Rangkaian Logika
(Rangkaian Sekuensial dan Rangkaian Kombinasional)
NAMA : ADITYA RAMADHAN
NPM : 10414321
KELAS : 1IB06
TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS GUNADARMA
Rangkaian Sekuensial
Rangkaian logika sekuensial yang di gunakan
untuk penyimpanan, pewaktu, perhitungan dan pengurutan. Bentuk dasar dari
rangkaian logika sekuensial adalah rangkaian flip-flop yang di rangkai dari
gerbang logika seperti NAND dan AND.
Nama lain dari flip-flop adalah
Multivibrator bistabil, dimana keluarannya adalah suatu tegangan rendah (0)
atau tinggi (1). Rangkaian yang di gunakan harus di di –drive (dikendalikan) oleh satu masukkan yang disebut pemicu
(trigger). Ada tiga jenis multivibrator, yaitu: Astabil, Monostabil, dan
Bistabil. Berdasarkan cara penyimpanan
flip – flop dapat digolongkan atas:
- RS Flip – flop
- Jk Flip – flop
- D Flip – flop
- T Flip – flop
- Register
1. RS FLIP-FLOP
Flip-flop RS
atau SR (Set-Reset) merupakan dasar dari flip-flop jenis lain. Flip-flop ini
mempunyai 2 masukan: satu disebut S (SET) yang dipakai untuk menyetel (membuat
keluaran flip-flop berkeadaan 1) dan yang lain disebut R (RESET) yang dipakai
untuk me-reset (membuat keluaran berkeadaan 0).
A. FF-RS (dirangkai dari NAND gate)
Rangkaian Logika FF-RS
Tabel Kebenaran FF RS
Simbol Logika FF-RS
B. FF – RS Berdetak
Simbol Logika
Rangkaian Logika FF-RS Berdetak
Tabel Kebenaran
FF-RS Berdetak
2. D
FLIP-FLOP
Sebuah masalah
yang terjadi pada Flip-flop RS adalah dimana keadaan R = 1, S = 1 harus
dihindarkan. Satu cara untuk mengatasinya adalah dengan mengizinkan hanya
sebuah input saja dimana FF-D mampu mengatasi masalah tersebut
Simbol Logika
Rangkaian Logika
Tabel Kebenaran
3. JK FLIP-FLOP
FF JK
mempunyai masukan “J” dan “K”. FF ini “dipicu” oleh suatu pinggiran pulsa clock
positif atau negatif. FF JK merupakan rangkaian dasar untuk menyusun sebuah
pencacah. FF JK dibangun dari rangkaian dasar FF SR dengan menambahkan dua
gerbang AND pada masukan R dan S serta dilengkapi dengan rangkaian
diferensiator pembentuk denyut pulsa clock
Simbol logika
Rangkaian Logika
Tabel Kebenaran
4. T FLIP-FLOP
Nama flip-flop
T diambil dari sifatnya yang selalu berubah keadaan setiap ada sinyal pemicu (trigger)
pada masukannya. Input T merupakan satu-satunya masukan yang ada pada flip-flop
jenis ini sedangkan keluarannya tetap dua, seperti semua flip-flop pada
umumnya. Kalau keadaan keluaran flip-flop 0, maka setelah adanya sinyal pemicu
keadaan-berikut menjadi 1 dan bila keadaannya 1, maka setelah adanya pemicuan
keadaannya berubah menjadi 0. Karena sifat ini sering juga flip-flop ini
disebut sebagai flip-flop toggle (berasal dari scalar toggle/pasak).
Simbol Logika
Rangkaian Logika
Tabel Kebenaran
5. REGISTER
Register
adalah himpunan dari sejumlah sel yang masing-masing terdiri dari sebuah
flip-flop, dimana setiap sel dapat menyimpan data sebanyak 1-bit. Register ini
umumnya dapat dibaca dan ditulis sehingga berfungsi sebagai memori yang
berukuran kecil. Fungsi dari register kadang-kadang lebih dari hanya sekedar
menyimpan data, tetapi dapat juga mengolahnya secara terbatas, misalnya
menggeser kekiri atau kekanan.
Register
Pemalang (Latch)
Disebut
pemalang karena register ini berfungsi untuk memalang data. Artinya nilai data
yang menjadi masukannya akan dipertahankan pada keluarannya, walaupun masukan
tersebut telah dihilangkan. Register ini sangat diperlukan untuk menghubungkan
peralatan berkecepatan tinggi dengan yang berkecepatan rendah. Dalam hal ini
register berfungsi sebagai penyangga (buffer). Pemalang umumnya dibentuk
dengan menggunakan flip-flop D.
Jika masukan
LE (Latch Enable) tinggi maka semua flip-flop mendapat pulsa clock
sehingga menangkap data masukannya. Selanjutnya jika data masukan dihilangkan
maka nilai data sebelumnya akan tetap ada pada keluaran register. Data ini akan
tetap dipertahankan sampai ada pengambilan data yang baru.
Pemalang
Transparan
Pemalang
umumnya dibuat transparan dimana masukan LE bersifat level sensitive. Jika LE
bernilai tinggi maka nilai keluaran flip-flop yang bersangkutan akan sama
dengan nilai keluarannya. Saat LE beralih ke rendah maka nilai masukan pada
saat itu akan ditangkap dan dipertahankan.
Memori
Memori
berfungsi untuk menyimpan informasi. Jumlah data yang dapat disimpan tergantung
kapasitas memori tersebut. Ada memori yang hanya dapat dibaca (ROM) ada pula
yang dapat dibaca dan ditulis (RAM)
Register
Geser Kanan
Pada register
ini flip-flop yang dikanan mendapat masukan dari keluaran flip-flop yang
dikiri.
Register
Geser Kiri
Pada register
ini flip-flop yang dikiri mendapat masukan dari keluaran flip-flop yang
dikanan.
Register
Geser Kanan / Kiri
Masukan suatu
flip-flop bisa dari flip-flop yang dikiri ataupun yang dikanannya, tergantung
pada nilai logika masukan S (select).
Parallel
Input Serial Output
Data untuk
masing-masing flip-flop akan di-loading pada saat masukan LD (load)
berlogika tinggi. Selanjutnya data akan digeser kekanan pada setiap pulsa CP.
Serial
Input Parallel Output
Data untuk
masing-masing flip-flop akan dikeluarkan pada saat masukan OE (output enable)
berlogika tinggi.
Rangkaian
Kombinasional
Rangkaian kombinasional terdiri dari gerbang logika yang
memiliki output yang selalu tergantung pada kombinasi input yang ada. Rangkaian
kombinasional melakukan operasi yang dapat ditentukan secara logika dengan
memakai sebuah fungsi boolean.
Metode yang bisa
digunakan adalah :
- Metode Karnaugh Map (Peta Karnaugh), adalah metode penyederhanaan menggunakan diagram
atau grafis dengan dasar teknik pengenalan pola. Peta Karnaugh berisi
semua kemungkinan hasil dari rangkaian digital kombinasi.
- Metode Theorema Konsensus, adalah
metode penyederhanaan dengan cara menghilangkan term atau "term
konsensus". Dengan sepasang teorema yang variablenya muncul dalam
satu term komplemen, lalu variabel tersebut muncul dalam term asli dan
bersama-sama meninggalkan variabel yang dipilih dan komplemennya.
- Metode Aljabar Boelean, adalah metode penyederhanaan dengan cara
mendefinisikan aturan-aturan yang digunakan untuk mengekspresikan kode
bilangan biner, contoh "A OR B AND C" maka ditulis
"A+BxC".
Ada beberapa Rangkaian logika kombinasional adalah
Enkoder, Dekoder, Multiplexer, dan Demultiplexer.
1. Enkoder
Enkoder adalah rangkaian logika kombinasional
yang berfungsi untuk mengubah atau mengkodekan suatu sinyal masukan diskrit
menjadi keluaran kode biner.
Enkoder disusun dari gerbanggerbang logika
yang menghasilkan keluaran biner sebagai hasil tanggapan adanya dua atau lebih
variabel masukan. Hasil keluarannya dinyatakan dengan aljabar boole, tergantung
dari kombinasi – kombinasi gerbang yang digunakan.
Sebuah Enkoder harus memenuhi syarat
perancangan m < 2 n . Variabel m adalah kombinasi masukan dan n adalah
jumlah bit keluaran sebuah enkoder. Satu kombinasi masukan hanya dapat mewakili
satu kombinasi keluaran.
2. Dekoder
Rangkaian Dekoder mempunyai sifat yang
berkebalikan dengan Enkoder yaitu merubah kode biner menjadi sinyal diskrit.
Sebuah dekoder harus memenuhi syarat perancangan m < 2 n . Variabel m adalah
kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan. Satu kombinasi masukan
hanya dapat mewakili satu kombinasi keluaran.
3. Multiplexer
Rangkaian logika kombinasional Multiplexer atau disingkat
MUX adalah alat atau komponen elektronika yang bisa memilih input (masukan)
yang akan diteruskan ke bagian output (keluaran). Pemilihan input mana yang
dipilih akan ditentukan oleh signal yang ada di bagian kontrol (kendali)
Select.
4. Demultiplekser
Rangkaian logika kombinasional Demultiplekser adalah
Komponen yang berfungsi kebalikan dari MUX. Pada DEMUX, jumlah masukannya hanya
satu, tetapi bagian keluarannya banyak. Signal pada bagian input ini akan
disalurkan ke bagian output (channel) yang mana tergantung dari kendali pada
bagian SELECTnya.
– Suatu rangkaian diklasifikasikan
sebagai kombinasional jika memiliki sifat yaitu keluarannya ditentukan
hanya oleh masukkan eksternal saja.
– Suatu rangkaian diklasifikasikan
sequential jika ia memiliki sifat keluarannya ditentukan oleh
tidak hanya masukkan eksternal tetapi juga oleh kondisi
sebelumnya.
Perbedaan
antara rangkaian sekuensial dan rangkaian kombinasional
- Rangkaian kombinasional terdiri dari
gerbang logika yang memiliki output yang selalu tergantung pada kombinasi input
yang ada.Rangkaian kombinasional melakukan operasi yang dapat ditentukan secara
logika dengan memakai sebuah fungsi boolean.
- Rangkaian sekuensial merupakan rangkaian logika yang keadaan outputnya
tergantung pada keadaan input-inputnya juga tergantung pada keadaan output
sebelumnya. Rangkaian ini juga didefenisikan sebagai rangkaian logika yang
outputnya tergantung waktu.
Referensi:
