laporan PSD

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha
Kuasa karena rahmat-Nya sehinga kami dapat menyelesaikan laporan
akhir dari tugas mata kuliah Perancangan Sistem Digital ini dengan baik.
Laporan ini saya susun sebagai syarat guna memenuhi kelulusan mata
kuliah Perancangan Sistem Digital.
Dalam menyelesaikan tugas ini saya tentu saja mengalami banyak
kesulitan dan hambatan yang disebabkan oleh kekurangan saya. Olehnya
itu saya mengucapkan banyak terima kasih kepada dosen mata kuliah
yang bersangkutan, seluruh peserta mata kuliah Perancangan Sistem
Digital dan rekan-rekan mahasiswa Elektro sekalian yang telah banyak
membantu, memberikan usulan dan kritik dari persentase hingga
penyusunan laporan ini.
Namun demikian sebagai manusia biasa yang tidak luput dari
kesalahan, saya menyadari bahwa laporan yang saya susun ini masih
sangat jauh dari kesempurnaan, olehnya itu saran dan kritik yang
sifatnya membangun sangat saya harapkan.
Makassar, Agustus 2003
Penyusun
BAB I. PENDAHULUAN
Sistem-sistem digital selalu memiliki data atau informasi yang
berbentuk kode biner, dan data ini secara terus-menerus dioperasikan
menurut cara tertentu.
Biasanya rangkaian-rangkaian logika dibuat untuk melaksanakan
fungsi-fungsi seperti mengubah data dari satu bentuk ke bentuk yang lain
serta men-decode atau menginterpretasikan data untuk display visual.
Counter (pencacah) merupakan jenis khusus dari register, yang
dirancang guna mencacah / menghitung jumlah pulsa-pulsa detak yang
tiba pada masukannya. Seperti hal salah satu IC pencacah synkron
up/down 74192 yang memiliki 2 lonceng masukan untuk cacahan naik
dan turun.
Decoder adalah suatu rangkaian logika yang dipergunakan untuk
mendeteksi suatu bilangan biner tertentu. Input suatu decoder adalah
berupa bilangan biner dan akan menghasilkan output suatu sinyal biner
yang akan menunjukkan suatu bilangan tertentu. Rangkaian decoder
umumnya dibentuk dari gabungan beberapa gerbang logika. Bila suatu
rangkaian mempunyai n saluran masukan maka dapat dibentuk 2n
decoder.
Dari dasar itu muncul ide untuk membuat suatu rangkaian
penunjukkan papan nilai yang dapat diubah angka cacahannya baik
untuk mencacah naik ataupun turun. Hal ini dimaksudkan agar nilai
yang ditunjukkan dapat diralat ataupun menunjukkan penambahan atau
pengurangan skor yang dapat terjadi.
BAB II. ISI
A. NAMA ALAT
PAPAN NILAI
B. KEGUNAAN / FUNGSI ALAT
Papan nilai yang digambarkan dalam artikel ini dimaksudkan
bagi pemakaian dalam permainan kuis atau suatu pertandingan yang
membutuhkan penunjukan nilai (skor).Dimana penujukkan nilai ini
memungkinkan
adanya
pengurangan
atau
penambahan
untuk
keadaan perolehan nilai. Dalam rancangan ini satu nilai diberikan
atau dikurangkan dengan proses penekanan salah satu dari tombol
satu kali tekan, satu nilai. Bilamana misalnya pencatat telah
memberikan nilai dan wasit membatalkan keputusan maka koreksi
dapat dilakukan dengan mudah.Alat ini terdiri dari IC pencacah yaitu
IC 74192 yang merupakan pencacah puluhan.
C.
KOMPONEN YANG DIGUNAKAN
2 BUAH IC 74192 ( DEKADE BCD UP/DOWN COUNTER )
1 BUAH IC 7400 (NAND)
VCC (catu daya yaitu sumber tegangan 5 Volt)
1 BUAH PAPAN PCB
2 BUAH IC 7447 ( DECODER /DRIVER BCD TO SEVEN SEGMENT )
2 Buah Display Seven Segment
3 Buah IC 7404 ( INVERTER )
14 Buah Resistor 180 Ω dan 4 buah resistor 1 KΩ
1 Buah kapasitor 10 µF
3 Buah saklar
3 Buah IC 7404 ( INVERTER )
D.
GAMBAR RANGKAIAN
E. PRINSIP KERJA RANGKAIAN
Prinsip kerja rangkaian secara singkat :
Pada rangkaian ini yang secara umum merupakan Up-Down
counter dengan menggunakan IC pencacah puluhan 74142 yang
memiliki dua masukan lonceng, satu untuk mencacah ke atas dan
yang lain untuk cacahan ke bawah. Denyut lonceng dibuat oleh salah
satu dari kedua flip-flop yang merupakan penahan NAND (gerbang N1,
N2, atau N3, N4) yang dikemudikan oleh saklar S1 atau S2.Kedua
cacahan tersebut menciptakan cacahan berurutan +1 atau -1 dengan
hitungan maksimum 99.
IC 74142 menghasilkan informasi keluaran dalam bentuk BCD
(Binary Coded Desimal atau Desimal Disandi Biner).Karena itu
diperlukan pemecah sandi seven segmen. Untuk keperluan ini
digunakan IC 74247 (versi yang telah diperbaharui dari versi 7447)
untuk pemecah sandi/penggerak seven segmen. Perbedaannya
terletak pada keluaran IC 7447 yang masih memerlukan inverter
untuk menghasilkan keluaran yang sebenarnya. IC 7447 ini
melaksanakan semua fungsi yang diperlukan di antara pencacah dan
peraga seven segmen yang dalam kenyataannya dihubungkan secara
langsung pada keluarannya melalui resistor pembatas arus.
Saklar S3 dimasukkan untuk me-reset nilai atau angka dan apa bila
ditekan kedua peraga akan kembali ke kondisi awal. Dalam hal ini
Fungsi keempat gerbang NAND yang tidak lain adalah flipflop penahan NAND yang berfungsi sebagai penahan
pelantikan saklar. Dimana bila tidak ada gerbang tersebut
(terjadi pelantikan saklar) maka akan terjadi kesalahan
logika, dimana saklar yang terpelanting menyebabkan timbul
masukan logika 1 beberapa kali. Sehingga masukan logika 1
terjadi beberapa kali. Hal ini menyebabkan keluaran dapat
berubah beberapa kali, baik itu untuk mencacah naik
ataupun mencacah
turun.
F. Penjelasan EWB
Dalam file-file EWB yang disertakan yang berisikan beberapa file
simulasi yang menjelaskan beberapa keadaan yang dapat dibuat
serta titik uji yang dilakukan.
 Nama file : papan nilai.ewb
Merupakan rangkaian dasar (tampa dilakukan perubahan apapun)
Mencacah naik dengan menekan tombol : 1
Mencacah turun dengan menekan tombol : 2
Mereset nilai dengan menekan tombol :3
 Nama file : papan nilai & ttk uji.ewb
Pada file ini yang akan ditunjukkan adalah titik-titik pengujian yang
dilakukan untuk menguji kevalitan keluaran-keluaran yang terjadi.
Titik-titik yang akan diuji yaitu keluaran pada kedua IC 7447 yang
menjadi masukan bagi seven segment yaitu pada pin 9-14. pin-pin
itu merupakan output (OA – OG) yang menjadi masukan titik a
sampai g bagi seven segment
seperti data sheet yang telah
ditampilkan sebelumnya.
Hasil
keluaran
IC
74192
masih
berupa
nilai
biner,
maka
membutuhkan converter BCD IC 7447. Titik-titik output IC 7447
tersebut akan dibandingkan dengan keluaran pada IC 74192.
 Nama file : papan nilai tmp resistor.ewb
Pada hasil simulasi ini yang ingin saya tunjukkan ialah bahwa
dalam
simulasi
tersebut
fungsi
resistor
yang
berfungsi
pembatas/penahan arus dapat diabaikan. Hal tersebut tampak pada
simulasi di file ini yang semua resistor tersebut dihilangkan.
 Nama file : papan nilai tmp BCD convert.ewb
Pada simulasi di file ini yang ingin ditunjukkan adalah kepraktisan
dalam simulasi menggunakan EWB yaitu terdapatnya seven segment
4 input (biner) yang hanya terdapat dalam simulasi karena pada
kenyataannya seven segment memiliki 7 input sesuai dengan
namanya. Karena itu pada simulasi ini fungsi IC 7447 sebagai BCD
converter dapat dihilangkan dan keluaran IC 74192 langsung
dihubungkan keseven segment 4 input tersebut.
 Nama file : papan nilai perbaikan.ewb
Pada simulasi-simulasi yang telah dilakukan diatas masih perdapat
beberapa kesalahan yang sepertinya merupakan bug dari program
EWB ini. Kesalahan itu yaitu
o
Reset pada pin 14 yang berfungsi untuk mereset dengan
menghubungkannya ke ground dengan menggunakan saklar 3
tidak berfungsi sama sekali.
o
Nilai default yang seharusnya begitu rangkaian dinyalakan adalah
00.tetapi yang tampil adalah 99.
Perbaikan yang saya coba lakukan adalah :
o
Memasang saklar on-off sendiri pada Vcc untuk mereset nilai,
yaitu apabila diinginkan nilai direset maka rangkaian dimatikan
sumbernya
(dengan
menekan
tombol
spacebar)
kemudian
dinyalakan kembali. Tetapi hal itu menyebabkan nilai default
yang terset bila dinyalakan adalah 90.
o
Dalam memperbaiki nilai set awal yang terjadi begitu rangkaian
dinyalakan tidak dapat diubah. Maka dari itu dilakukan cacahan
naik sampai angka yang ditampilkan menjadi 00 (sebelum
digunakan).
G. LAMPIRAN DATA SHEET KOMPONEN
 Seven Segment
a
f
e
b
g
c
d
Display seven segment ini digunakan untuk menampilkan angkaangka. Seven segment ini terdiri dari tujuh LED segiempat (A sampai G).
Dengan menghubungkan satu atau lebih dengan bumi, maka kita dapat
membentuk semua angka dari 0 sampai 9. Penampilan sevedn segment ini
juga dapat menampilkan huruf besar A, C, E dan F, ditambah huruf kecil
b dan d.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Tabel Kebenaran untuk seven segment type common katoda
INPUT
OUTPUT
CLOCK
D
C
B
A
A
B
c
d
e
f
g
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
2
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
3
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
4
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
5
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
6
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
7
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
8
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
9
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
10
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
0
11
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
12
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
13
1
1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
14
1
1
1
0
1
1
1
0
0
0
0
15
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
 IC 7447 ( Converter BCD to Seven Segment )
OUTPUT
VCC
f
g
a
b
c
d
e
16
15
14
13
12
11
10
9
f
g
a
b
c
d e
7447
BI
B C LT RBORBI D A
1
2
B
C
INPUT
3
4
5
LAMP
RB
RB
TEST OUTPUT INPUT
6
7
8
D
A
GND
INPUT
TABEL KEBENARAN IC 7447
INPUT
OUTPUT
CLOCK
D
C
B
A
A
B
c
d
E
f
g
0
L
L
L
L
ON
ON
ON
ON
ON
ON
OFF
1
L
L
L
H
OFF
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
2
L
L
H
L
ON
ON
OFF
ON
ON
OFF
ON
3
L
L
H
H
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
ON
4
L
H
L
L
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
5
L
H
L
H
ON
OFF
ON
ON
OFF
ON
ON
6
L
H
H
L
ON
OFF
ON
ON
ON
ON
ON
7
L
H
H
H
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
8
H
L
L
L
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
9
H
L
L
H
ON
ON
ON
ON
OFF
ON
ON
10
H
L
H
L
OFF
OFF
OFF
ON
ON
OFF
ON
11
H
L
H
H
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
H
H
L
L
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
ON
ON
H
H
L
H
ON
OFF
OFF
ON
OFF
ON
ON
H
H
H
L
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
OFF
H
H
H
H
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
 IC 74192 ( Dekade BCD Up/Down Counter )
IC ini merupakan IC sinkron Up/down counter yang pencacah
puluhan dengan dua masukan lonceng ( pin 4 dan pin 5 ). Satu
untuk mencacah turun ( pin 4) dan yang satu lagi untuk
mencacah naik ( pin 5 ).
 Pin 1 merupakan jalan masuk B (BD input)
 Pin 2 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD
 Pin 3 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD
 Pin 4 merupakan input lonceng (clock) untuk mencacah turun
 Pin 5 merupakan input lonceng (clock) untuk mencacah naik
 Pin 6 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD
 Pin 7 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD
 Pin 8 merupakan GND ( logika “0” )
 Pin 9 merupakan input cacahan (nilai biner )
 Pin 10 merupakan input cacahan (nilai biner )
 Pin 11 merupakan load ( beban dengan nilai “0” atau “1” )
 Pin 12 merupakan CO’
 Pin 13 merupakan BO’
 Pin 14 merupakan Clear ( untuk mereset cacahan )
 Pin 15 merupakan input cacahan (nilai biner )
 Pin 16 merupakan Vcc ( logika “1” )
 IC 7400 (NAND ) sebagai pembentuk flip-flop penahan NAND
Gambar IC 7400
Gambar flip-flop penahan Nand
Tabel kebenaran penahan NAND
R
S
Q
Komentar
0
0
*
Pacu
0
1
1
Set
1
0
0
Reset
1
1
NC
Tidak berubah
Dalam rangkaian ini keadaan pacu tidak akan terjadi karena
masukan R atau S selalu mendapatkan masukan 1, dimana kondisi
masukan 0 dibuat oleh saklar yang meng-ground-kan salah satu input
R atau S.
KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
1. IC Up/down Counter (74192) merupakan komponen
pencacah
yang dapat mencacah dari 0 sampai 99.
2. Masih
adanya
kesalahan
yang
terjadi
pada
simulasi
EWB
yang menunjukkan masih adanya bug pada program tersebut.
3. EWB dapat mensimulasi logika-logika pada rangkaian cukup
mendekati karena masih adanya ketidaksempurnaan misalnya:

batas kerja pada komponen tidak real yaitu sebuah
komponen
dapat
diinput
melewati
batas
kerjanya
dengan
tapi
sumber
masih
tegangan
bekerja
yang
dengan
normal.

Fungsi resistor sebagai pembatas arus tidak berarti
dalam
simulasi
sehingga
dalam
hal
ini
resistor
tersebut dapat dihilangkan.
B. SARAN
Mungkin sebaiknya persentase juga dilengkapi dengan sebuah
komputer untuk mempersentasekan simulasi yang dilakukan di
depan
para
peserta
lainnya,
sehingga
disampaikan dapat lebih mudah dimengerti.
apa
yang
ingin
DAFTAR PUSTAKA
133 Rangkaian elektronika ,Erlangga
Malvino,
Albert
Paul.
1996.
Prinsip-prinsip
Elektronika.
Jakarta : Erlangga.
S, Wasito. 1992. Data Sheet Book 1, Data IC Linier, TTL dan
CMOS. Jakarta: Elex Media Komputindo.
Turner,
Rufus.
Rutherford,
Brinton.
Elektronika. Jakarta : Gramedia.
1995.
133
Rangkaian