rangkaian digital kombinasional - emi...

Rangkaian Digital Kombinasional

S1 Informatika

ST3 Telkom Purwokerto

Logika kombinasi

Comparator

Penjumlah Biner

Multiplexer

Demultiplexer

Decoder

Comparator

Comparator

Non Equality

Equality

Non Equality Comparator

Definisi :

Rangkaian Logika yang memberikan keadaan output tinggi jika keadaan input-inputnya berbeda

Tabel kebenaran

Input Output

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

0 1

1 0

Peta Karnough

Bentuk SOP minimum

Y=AB+AB

Y(A,B)= ∑(1,2)

Bentuk POS minimum

Y=(A+B)(A+B)

Y(A,B)= П(0,3)

Gerbang XOR (IC 7486)

Y=A+B

Buatlah tabel kebenaran XOR untuk 3 input !

Equality Comparator

Definisi :Rangkaian Logika yang

memberikan keadaan output tinggi jika keadaan input-inputnya sama

Tabel kebenaran

Input Output

A B Y

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

1 0

0 1

Peta Karnough

Bentuk SOP minimum

Y=AB+AB

Y(A,B)= ∑(0,3)

Bentuk POS minimum

Y=(A+B)(A+B)

Y(A,B)= П(1,2)

Gerbang XNOR (IC 74266)

Y=A B

Buatlah tabel kebenaran XNOR untuk 3 input !

Penjumlah Biner (Adder)

Half Adder

Full Adder

Full Adder Paralel

Half Adder

Definisi :

Merupakan rangkaian penjumlah yang tidak menyertakan bawaan sebelumnya (previous carry) pada inputnya.

Keterangan :A : Augend (bilangan yang

dijumlahkan)

B : Addend (bilangan penjumlah)

S : Sum (hasil penjumlahan)

Cn : Next carry (bawaan berikutnya)

Input Output

A B S Cn

0 0 0 0

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 0 1

Implementasi dan simbol half adder

Full adder

Definisi :

Merupakan rangkaian penjumlah yang menyertakan bawaan sebelumnya (previous carry) pada inputnya.

Input Output

A B Cp S Cn

0 0 0 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 1 0

0 1 1 0 1

1 0 0 1 0

1 0 1 0 1

1 1 0 0 1

1 1 1 1 1

Persamaan output

S=A+B+Cp

Implementasi XOR dan simbol Full Adder

Implementasi full adder dengan half adder

Full adder paralel

Definisi :

Merupakan rangkaian logika yang melakukan proses penjumlahan data biner n-bit.

• Full Adder Paralel 4-bit dibangun dengan menempatkan 4 buah full adder 1 bit secara berjajar.

• Selanjutnya, input dan output full adder terbawah ditetapkan sebagai input dan output dengan bobot terkecil atau LSB yaitu A0B0, dan S0

• Input Previous Carry (Cp) pada full adder terbawah ditetapkan sebagai input carry (Ci) pada full adder paralel

Full Adder Parallel

Operasi penjumlahan pada full adder paralel

• Misalkan melakukan penjumlahan bilangan desimal 3+2, dengan anggapan Input carry (Ci)=0, maka prosesnya adalah :

Ci = 0

A = A3A2A1A0 = 0 0 1 1

B = B3B2B1B0 = 0 0 1 0 +

S = S3S2S1S0 = 0 1 0 1

Co = = 0

SM (Sign-magnitude representation)

Representasi besaran bertanda

-5 (perhatikan tanda -/negatif/minus didepan angka 5)

• 5 (desimal) dalam bilangan biner adalah 101• Karena menggunakan full adder paralel 4 bit, maka, 1

bit paling kiri menunjukkan sifat bilangannya, negatif/positif.

• Bilangan positif, menggunakan angka 0 untuk merepresentasikannya

• Angka 1 digunakan untuk merepresentasikan bilangan negatf

1101Most Significant Bit (MSB) sekaligus sebagai sign

-5 Least Significant Bit (LSB)

SM

S1C (Signed-1’s complement representation)

1101

Most Significant Bit (MSB) sekaligus sebagai sign

-5 Di komplemenkan menjadi 010

1010

SM

S1C

Representasi komplemen pertama bertanda

S2C (Signed-2’s complement representation)

1101

Most Significant Bit (MSB) sekaligus sebagai sign

-5 Di komplemenkan menjadi 010

1011

SM

S2C

Representasi komplemen kedua bertanda

1 +

Penjumlahan dengan bilangan negatif

Jenis representasi

+5 -5

SM 0101 1101

S1C - 1010

S2C - 1011

Multiplexer

• Merupakan rangkaian logika yang berfungsi memilih data yang ada pada inputnya untuk disalurkan ke outputnya dengan bantuan sinyal pemilih atau sinyal kontrol

• Kata multiplexer sering dikemukakan dalam bentuk singkat MUX

• Multiplexer disebut juga sebagai pemilih data (data selector).

• Jumlah input multiplexer adalah 2n (n=1,2,3...) dengan n merupakan jumlah bit sinyal pemilih.

Tabel kebenaran

Input Output

S1 S0 Y

0 0 I0

0 1 I1

1 0 I2

1 1 I3

Multiplexer pada dasarnya adalah rangkaian logika berbentuk AND-OR atau SOP.

Berdasarkan tabel kebenarannya, maka dapat diperoleh product atau suku persamaan SOP Y=S1 S0 I0 +S1 S0 I1 + S1 S0 I2 +S1 S0 I3

– Berdasarkan persamaan output MUX 4 ke 1 diatas, jelaskan cara kerja multiplexer, jika sinyal pemilihnya S1 S0 =00 !

– Dengan menggunakan cara penurunan yang sama dengan MUX 4 ke 1, tulislah persamaan output untuk MUX 8 ke 1!

Demultiplexer

• Merupakan rangkaian logika yang berfungsi menyalurkan data yang ada pada inputnya ke salah satu dari beberapa outputnya dengan bantuan sinyal pemilih atau sinyal kontrol.

• Dalam penyebutannya, demultiplexer sering dikemukakan dalam bentuk singkatanya saja, yaitu DEMUX.

• Demultiplexer disebut juga penyalur data (data distributor) dan fungsinya merupakan kebalikan dari fungsi multiplexer.

• Jumlah output DEMUX adalah 2n (n=1,2,3...) dengan n merupakan jumlah bit sinyal pemilih.

Tabel kebenaran

Pemilih Output

S1 S0 Y0 Y1 Y2 Y3

0 0 I 0 0 0

0 1 0 I 0 0

1 0 0 0 I 0

1 1 0 0 0 I

Demultiplexer pada dasarnya adalah kumpulan gerbang AND.

Berdasarkan tabel kebenaran diatas, diperoleh persamaan outputnya sbb :Y0=S1 S0 IY1=S1 S0 I Y2=S1 S0 IY3=S1 S0 I

Untuk sinyal pemilih S1 S0=00, tuliskan output DEMUX 3 ke 8 !

Cobalah untuk mengecek, berapa nilai Y0 Y1

Y2 Y3 untuk S1 S0=01, S1 S0=10, S1 S0=11, apakah hasilnya sudah sesuai dengan tabel kebenaran?

Tabel kebenaran

Input Output

Enable Pemilih

I S1 S0 Y0 Y1 Y2 Y3

1 x x 1 1 1 1

0 0 0 0 1 1 1

0 0 1 1 0 1 1

0 1 0 1 1 0 1

0 1 1 1 1 1 0

Encoder

Definisi :

Merupakan rangkaian logika yang berfungsi mengubah data yang ada pada inputnya menjadi kode-kode biner pada outputnya.

Contoh encoder oktal ke biner atau disebut juga encoder 8 ke 3, berfungsi mengubah data bilangan oktal pada inputnya menjadi kode biner 3 bit pada outputnya.

Tabel Kebenaran encoder prioritas 8 ke 3 input jenis active high

INPUT OUTPUT

0 1 2 3 4 5 6 7 C B A

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

X 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1

X X 1 0 0 0 0 0 0 1 0

X X X 1 0 0 0 0 0 1 1

X X X X 1 0 0 0 1 0 0

X X X X X 1 0 0 1 0 1

X X X X X X 1 0 1 1 0

X X X X X X X 1 1 1 1

Decoder

Definisi :

Merupakan rangkaian logika yang berfungsi mengkode ulang atau mentafsirkan kode-kode biner yang ada pada inputnya menjadi data asli pada outputnya, dan fungsinya merupakan kebalikan dari fungsi encoder.

Contoh : decoder 2 ke 4 berfungsi menafsirkan kode-kode biner 2 bit menjadi data asli bilangan desimal 0 sampai dengan 3.

Tabel kebenaran

Input Output

B A Y0 Y1 Y2 Y3

0 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 0

1 0 0 0 1 0

1 1 0 0 0 1