gerbang logika - Tektro UNJANI 2011

GERBANG – GERBANG LOGIKA
Gerbang-gerbang logika atau dapat juga dinamai rangkaian pintu
(gate
circuits).
Gerbang-gerbang
logika
ini
banyak
sekali
penerapannya di dunia industri terutama yang digunakan dalam
pengaturan-pengaturan proses serta dapat ditemui dalam pirantipiranti digital seperti computer dan lain-lain.
Dalam rangkaian logika, terdapat dua jenis bilangan yang lazim
digunakan yaitu 1 dan 0, bilangan 1 ( satu ) mewakili taraf tegangan
tinggi yaitu tegangan antara 2 V hingga 5 Volt. Sedangkan bilangan 0
( nol ) mewakili taraf tegangan rendah yaitu tegangan dibawah 2 Volt.
Bilangan-bilangan itu sering di anggap sebagai perumpamaan 2
kondisi saklar-saklar yang sedang membuka atau menutup. Bilangan
satu dianggap sebagai saklar menutup sedangkan 0 sebagai saklar
yang sedang membuka.
Dalam rangkaian digital/ rangkaian biner, sinyal-sinyalnya dinyatakan
dengan digit biner, sebagai berikut :


Sinyal yang bertegangan lebih positip dinyatakan
digit 1.
Sinyal yang bertegangan kurang positip dinyatakan
digit 0.
Contoh :
+V
5
2
1
0
1
0
0
1
0
T
Untuk menyatakan rangkaian biner yang benar, digunakan simbolsimbol logika (gerbang-gerbang logika), dimana setiap gerbang logika
menyatakan suatu rangkaian logika tertentu.
Gerbang – Gerbang Dasar Logika
I. Gerbang AND :
Gerbang AND adalah salah satu gerbang dasar logika yang
memiliki minimum dua masukan ( input ) serta satu keluaran ( output
). Gerbang ini akan bekerja ( mengeluarkan output tinggi, Q = 1 )
apabila semua inputnya bernilai 1.
Dan akan bernilai output rendah, Q = 0 apabila salah satu atau semua
inputnya bernilai rendah ( 0 ). Symbol untuk gerbang ini seperti
gambar dibawah :
Simbol Gerbang AND
Q akan bernilai tinggi atau 1 apabila kedua input A dan B juga
bernilai 1, dan akan bernilai rendah atau 0 apabila salah satu atau A
dan B bernilai 0.
Fungsi gerbang diatas dapat kita ibaratkan seperti rangkaian saklar
dibawah ini :
Rangkaian Ekivalen Gerbang AND
Rangkaian Eqivalen Gerbang AND
Lampu akan menyala apabila saklar A dan B tertutup. Sehingga dari
gambar di atas dapat diambil persamaan fungsi sebagai berikut :
Q = A.B
Sedangkan untuk tabel kebenarannya dapat dibuat seperti berikut :
Dari table kebenaran diatas terbukti bahwa untuk gerbang AND
outputnya akan bernilai 1 apabila kedua inputnya bernilai satu.
Untuk menguji gerbang AND, digunakan IC 7408. Dimana struktur
dari IC ini adalah:
Struktur IC 7408
II. Gerbang OR
Beda dengan gerbang AND, gerbang OR ini akan memiliki nilai
keluaran tinggi atau1,apabila salah satu atau semua inputnya bernilai
1.
Simbol Gerbang OR
Output kuluaran Q akan tinggi ( 1 ) apabila ada salah satu input A
atau B atau kedua-duanya memiliki input tinggi. Fungsi gerbang
diatas dapat kita ibaratkan menjadi rangkaian saklar-saklar seperti
dibawah :
Rangkaian Ekivalen Gerbang OR
Rangkaian Eqivalen Gerbang OR
-
Dari rangkaian diatas dapat terlihat bahwa lampu akan menyala
apabila salahsatu saklar A atau B tertutup atau kedua-duanya.
Sehingga dari gambar diatas dapat diambil persamaan seperti berikut:
Q = A+B
Dan untuk tabel persamaannya akan seperti berikut ini :
Tabel Kebenaran Gerbang OR
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
Q
0
1
1
1
Dari tabel diatas dapat diketahui Q akan bernilai 1apabila A atau B
atau kedua-duanya bernilai 1.
Untuk menguji gerbang OR, dugunakan IC 7432. Dimana struktur
dari IC ini adalah:
Struktur IC 7432
III.
Gerbang NOT
Beda dengan gerbang logika lainnya, gerbang ini hanya
memiliki satu buah input dan satu buah output. Gerbang ini memiliki
sifat output yang kebalikan dari inputnya. Output = invers dari input.
Sehingga apabila inputnya tinggi maka outputnya akan memiliki taraf
tegangan rendah dan sebaliknya.
Symbol untuk gerbang ini adalah :
Simbol Gerbang NOT
Output keluaran gerbang ini akan merupakan kebalikan dari inputnya.
Sehingga persamaannya kan seperti ini :
Q=A
Sedangkan untuk table kebenarannya adalah :
Tabel Kebenaran Gerbang NOT
A
0
1
Q
1
0
Untuk menguji gerbang NOT, dugunakan IC 74LS04
IV. Gerbang NAND
Gerbang ini merupakan kombinasi dari gerbang AND dan
gerbang NOT, sehingga gerbang ini memiliki sifat keluaran yang
sama dengan sifat keluaran gerbang AND namun dibalikan (di-invers)
Symbol dari gerbang ini adalah :
A
Q
B
Simbol Gerbang NAND
Untuk persamaannya kita dapat ambil dari persamaan gerbang AND
tapi di-invers, sehingga tampil seperti berikut :
Q = A.B
Untuk tabel kebenarannya juga, merupakan tabel kebenaran gerbang
AND yang di-invers.
Tabel Kebenaran Gebang NAND
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
Q
0
AND
0
0
1
Q NAND
1
1
1
0
Dari table kebenaran diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa Output
gerbang NAND akan tinggi ( 1 ) apabila semua inputnya rendah ( 0 ).
Dan merupakan kebalikan dari gerbang AND.
Untuk menguji gerbang NAND, digunakan IC 7400. Dimana struktur
dari IC ini adalah:
Struktur IC 7400
V. Gerbang NOR.
Gerbang ini merupakan gerbang kombinasi antara gerbang OR
dengan gerbang NOT. Sifat dari gerbang ini memiliki keluaran yang
terbalik dengan gerbang OR, atau dengan kata lain OR yang di-invers.
Symbol untuk gerbang ini seperti berikut :
A
Q
B
Simbol Gerbang NOR
Untuk persamaannya dapat diambil dari persamaan gerbang OR yang
di-inverskan :
Q = A+B
Sedangkan untuk tabel kebenarannya seperti berikut ini :
Tabel Kebenaran Gebang NOR
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
Q OR
0
1
1
1
Q NOR
1
0
0
0
Terlihat bahwa keluaran gerbang NOR merupakan kebalikan dari
keluaran gerbang OR. Sehingga gerbang ini berfungsi untuk
membalikan fungsi gerbang OR.
Untuk menguji gerbang NOR, digunakan IC 7402. Dimana struktur
dari IC ini adalah:
Struktur IC 7402
VI
Exlusive OR (EXOR)
Gerbang EX-OR (Exlusive-OR) merupakan rangkaian logika
khusus yang sering digunakan dalam sistem digital, diantaranya
sebagai rangkaian pembanding (comparator) rangkaian penguji
paritas (parity cheker) dll. Sebenarnya rangkaian logika EX-OR telah
memiliki simbol tersendiri seperti ditunjukkanpada gambar 1 dibawah
ini :
Gambar Simbol Exlusive-OR
Gambar 2 menunjukkan sebuah rangkaina gerbang EX-OR yang
dibangun menggunakan gerbang-gerbang daar (AND, OR dan NOT).
Gambar Rangkaian Gerbang EX-OR
Berdasarkan gambar 2 dapat kita tentukan persamaan fungsi
keluarannya yaitu X = AB + AB. Sehingga tabel kebenaran dari
gerbang EX-OR dapat dituliskan seperti pada Tabel dibawah ini :
Tabel Kebenaran Gerbang EX-OR
Dengan melihat tabel kebenaran gerbang EX-OR dapat disimpulkan
bahwa keluaran sebuah gerbang EX-OR akan berlogika 1 bila pada ke
dua saluran masukannya mendapatkan nilai logika yang berlawanan
antara satu dengan yang lainnya, atau keluaran pada sebuah gerbang
EX-OR
akan
berlogika
0
bila
mendapatkan nilai logika yang sama.
kedua
saluran
masukannya
Sebuah gerbang EX-OR hanya memiliki dua buah saluran masukan,
tidak ada gerbang EX-OR yang memiliki saluran masuk lebih dari
dua buah. Keluaran gerbang EX-OR yang memiliki saluran masukan
lebih dari dua buah. Keluaran gerbang EX-OR tergantung dari
kombinasi logika pada kedua saluran masukan dimana keluaran :
X = A B + A B.
Suatu cara penulisan yang lebih singkat kadang-kadang persamaan
fungsi keluarannya dituliskan X = A ? B (dibaca X = A EX-OR B)
dimana simbol ? menunjukkan operasi gerbang EXOR.
Terdapat banyak cara yang dapat digunakan untuk membangun
sebuah gerbang EX-OR dengan menggunakan gerbang-gerbang
logika dasar atau gerbang kombinasi. Namun bagaimanapun dalam
melakukan percobaan ataupun teknik rancnag bangun, tentunya harus
kita pikirkan faktor ekonomisnya. Sebuah rangkaian terintegrasi (IC)
TTL dengan tipe 7486 merupakan chip IC yang terdiri dari 4 buah
gerbang EX-OR. Susunan pena IC7486 ditunjukkan oleh gambar
dibawah ini :
Gambar EX-OR Susunan pin IC 7486