RANGKAIAN SQUENSIAL

DAN KOMBINASIONAL

                                    NAMA                       : IRENSIUS ERWIN M

                                    NPM/KELAS                        : 15414424/1IB06

                                   

UNIVERSITAS GUNADARMA

2015

 Gerbang logika

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 dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay). Logika merupakan dasar dari semua penalaran (reasoning). Untuk menyatukan beberapa logika, kita membutuhkan operator logika dan untuk membuktikan kebenaran dari logika, kita dapat menggunakan tabel kebenaran. Tabel kebenaran menampilkan hubungan antara nilai kebenaran dari proposisi atomik. Dengan tabel kebenaran, suatu persamaan logika ataupun proposisi bisa dicari nilai kebenarannya. Tabel kebenaran pasti mempunyai banyak aplikasi yang dapat diterapkan karena mempunyai fungsi tersebut. Salah satu dari aplikasi tersebut yaitu dengan menggunakan tabel kebenaran kita dapat mendesain suatu rangkaian logika. Dalam makalah ini akan dijelaskan bagaimana peran dan kegunaan tabel kebenaran dalam proses pendesainan suatu rangkaian logika.

Gerbang yang diterjemahkan dari istilah asing gate, adalah elemen dasar dari semua rangkaian yang menggunakan sistem digital. Semua fungsi digital pada dasarnya tersusun atas gabungan beberapa gerbang logika dasar yang disusun berdasarkan fungsi yang diinginkan. Gerbang -gerbang dasar ini bekerja atas dasar logika tegangan yang digunakan dalam teknik digital.Logika tegangan adalah asas dasar bagi gerbang-gerbang logika. Dalam teknik digital apa yang dinamakan logika tegangan adalah dua kondisi tegangan yang saling berlawanan. Kondisi tegangan “ada tegangan” mempunyai istilah lain “berlogika satu” (1) atau “berlogika tinggi” (high), sedangkan “tidak ada tegangan” memiliki istilah lain “berlogika nol” (0) atau “berlogika rendah” (low). Dalam membuat rangkaian logika kita menggunakan gerbang-gerbang logika yang sesuai dengan yang dibutuhkan. Rangkaian digital adalah sistem yang mempresentasikan sinyal sebagai nilai diskrit. Dalam sebuah sirkuit digital,sinyal direpresentasikan dengan satu dari dua macam kondisi yaitu 1 (high, active, true,) dan 0 (low, nonactive,false).

RANGKAIAN TERPADU (IC) UNTUK GERBANG -GERBANG DASAR

Setelah mengenal gerbang-gerbang dasar yang digunakan dalam teknik digital, bagi para pemula mengkin saja timbul pertanyaan dimana gerbang-gerbang ini dapat diperoleh? Jawabannya mudah sekali, karena gerbang- gerbang ini telah dijual secara luas dipasaran dalam IC tunggal (single chip). Yang perlu diperhatikan sekarang adalah dari jenis apa dan bagaimana penggunaan dari kaki-kaki IC yang telah didapat. Sebenarnya informasi dari IC-IC yang ada dapat dengan mudah ditemukan dalam buku data sheet IC yang sekarang ini banyak dijual. Namun sedikit contoh berikut mungkin akan me mpermudah pencarian. Berikut adalah keterangan mengenai IC-IC yang mengandung gerbang-gerbang logika dasar yang dengan mudah dapat dijumpai dipasaran.

Catatan:

·         Ada dua golongan besar IC yang umum digunakan yaitu TTL dan CMOS.

·         IC dari jenis TTL memiliki mutu yang relatif lebih baik daripada CMOS dalam hal daya yang dibutuhkan dan kekebalannya akan desah.

·         IC TTL membutuhkan catu tegangan sebesar 5 V sedangkan CMOS dapat diberi catu tegangan mulai 8 V sampai 15 V. Hali ini harus diingat benar-benar karena kesalahan pemberian catu akan merusakkan IC.

·         Karena adanya perbedaan tegangan catu maka tingkat tegangan logika juga akan berbeda. Untuk TTL logika satu diwakili oleh tegangan sebesar maksimal 5 V sedangkan untuk CMOS diwakili oleh tegangan yang maksimalnya sebesar catu yang diberikan, bila catu yang diberikan adalah 15 V maka logika satu akan diwakili oleh tegangan maksimal sebesar 15 V. Logika pada TTL dan CMOS adalah suatu tegangan yang harganya mendekati nol.

·         Untuk TTL nama IC yang biasanya terdiri atas susunan angka dimulai dengan angka 74 atau 54 sedangkan untuk CMOS angka ini diawali dengan 40.

RANGKAIAN DASAR GERBANG LOGIKA

1.  Gerbang Not (Not Gate)

Gerbang NOT atau juga bisa disebut dengan pembalik (inverter) memiliki fungsi membalik logika tegangan inputnya pada outputnya. Sebuah inverter (pembalik) adalah gerbang dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran dimana keadaan keluaranya selalu berlawanan dengan keadaan masukan. Membalik dalam hal ini adalah mengubah menjadi lawannya. Karena dalam logika tegangan hanya ada dua kondisi yaitu tinggi dan rendah atau “1” dan “0”, maka membalik logika tegangan berarti mengubah “1” menjadi "0” atau sebaliknya mengubah nol menjadi satu. Simbul atau tanda gambar pintu NOT ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

2. Gerbang And (AND GATE)

Gerbang AND (AND GATE) atau dapat pula disebut gate AND ,adalah suatu rangkaian logika yang mempunyai beberapa jalan masuk (input) dan hanya mempunyai satu jalan keluar (output). Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan sinyal keluaran tinggi maka semua sinyal masukan harus bernilai tinggi.

3. Gerbang Or (OR GATE)

 Gerbang OR berbeda dengan gerbang NOT yang hanya memiliki satu input, gerbang ini memiliki paling sedikit 2 jalur input. Artinya inputnya bisa lebih dari dua, misalnya empat atau delapan. Yang jelas adalah semua gerbang logika selalu mempunyai hanya satu output. Gerbang OR akan memberikan sinyal keluaran tinggi jika salah satu atau semua sinyal masukan bernilai tinggi, sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah.

4. Gerbang NAND

Gerbang NAND adalah suatu NOT-AND, atau suatu fungsi AND yang dibalikkan. Dengan kata lain bahwa gerbang NAND akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai tinggi.

5. Gerbang NOR             

 Gerbang NOR adalah suatu NOT-OR, atau suatu fungsi OR yang dibalikkan sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukanya bernilai rendah.

6. Gerbang X-OR

Gerbang X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah atau semua masukan bernilai tinggi atau dengan kata lain bahwa X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika sinyal masukan bernilai sama semua.

7. Gerbang X-NOR

Gerbang X-NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukan bernilai sama (kebalikan dari gerbang X-OR).

CONTOH PENERAPAN GERBANG LOGIKA

Contoh 1: F = A + B.C

Rangkain gerbang logika.

RANGKAIAN GERBANG KOMBINASI

Semua rangkaian logika dapat digolongkan atas dua jenis, yaitu rangkaian kombinasi (combinational circuit) dan rangkaian berurut (sequential circuit). Perbedaan kedua jenis rangkaian ini terletak pada sifat keluarannya. Keluaran suatu rangkaian kombinasi setiap saat hanya ditentukan oleh masukan yang diberikan saat itu. Keluaran rangkaian berurut pada setiap saat, selain ditentukan oleh masukannya saat itu, juga ditentukan oleh keadaan keluaran saat sebelumnya, jadi juga oleh masukan sebelumnya. Jadi, rangkaian berurut tetap mengingat keluaran sebelumnya dan dikatakan bahwa rangkaian ini mempunyai ingatan (memory). Kemampuan mengingat pada rangkaian berurut ini diperoleh dengan memberikan tundaan waktu pada lintasan balik (umpan balik) dari keluaran ke masukan. Secara diagram blok, kedua jenis rangkaian logika ini dapat digambarkan seperti pada Gambar 1.” (Albert Paul Malvino, Ph.D.)

 

Gambar 3. Model Umum Rangkaian Logika

(a) Rangkaian Kombinasi

(b) Rangkaian Berurut           

Rangkaian logika kombinasional adalah sebuah rangkaian yang level logika keluarannya tergantung pada kombinasi dari level logika masukannya. Rangkaian logika kombinasional tidak memiliki sifat penyimpanan ( memory ), sehingga nilai keluarannya tergantung dari nilai masukan yang diberikan.

Beberapa rangkaian kombinasional adalah rangkaian multiplekser dan demultiplekser, rangkaian dekoder dan enkoder, rangkaian pembanding, penjumlahan dan pengurang.

Multiplekser ( MUX ) adalah rangkaian logika yang digunakan untuk memilih informasi biner dari beberapa masukan data (D0, D1,….Dn) dan disaluran ke satu keluaran Y.

Demultiplekser ( DEMUX) adalah suatu piranti untuk memilih satu keluaran dari beberapa keluaran yang tersedia.

Dekoder adalah untai yang mengkonversi kode masukan biner n bit menjadi 2n jalur keluaran yang berbeda.

Encoder (penyandi) adalah untai kombinasional yang digunakan untuk membangkitkan kode biner keluaran untuk n masukan yang berbeda.

Rangkaian Sekuensial

Rangkaian Sequensial adalah rangkaian yang mempunyai output yang tidak hanya bergantung pada masukan sekarang, melainkan juga pada masukan sebelumnya (yang lalu).Dari segi susunan, rangkaian sequensial merupakan suatu rangkaian yang berisi paling sedikit satu elemen memori Sequential Logic Circuit atau juga bisa disebut Rangkaian Logika Sekuensial, adalah rangkaian logika yang memperhatikan adanya faktor clock (waktu).

Prinsip Kerja

Rangkaian sekuensial memiliki prinsip kerja yang berbeda dengan rangkaian kombinasional. Keluaran suatu rangkaian sekuensial tidak hanya tergantung dari kondisi saluran masukannya, tetapi juga tergantung dari kondisi keluaran sebelumnya. Rangkaian sekuensial memiliki elemen umpan balik. Rangkaian sekuensial dapat dibedakan menjadi rangkaian sekuensial sinkron serta rangkaian sekuensial asinkron. Semua perpindahan state (keadaan) pada rangkaian sekuensial sinkron dilakukan secara serentak berdasarkan suatu clock tertentu. Rangkaian sekuensial asinkron tidak memiliki clock seperti rangkaian sekuensial sinkron, sehingga perpindahan state pada rangkaian sekuensial asinkron dapat terjadi kapan saja dengan memanfaatkan konsep kestabilan.

Flip-Flop

Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang disimpan. Prinsip dasar dari flip-flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang di rangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial

Penjelasan dari bebereapa flip flop :

• D Flip-flop merupakan salah satu jenis flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop S-R. Perbedaannya dengan flip-flop S-R terletak pada inputan R, pada D Flip-flop inputan R terlebi dahulu diberi gerbang NOT, maka setiap input yang diumpankan ke D akan memberikan keadaan yang berbeda pada input S-R, dengan demikian hanya akan terdapat dua keadaan S dan R yairu S=0 dan R=1 atau S=1 dan R=0, jadi dapat disi
• Master Save D Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang memiliki 2 latch D dan sebuah inverter. Latch yang satu bernama Master dan yang kedua bernama Slave. Master D hanya akan mendeskripsikan diktat yang outputnya hanya dapt diganti selama ujung negatif jam.
• JK Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun untuk megantisipasi keadaan terlarang pada flip-flop S-R.
• T Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop J-K yang kedua inputnya dihubungkan menjadi satu maka akan diperoleh flip-flop yang memiliki watak membalik output sebelumnya jika inputannya tinggi dan outputnya akan tetap jika inputnya rendah.

Aljabar Boolean

Aljabar Boolean adalah Suatu peraturan logis yang dibuat oleh George Boole yang dimanipulasikan dalam bentuk aljabar untuk menyatakan benar atau tidaknya suatu pernyataan. Pernyataan logic ini digunakan sebagai dasar dalam membuat suatu sirkuit berbasis digital, seperti yang diimplementasikan pada komputer.

Gerbang Logika

Gerbang Logika, merupakan dasar sirkuit digital. Umumnya gerbang logika ini mempunyai dua input dan satu output. Masing-masing dari input atau output tersebut terdiri dari nilai biner, yaitu untuk low(0) dan hight(1), yang diwakili oleh dua level tegangan listrik (voltage) yang berbeda. Nilai dari gerbang logika ini dijadikan sebagai dasar dari proses data digital. Dalam kebanyakan gerbang logika, Nilai low ini diperkirakan pada tegangan nol volt (0 V), sedangkan untuk high diperkirakan pada lima volt (+5 V). Terdapat tujuh dasar gerbang logika, yaitu: AND, OR, XOR, NOT, NAND, NOR, dan XNOR.

LINK : http://sweetydyah.blogspot.com/