yang mengagumkan, yaitu mampu mendeteksi suatu kesalahan data yang dimasukkan ke dalam rangkaiannya. Contoh: Suatu rangkaian sekuensial dirancang hanya bekerja jika terdapat tiga deretan pulsa 1 secara terus menerus atau berurutan, pulsa di luar itu akann diabaikan oleh rangkaian sekuensial. Masukan X Z keluaran

Clock

Keluaran Z adalah hasil detektor kesalahan. Keluaran Z akan 1 jika pada masukan X terdapat deretan tiga pulsa 1.mesin sekuensialENCODER-DECODER ENCODER (PENYANDI)Encoder adalah suatu piranti yang dapat mengubah suatu sistem (bilangan desimal, contohnya) yang terdapat pada bagian masukan, menjadi sistem bilangan biner yang terdapat pada bagian keluarannya. Proses pengubahannya disebut Encoding (Penyandian atau Pengkodean).Pada bagian keluarannya, yang aktif dapat lebih dari satu, tetapi bagian keluaran ini harus berupa sistem bilangan biner berfungsi untuk menterjemahkan bahasa manusia (analog) kedalam bahasa mesin (digital). contoh ic : ic 7447 input desimal output BCD

Contoh Rangkaian Encoder juga dapat disusun dengan menggunakan gerbang NAND sebagai berikut:

Tabel kebenaran dari rangkaian Encoder Desimal ke BCD dengan dioda logika dan gernag NAND sebagai berikut: Saklar yang ditekanOutputDCBA00000100012001030011401005010160110701118100091001Decoder (Pengurai Sandi) Decoder atau pengurai sandi (kode) atau pengkode atau pengawa sandi adalah suatu piranti yang dapat mengubah suatu sistem bilangan biner yang terdapat pada bagian masukan, menjadi sistem bilangan yang lainnya (desimal, contohnya) yang terdapat pada bagian keluarannya. Proses pengubahannya disebut decoding . Pada hakekatnya, decoder berfungsi sebagai penterjemah sandi yang telah disandikan oleh piranti encoder. Contoh: ic decoder input biner BCD ke desimal : 7442

Tabel kebenaran Decoder BCD ke Decimal:INPUTOUTPUTDCBA012345678900000000000000111100001100110001010101011000000000011000000000010000000000100000000001000000000010000000000100000000001000000000010000000000Pada bagian masukan dari Decoder terdapat lebih dari satu jalur (tunggal) yang aktif. Sedangkan pada bagian keluarannya yang aktif hanya satu saja. Tetapi bagian masuakan ini harus berupa sistem bilangan biner. Jadi pada hakekatnya, bagian masukan dari decoder adalah sistem bilangan biner yang hanya dimengerti oleh mesin digital atau komputer, sedangkan bagian keluaran dari Decoder biasanya menggunakan kode dengan sistem bilangan yang biasa digunakan oleh manusia sehari-hari.

Multiplexer

Multiplexer berarti dari banyak ke dalm (menyandi) satu . Sebuah multiplexer adalah rangkaian yang memiliki banyak masukan tetapi hanya satu keluaran. Multiplexer sering disingkat dengan MUX atau MPX.Dengan menggunakan sinyal kendali ini akan mengatur bagian nama atau alamat (Addres) mana yang akan diaktifkan atau dipilih. Piranti multiplexer atau disebut juga pemilih data (data selector) adalah sebuah rangkaian logika yang menerima beberapa masukan data dan hanya satu di antara mereka yang dilewatkan ke keluaran pada suatu waktu.

IN OUTGambar Multiplexer 4 masukan ke 1 saluran keluaranA.BA.BBA.BA.BAD0D1D2D3DemultiplexerSistem distribusi data dilakukan oleh suatu piranti yang disebut Demultiplexer atau berarti dari satu menjadi banyak. Demultiplexer sering disingkat DE-MUX atau DE-MPX. Sebuah rangkaian Demultiplexer memiliki banyak keluaran.Dengan menggunakan sinyal kendali, kita dapat mengatur penyaluran masukan tertentu pada keluarannya. Sinyal kendali ini akan mengatur bagian mana atau alamat (address) mana yang akan diaktifkan atau dipilih. Piranti demultiplexer disebut juga distribusi data atau penyalur data (data distributor) yitu sebuah rangkaian logika yang menerima hanya satu masukan data dan melewatkan ke salah satu diantara beberapa keluaran.

SEKIAN TERIMA KASIH

Y2

Gambar realisasi

rangkaian

Demultiplekser untuk

masukan 1 keluaran 4

Y3

Input

B

Y1

Y0

A