BAB 1. KONSEP DASAR DIGITAL

Transkripsi

1 1. KONSEP DSR DIGITL Materi : 1. Representasi entuk Digital dan nalog 2. entuk Sinyal Digital 3. Transmisi Serial & Paralel 4. Switch dalam Rangkaian Elektronika 5. Gerbang Logika Dasar 6. Tabel Kebenaran 7. nalisa Pe-waktu-an

2 Pendekatan Representasi Numerik Representasi NLOG : esarannya dinyatakan dalam tegangan, arus atau gerakan meter yang proporsional dengan nilai dari besaran itu sendiri. Contoh : Speedometer sepedamotor (kecepatan sepeda motor ditunjukkan oleh gerakan jarum) Thermostat ruangan (temperatur ruangan ditunjukkan oleh gerakan strip metalnya) Microfon pada peralatan audio

3 Representasi DIGITL esarannya tidak hanya ditunjukkan dalam nilai yang proporsional saja, tetapi juga dalam simbol yang dinamakan digit. Contoh : -Jam digital -Kalkulator -Counter pulsa telepon

4 eda sistim nalog dan Digital Sistim DIGITL Kombinasi dari sejumlah peralatan yang didisain untuk memanipulasi informasi logika atau besaran fisik yang dinyatakan dalam bentuk digital; nilainya berupa nilai-nilai diskrit. Sebagian besar berupa peralatan elektronik, juga bisa mekanik, magnetik atau pneumatik. Contoh : komputer, kalkulator, audio dan video digital, sistim telepon. Sistim NLOG Terdiri dari sejumlah peralatan untuk memanipulasi besaran fisik yang dinyatakan dalam bentuk analog. esarannya bisa bervariasi dalam rentang nilai yang kontinyu. Contoh : audio amplifier, magnetic tape recording, switch lampu

5 Keunggulan Sistem Digital 1. Mudah dalam mendisain 2. Mudah dalam penyimpanan informasi 3. Ketepatan dan akurasi tinggi 4. Pengoperasiannya dapat diprogram 5. Lebih tahan terhadap noise 6. Dapat dibuat dalam chip IC

6 agaimana mem-proses sistim analog menggunakan teknik digital? da3 langkah: 1. Ubah input analog menjadi bentuk digital 2. Lakukan pemrosesan informasi digital 3. Ubah kembali output digital ke dalam bentuk analog temperatur Peralatan /D nalog Ukur nalog Converter Digital Digital Processing Digital D/ Converter nalog Controller Pengaturan temperatur Konversi /D D/

7 entuk Sinyal Digital 5 V Vo(t) iner 1 2 V 0,8 V 0 V Tidak digunakan iner 0 4 V t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t lokasi tegangan dalam sistim digital Timing diagram sinyal digital

8 Rangkaian Digital Didisain untuk menghasilkan output digital yang bervariasi, yaitu 0 atau 1 v i Rangkaian Digital v o v i 0 V 4 V v o Case 1 5 V 0 V t v i 0,5 V 4 V v o Case 2 3,7 V 0 V t

9 Transmisi SERIL dan PRLEL Salah satu aspek penting dalam sistim digital adalah memindahkan data / informasi digital dari satu tempat ke tempat lainnya Transmisi erdasarkan jumlah circuit/kabel yang menghubungkan kedua tempat tersebut, ada 2 jenis transmisi : a. Transmisi Paralel jumlah circuit yang terhubung lebih dari 1 b. Transmisi Serial jumlah circuit yang terhubung hanya 1 Kelebihan/kekurangan : Transmisi Paralel waktu pengiriman cepat, cost mahal Contoh : D-25 (printer) Transmisi Serial waktu pengiriman lambat, cost murah Contoh : internet (RJ-45), US, D 9

10 MS Circuit LS Circuit Transmisi Paralel Circuit OUT T 0 T 1 T 2 T 3 T 4 IN Circuit Transmisi Serial

11 SWITCH DLM RNGKIN ELEKTRONIK Transisi antara level digital 1 dan 0 dapat dibuat dengan men-switch dari level tegangan satu ke level tegangan yang lain (biasanya 0V dan +5V). Komponen-komponen yang bisa dijadikan switch : -Dioda -Transistor Dioda sebagai switch Dioda Dioda 5V arus I K 5V K Forward iased Reverse iased

12 Transistor sebagai switch 5 V RC 5 V RC V out = 0 V V out = 5 V R Transistor ON R Transistor OFF 2 V Sinyal input 0 V

13 GERNG LOGIK DSR Gerbang Logika blok dasar untuk membentuk rangkaian elektronika digital Sebuah gerbang logika mempunyai satu terminal output dansatuataulebihterminal input Output-outputnya bisa bernilai HIGH (1) atau LOW (0) tergantung dari level-level digital pada terminal inputnya. da 7 gerbang logika dasar : ND, OR, NOT, NND, NOR, Ex-OR, Ex-NOR input Gerbang logika output

14 Gerbang ND Input Input Output X Simbol gerbang logika ND Operasi ND : Jika Input ND keduanya HIGH, maka output X akan HIGH Jika Input atau salah satu atau keduanya LOW maka output X akan LOW X=. Tabel Kebenaran gerbang ND 2 input INPUT Output X

15 Cara kerja Gerbang ND : V 1 1 X =. nalogi elektrikal gerbang ND +5V X=. Gerbang ND dengan switch Transistor

16 Konfigurasi Pin QUD 2-Input ND Gate (7408) V CC Quad da 4 gerbang ND 2 input ND gate gerbang ND 2 input 7408 (74 = TTL), (08 = nomor urut) GND 7 8

17 Gerbang ND dengan banyak Input C D ND 4 input X =..C.D C D E F G H ND 8 input X =..C.D.E.F.G.H INPUT Output C D X Tabel Kebenaran ND-4 input

18 Konfigurasi Pin TRIPLE 3-Input ND Gate (7411) DUL 4-Input ND Gate (7421) 1 14 V CC 1 14 V CC GND 7 8 GND 7 8

19 Gerbang OR Input Input Output X Simbol gerbang logika OR Operasi OR : Jika Input OR atau keduanya HIGH, maka output X akan HIGH Jika Input dan keduanya LOW maka output X akan LOW X= +

20 Tabel Kebenaran gerbang OR 2 input INPUT Output X Konfigurasi Pin QUD 2-Input OR Gate (7432) V CC GND

21 Cara kerja Gerbang OR : V 1 X = + nalogi elektrikal gerbang OR +5V X=+ Gerbang OR dengan switch Transistor

22 Gerbang OR dengan banyak Input C OR 3 input X = ++C C D E F G H OR 8 input X = ++C+D+E+F+G+H Tabel Kebenaran OR-3 input INPUT C Output X

23 Gerbang NOT / INVERTER Input Output X Simbol gerbang logika NOT Operasi NOT : Jika Input HIGH, maka output X akan LOW Jika Input LOW, maka output X akan HIGH X=

24 Tabel Kebenaran gerbang NOT / INVERTER Konfigurasi Pin HEX Inverting Gate (7404) INPUT Output X V CC GND 7 8

25 Gerbang NND Input Input Output X TU Input Input Output X Simbol gerbang logika NND Operasi NND : Merupakan Inversi (kebalikan) dari operasi ND Jika Input ND keduanya HIGH, maka output X akan LOW Jika Input atau atau keduanya LOW, maka output X akan HIGH X=.

26 Tabel Kebenaran gerbang NND INPUT Output X Konfigurasi Pin QUD 2-input NND Gate (7400) V CC GND

27 Gerbang NND dengan banyak Input C NND 3 input X =..C C D E F G H NND 8 input X =..C.D.E.F.G.H Tabel Kebenaran NND-3 input INPUT C Output X

28 Gerbang NOR Input Input Output X TU Input Input Output X Simbol gerbang logika NOR Operasi NOR : Merupakan Inversi (kebalikan) dari operasi OR Jika Input dan keduanya LOW, maka output X akan HIGH Jika Input OR salah satu atau keduanya HIGH, maka output X akan LOW X=+

29 Konfigurasi Pin Tabel Kebenaran gerbang NOR INPUT Output X QUD 2-Input NOR Gate (7402) V CC GND

30 Gerbang Ex-OR Input Input Output X Simbol gerbang logika Ex-OR Operasi Ex-OR : Ex-OR adalah kependekan dari Exclusive OR Jika salah satu dari kedua inputnya HIGH (bukan kedua-duanya), maka output X akan HIGH Jika kedua inputnya bernilai LOW semua atau HIGH semua, maka output X akan LOW

31 Tabel Kebenaran Gerbang Ex-OR INPUT OUTPUT X Persamaan Logika Ex-OR X = + erdasarkan Tabel Kebenaran di atas (yang bernilai output = 1), Ex-OR dapat disusun dari gerbang dasar : ND, OR dan NOT Persamaan EX-OR (dari ND, OR dan NOT) : X = + X X Gerbang Ex-OR dari ND, OR, NOT Simbol logika Ex-OR

32 Konfigurasi Pin QUD 2-Input Exclusive OR Gate (7486) V CC GND 7 8

33 Gerbang Ex-NOR Input Input Output X Simbol gerbang logika Ex-NOR Operasi Ex-NOR : Ex-NOR merupakan kebalikan dari Ex-OR Jika salah satu dari kedua inputnya HIGH (bukan kedua-duanya), maka output X akan LOW Jika kedua inputnya bernilai LOW semua atau HIGH semua, maka output X akan HIGH

34 Tabel Kebenaran Gerbang Ex-NOR INPUT OUTPUT X Persamaan Logika Ex-NOR X = + erdasarkan Tabel Kebenaran di atas (yang bernilai output = 1), Ex-NOR dapat disusun dari gerbang dasar : ND, OR dan NOT Persamaan EX-NOR (dari ND, OR dan NOT) : X = + X X Gerbang Ex-NOR dari ND, OR, NOT Simbol logika Ex-NOR

35 RINGKSN JENIS GERNG LOGIK No NM TIPE IC Simbol Logika X ND 7408 Persamaan 1 X=. Tabel Kebenaran INPUT Output X OR 7432 X X=+ INPUT Output X NOT 7404 INPUT Output X X 0 1 X= NND 7400 X X=. INPUT Output X

36 RINGKSN JENIS GERNG LOGIK cont No NM Simbol Logika TIPE IC 5 NOR 7402 X Persamaan X=+ Tabel Kebenaran INPUT Output X Ex-OR 7486 X X= + INPUT OUTPUT X Ex-NOR X X= + INPUT OUTPUT X

37 TEL KEENRN Sebuah Tabel yang digunakan untuk menganalisa respons output dari gerbang / rangkaian logika berdasarkan kombinasi input-inputnya Terdiri dari 2 bagian : Input dan Output agian input bisa terdiri dua atau lebih variabel, baik variabel input gerbang maupun variabel kontrol (mis : enable, strobe, clock) agian output juga bisa terdiri dari satu atau lebih variabel da 3 var. input (n=3, yaitu X,Y,Z) Jumlah data = 8 (=2 n ) (masing-masing 3 bit) INPUT OUTPUT X Y Z W da 1 var. output, dimana masing-masing data mempunyai nilai 1 atau 0

38 NLIS PE-WKTU-N Cara penganalisaan response output terhadap kombinasi input-inputnya pada periode waktu tertentu, Cara penganalisaaan yang lain adalah dengan Tabel Kebenaran Peralatan yang digunakan disebut : Timing Diagram (Diagram pe-waktu-an). entuk Timing Diagram : INPUT OUTPUT X 1 0 t0 t1 t2 t3 t4 t5

39 Contoh : 1. uatlah timing diagram untuk mendapatkan output dari gerbang ND berikut ini : X Jawab : X 1 0

40 2. uatlah timing diagram untuk mendapatkan output dari gerbang Ex-OR berikut ini : X Jawab : X 1 0

41 Soal Latihan : 1. Sebuah input data mempunyai urutan : Gambarkan bentuk gelombang dari data input tersebut dalam representasi sinyal digital. 2. Sebutkan 3 jenis aplikasi yang menggunakan teknologi digital. 3. uat Tabel Kebenaran untuk gerbang ND-3 input berikut ini : C X

42 4. uat Tabel Kebenaran untuk gerbang NOR-4 input berikut ini : C D X 5. uat Timing Diagram untuk output X dari gerbang OR-3 input berikut ini : C X C 1 0