sistem bilangan

1
MODUL 3 GERBANG LOGIKA DASAR
A. TEMA DAN TUJUAN KEGIATAN PEMBELAJARAN
1. Tema
2. Fokus
Pembahasan
Materi Pokok
3. Tujuan
Kegiatan
Pembelajaran
:
:
Gerbang Logika Dasar
1. Definisi Gerbang Logika Dasar
2. Gerbang-gerbang Logika Dasar
:
1. Mahasiswa memahami konsep gerbang logika dasar.
2. Mahasiswa mampu menggunakan gerbang NOT
(Inverter), AND, dan OR
3. Mahasiswa mampu membuat Timing Diagram untuk
semua gerbang logika dasar.
B.URAIAN MATERI POKOK
1. DEFINISI GERBANG LOGIKA
Komputer Digital merupakan sebuah sistem digital yang melaksanakan
bermacam-macam tugas komputasional. Dalam komputer digital, manipulasi
informasi biner dilakukan oleh rangkaian-rangkaian logika yang disebut gerbanggerbang (gates).
Gerbang logika adalah blok bangunan dasar untuk membentuk rangkaian
elektronika digital, yang digambarkan dengan simbol-simbol tertentu yang telah
ditetapkan. 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. Dengan menggunakan gerbang-gerbang logika, kita
dapat merancang dan mendesain suatu sistem digital yang akan dikendalikan level
masukkan
digital
dan
menghasilkan
sebuah
tanggapan
keluaran
tertentu
berdasarkan rancangan rangkaian logika itu sendiri. Hubungan input dan output dari
variabel biner untuk setiap gerbang dapat disajikan dalam sebuah tabel yang disebut
“tabel kebenaran” (truth table).
Beberapa gerbang logika dasar yang akan dibahas adalah gerbang logika
NOT (Inverter), AND, dan OR. Sedangkan gerbang-gerbang logika kombinasional
Toriqah Fitrayana, S.T.
Sistem Digital
2
adalah gerbang logika NOT AND (NAND), NOT OR (atau NOR), EKSKLUSIVE OR
(atau XOR), dan EKSKLUSIVE NOT OR (atau XNOR). Gerbang-gerbang ini akan
dibahas pada modul selanjutnya.
2. GERBANG-GERBANG LOGIKA DASAR
2.1. GERBANG LOGIKA NOT (INVERTER)
Gerbang logika inverter yang sering disebut gerbang logika NOT adalah
sebuah gerbang logika yang memiliki hanya satu input dan hanya satu output,
fungsinya sebagai pembalik.
Prinsip kerja dari gerbang logika Inverter sangat sederhana, yaitu apapun
keadaan isyarat yang diberikan pada bagian input akan dibalik oleh gerbang logika
ini sehingga pada bagian keluarannya akan menjadi berlawanan, atau keadaannya
terbalik. Gerbang ini mengubah logika sensor sebuah sinyal biner.
Simbol inverter dinyatakan dengan sebuah segitiga dengan sebuah lingkaran
kecil atau gelembung (bubble). Perhatikan Gambar 2.1.
A
X
Gambar 2.1. Gerbang Inverter
Persamaan Aljabar Boole untuk sebuah inverter ditulis :
X=Ā
Garis yang terdapat di atas huruf A disebut dengan garis pembalik (Bar
inversion), yang digunakan untuk menunjukkan komplemen.
Truth Table Inverter
A
0
1
Toriqah Fitrayana, S.T.
X
1
0
Sistem Digital
3
Gerbang logika NOT tersedia dalam kemasan sebagai IC (Integrated Circuit).
Tata letak pin IC, tipe gerbang logika dan spesifikasi teknik semuanya termuat dalam
manual data logika yang disediakan oleh pabrik pembuat (manufacturer) dari IC
tersebut. Salah satu IC untuk gerbang inverter adalah IC 7404. Setiap kemasan IC di
dalamnya memiliki 6 gerbang logika NOT. Perhatikan Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Diagram Blok IC 7404
Sumber : http://bboypipo.blogspot.com/2011/04/laporan-praktikum-sistem-digital-bab2.html
2.2. GERBANG LOGIKA AND
Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi
hanya satu sinyal keluaran. Gerbang AND mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin
HIGH (1) maka semua sinyal masukan harus dalam keadaan HIGH (1). Selain
keadaan tersebut, keluarannya bernilai LOW (0).
Simbol untuk gerbang AND terdapat pada Gambar 2.3.
A
B
A
X
A
Gambar 2.3. Gerbang Logika AND
Persamaan Aljabar Boole untuk gerbang AND ditulis :
X=A.B
Toriqah Fitrayana, S.T.
Sistem Digital
4
Truth Table AND
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
X
0
0
0
1
IC untuk gerbang logika AND, salah satunya adalah IC 7408. Setiap kemasan
IC berisi empat gerbang logika AND, masing-masing memiliki dua input. Perhatikan
Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Diagram Blok IC 7408
Sumber : http://bblberbagielektronika.blogspot.com/
.
2.3. GERBANG LOGIKA OR
Gerbang OR mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya
satu sinyal keluaran. Gerbang OR mempunyai sifat bila salah satu dari sinyal
masukan HIGH (1), maka sinyal keluaran akan menjadi HIGH (1) juga. Pada
Toriqah Fitrayana, S.T.
Sistem Digital
5
gerbang ini, keluaran akan bernilai LOW (0), jika semua masukkan bernilai LOW (0).
Simbol untuk gerbang AND terdapat pada Gambar 2.5
A
B
A
X
Gambar 2.5. Gerbang Logika OR
Truth Table AND
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
X
0
1
1
1
IC untuk gerbang logika OR, salah satunya adalah IC 7432. Setiap kemasan
IC berisi empat gerbang logika OR, masing-masing memiliki dua input. Perhatikan
Gambar 2.6.
Toriqah Fitrayana, S.T.
Sistem Digital
6
Gambar 2.6. Diagram Blok IC 7432
ANALISA PEWAKTUAN
Cara penganalisaan respon output terhadap kombinasi input-inputnya pada
periode waktu tertentu.
Cara penganalisaan yang lain adalah dengan Tabel Kebenaran. Peralatan
yang digunakan : Timing Diagram (Diagram pewaktuan). Timing Diagram untuk
gerbang logika dasar dapat dilihat pada Gambar 2.7.
Toriqah Fitrayana, S.T.
Sistem Digital
7
Gambar 2.7. Timing Diagram untuk gerbang AND, OR, dan NOT
Sumber : http://www.adityarizki.net/2011/06/tutorial-teknik-digital-dengan-xilinxfungsi-dan-simbol-logika-dasar/
Latihan
1. Sebuah input data mempunyai urutan : 10111100101. Gambarkan bentuk
gelombang dari data input tersebut dalam representasi sinyal digital!
2. Buat Tabel Kebenaran untuk gerbang AND-3 input berikut ini :
3. Buat Timing Diagram untuk output X dari gerbang OR-3 input berikut ini :
Toriqah Fitrayana, S.T.
Sistem Digital
8
4. Suatu rangkaina digital nampak seperti pada gambar dibawah ini. Logika
masukan dan keluaran telah diketahui, tetapi gerbang logikanya belum diketahui.
Berdasarkan logika masukan dan keluaran yang telah diketahui level logikanya,
tentukan gerbang logika masing-masing kotak!
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
Toriqah Fitrayana, S.T.
Sistem Digital