MODUL DASAR TEKNIK DIGITAL

MODUL DASAR TEKNIK DIGITAL ELECTRA ELECTRONIC TRAINER alexandernugroho@gmail.com HP: 08112741205 2/23/2015

BAB I GERBANG DASAR 1. 1 TUJUAN PEMBELAJARAN Peserta diklat / siswa dapat : Memahami konsep dasar rangkaian logika digital. Memahami prinsip dasar gerbang logika AND, OR, NOT, NAND,NOR. Memahami prinsip dasar gerbang logika eksklusif OR dan NOR.ian Materi 1. 2 URAIAN MATERI 1.2.1 Konsep dasar rangkaian logika digital. Besaran digital adalah besaran yang terdiri dari besaran level tegangan High dan Low, atau dinyatakan dengan logika 1 dan 0. Level high adalah identik dengan tegangan 5 Volt atau logika 1, sedang level low identik dengan tegangan 0 Volt atau logika 0. Untuk sistem digital yang menggunakan CMOS level yang digunakan adalah level tegangan 15 Volt dan 0 Volt Sebagai gambaran perbedaan besaran digital dan analog adalah seperti penunjukan alat ukur. Alat ukur analog akan menunjukkan besaran analog, sedangkan alat ukur digital akan menunjukkan display angka yang disusun secara digital (7-segment). Pada Gambar 1 diperlihatkan Tegangan analog (gambar c) dan Tegangan digital pada gambar d. Gambar 1a dan b memperlihatkan besaran digital yang hanya ada harga 0 dan 5V untuk di peralatan yang menggunakan TTL serta 0 dan 15V untuk di peralatan yang menggunakan C- MOS Pengukuran dengan menggunakan osiloskop (CRO=Chathode x-ray Oscilloscope) pada Gambar 1a memperlihatkan besaran analog dan pada Gambar 1b memperlihatkan besaran digital. a. Besaran Digital TTL b. Besaran Digital C-MOS c. Tegangan Analog d. Tegangan digital ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 2

1.2.2 Prinsip dasar gerbang logika AND, OR, NOT, NAND, NOR. Gerbang NOT Gerbang dasar NOT adalah rangkaian pembalik / inverter. Rangkaian ekivalennya adalah sebuah rangkaian listrik seperti gambar 1 di bawah. Bila saklar A dihubungkan (on), maka lampu akan mati. Sebaliknya bila saklar A diputus (off), maka lampu akan menyala. Sehingga bisa disimpulkan bahwa akan terjadi keluaran Q= 1 hanya bila masukan A= 0. Rangkaian listrik : +12V Gambar 1. Rangkaian ekivalen gerbang NOT Fungsi persamaan gerbang NOT A = A Gambar 2 simbol gerbang NOT Tabel1. Tabel kebenaran NOT Diagram masukan-keluaran dari gerbang NOT seperti ditunjukkan pada gambar 9 di bawah. Keluaran akan selalu memiliki kondisi logik yang berlawanan terhadap masukannya. ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 3

Gambar 3 Diagram pulsa Praktikum 1 gerbang NOT Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC NOT 74LS04 4. Kabel Jumper Langkah kerja 1. Cek kondisi komponen dan peralatan, pastikan dalam keadaan baik 2. Pasang IC NOT perhatikan posisi IC jangan sampai terbalik, perhatikan gambar 4a, gambar 4b, gambar 4c dan gambar 4d berikut; Gambar4a. cara pegang IC yang benar Gambar4b. Posisi pin IC Gambar 4c Gambar 4.d 3. Pastikan saklar On/Off Trainer digital dalam keadaan Off 4. Pasangkan IC pada soket IC Trainer digital pilih salah satu soket IC 1,2 3 atau 4 ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 4

5. Pilih salah satu gerbang NOT,contoh gerbang NOT 1 pin 1, 2 IC 74LS04, kemudian pasang kabel jumper black housing 2 pin, hubungkan pin 1 pada saklar togglle input logik 1-0 A, hubungkan pin 2 output pada indikator QA 6. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 7. Jika sudah benar penyambungan kabel, hidupkan Trainer Digital ( saklar On ) 8. Lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel2 dan lengkapi gambar 8 diagram pulsa gerbang NOT Tabel kebenaran Gerbang NOT INPU T OUTP UT V OUTPUT A QA VQA 0 1 Aljabar boole Q =.... Gerbang AND Gerbang dasar AND adalah ekivalen dengan dua buah saklar terbuka yang terpasang seri seperti terlihat pada gambar 5 dibawah Gambar 5 Rangkaian listrik ekivalen AND Rangkaian yang terdiri dari dua buah saklar A dan B, sebuah relay dan sebuah lampu. Lampu hanya akan menyala bila saklar A dan B dihubungkan (on). Sebaliknya lampu akan mati bila ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 5

salah satu saklar atau semua saklar diputus (off). Sehingga bisa dirumuskan hanya akan terjadi keluaran 1 bila A= 1 dan B= 1. Gerbang AND disimbolkan dalam rangkaian elektronika ditunjukan oleh gambar 6 berikut Simbol standar IEC standar USA Gambar 6. Simbol gerbang AND Fungsi persamaan dari gerbang AND f(a,b) = A B Tabel 2. Tabel kebenaran dari gerbang AND Diagram masukan-keluaran dari gerbang AND terlihat bahwa pada keluaran akan memiliki logik high 1 bila semua masukan A dan B berlogik 1 Gambar 7 diagram masukan gerbang AND ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 6

Praktikum 2 gerbang AND Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC AND 74LS08 4. Kabel Jumper Langkah kerja 1. Cek kondisi komponen dan peralatan, pastikan dalam keadaan baik 2. Pasang IC AND perhatikan posisi IC jangan sampai terbalik, perhatikan gambar 8a, gambar 8b, gambar 8c dan gambar 8d berikut; Gambar 8a. cara pegang IC yang benar Gambar 8b. Posisi pin IC Gambar 8c. Konstruksi gerbang AND gambar 8d. Percobaan gerbang AND 3. Pastikan saklar On/Off Trainer digital dalam keadaan Off 4. Pasang kan IC pada Trainer digital pilih salah satu soket IC 1,2 3 atau 4 5. Pilih salah satu gerbang AND contoh gerbang AND 1 pin 1, 2, 3 IC 74LS08, kemudian pasang kabel jumper black housing 3 pin, hubungkan pin 1 dan 2 pada saklar togglle input logik 1-0 A dan B, hubungkan pin 3 output pada indikator QA 6. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 7. Jika sudah benar penyambungan kabel, hidupkan Trainer Digital ( saklar On ) ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 7

8. Lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel2 dan lengkapi gambar 9 diagram pulsa gerbang AND Tabel Kebenaran Gerbang AND. INPUT OUTPUT V OUTPUT B A QA VQA 0 0 0 1 1 0 1 1 Persamaan Boolean Q = Gambar 9 Diagram pulsa gerbang AND Praktikum 2.B Gerbang AND dengan 3 masukan Gambar 10 Rangkaian percobaan 1. Pilih salah dua gerbang AND contoh gerbang AND 1 pin 1, 2, 3 dan gerbang AND2 pin 4,5,6 IC 74LS08, kemudian pasang kabel jumper black housing 2 pin 2 buah, hubungkan pin 1 dan 2 pada saklar togglle input logik 1-0 A dan B, hubungkan pin 3 output pada pin 4 gerbang AND 2 dan pin 5 AND2 dengan saklar toggle input C serta hubungkan pin 6 dengan indikator QA ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 8

2. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 3. Pastikan saklar On/Off Trainer digital dalam keadaan Off 4. Hidupkan trainer digital, lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel 3 dan lengkapi persamaan boolean serta gambar 11 diagram pulsa gerbang AND 5. Tabel kebenaran INPUT OUTPUT V OUTPUT C B A QA VQA 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Persamaana Boole Q =.... ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 9

Gambar 11. Diagram pulsa Gerbang OR Gerbang dasar OR adalah ekivalen dengan dua buah saklar terbuka yang terpasang parallel / jajar seperti terlihat pada gambar 12 di bawah. Rangkaian terdiri dari dua buah saklar yang terpasang secara parallel, sebuah relay dan lampu. Lampu akan menyala bila salah satu atau ke dua saklar A dan B dihubungkan (on). Sebaliknya lampu hanya akan padam bila semua saklar A dan B diputus (off). Maka bisa dirumuskan bahwa akan terjadi keluaran 1 bila salah satu saklar A= 1 atau B= 1, dan akan terjadi keluaran 0 hanya bila saklar Rangkaian listrik : A= 1 dan B= 1. +12V Gambar 12 rangkaian ekivalen gerbang OR Simbol standar IEC standar USA Gambar 13 simbol gerbang OR ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 10

Tabel 3. Tabel kebenaran OR Gambar 14. Diagram pulsa OR Diagram masukan-keluaran diperlihatkan seperti gambar di bawah. Pada keluaran A+B hanya akan memiliki logik low 0 bila semua masukan - masukannya A dan B memiliki logik 0 Praktikum 3 gerbang OR Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC OR 74LS32 4. Kabel Jumper Langkah kerja 1. Cek kondisi komponen dan peralatan, pastikan dalam keadaan baik 2. Pasang IC OR perhatikan posisi IC jangan sampai terbalik, perhatikan gambar 15a, gambar 15b, gambar 15c dan gambar 15d berikut; Gambar 15a. cara pegang IC yang benar Gambar 15b. Posisi pin IC ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 11

Gambar 15c. Konstruksi gerbang OR gambar 15d. Percobaan gerbang OR 3. Pastikan saklar On/Off Trainer digital dalam keadaan Off 4. Pasang kan IC pada Trainer digital pilih salah satu soket IC 1,2 3 atau 4 5. Pilih salah satu gerbang OR contoh gerbang OR 1 pin 1, 2, 3 IC 74LS32, kemudian pasang kabel jumper black housing 3 pin, hubungkan pin 1 dan 2 pada saklar togglle input logik 1-0 A dan B, hubungkan pin 3 output pada indikator QA 6. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 7. Hidupkan trainer digital, lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel2 dan lengkapi gambar 16 diagram pulsa gerbang OR INPUT OUTPUT V OUTPUT B A QA VQA 0 0 0 1 1 0 1 1 Persamaan Boole Q =.... ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 12

Gambar 16 Diagram pulsa Praktikum 3B. Gerbang OR dengan 3 masukan 1. Pastikan saklar On/Off Trainer digital dalam keadaan Off 2. Pilih dua gerbang OR contoh gerbang OR 1 pin 1, 2, 3 dan gerbang OR2 pin 4,5,6 IC 74LS32, kemudian pasang kabel jumper black housing 2 pin 2 buah, hubungkan pin 1 dan 2 pada saklar togglle input logik 1-0 A dan B, hubungkan pin 3 output pada pin 4 gerbang OR 2 dan pin 5 OR 2 dengan saklar toggle input C serta hubungkan pin 6 dengan indikator QA 3. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 4. Lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel 3 dan lengkapi persamaan boolean serta gambar 17 diagram pulsa gerbang OR ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 13

Tabel kebenaran INPUT OUTPUT V OUTPUT C B A QA VQA 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Persamaan Boole Q =.... Gambar 17 ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 14

Gerbang NAND Gerbang dasar NAND adalah ekivalen dengan dua buah saklar terbuka yang terpasang seri. Akan terjadi keluaran Q= 1 hanya bila A= 0 dan B= 0. Gerbang NAND sama dengan gerbang AND dipasang seri dengan gerbang NOT. Rangkaian listrik : Gambar 18 Fungsi persamaan gerbang NAND Tabel Kebenaran gerbang NAND Diagram masukan-keluaran dari gerbang NAND, keluaran memiliki logik 0 hanya bila ke dua masukannya berlogik 1 Gambar 19 Diagram pulsa NAND ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 15

Praktikum 4 gerbang NAND Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC NAND 74LS00 4. Kabel Jumper Langkah kerja 1. Cek kondisi komponen dan peralatan, pastikan dalam keadaan baik 2. Pasang IC NAND perhatikan posisi IC jangan sampai terbalik, perhatikan gambar 20a, gambar 20b, gambar 20c dan gambar 20d berikut; Gambar 20a. cara pegang IC yang benar Gambar 20b. Posisi pin IC Gambar 20 d 3. Pastikan saklar On/Off Trainer digital dalam keadaan Off 4. Pasang kan IC pada Trainer digital pilih salah satu soket IC 1,2 3 atau 4 5. Pilih salah satu gerbang NAND contoh gerbang NAND 1 pin 1, 2, 3 IC 74LS00, kemudian pasang kabel jumper black housing 3 pin, hubungkan pin 1 dan 2 pada saklar togglle input logik 1-0 A dan B, hubungkan pin 3 output pada indikator QA 6. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 7. Pastikan sambungan sudah benar, kemudian hidupkan trainer digital ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 16

8. Lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel2 dan lengkapi gambar21 diagram pulsa gerbang NAND INPUT OUTPUT V OUTPUT B A QA VQA 0 0 0 1 1 0 1 1 Persamaan boole Q =.... Gambar 21 diagram Pulsa NAND ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 17

Gerbang NOR parallel / jajar. Gerbang dasar NOR adalah ekivalen dengan dua buah saklar terbuka yang terpasang Gambar 22 rangkaian ekivalen gerbnag NOR Akan terjadi keluaran 1 bila semua saklar A= 0 atau B= 0. Gerbang NOR sama dengan gerbang OR dipasang seri dengan gerbang NOT. Fungsi persamaan gerbang NOR Gambar simbol gerbang NOR Tabel kebenaran gerbang NOR Diagram masukan keluaran seperti terlihat pada gambar di bawah. Keluaran hanya akan memiliki logik 1, bila semua masukannya berlogik 0 ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 18

Gambar 23 Diagram pulsa gerbang NOR Praktikum 5 gerbang NOR Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC NOR 74LS02 4. Kabel Jumper Langkah kerja 1. Cek kondisi komponen dan peralatan, pastikan dalam keadaan baik 2. Pasang IC NAND perhatikan posisi IC jangan sampai terbalik, perhatikan gambar 25a, gambar 25b, gambar 25c dan gambar 5d berikut; Gambar 25a. cara pegang IC yang benar Gambar 25b. Posisi pin IC Gambar 25 c Gambar 25 d ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 19

3. Pastikan saklar On/Off Trainer digital dalam keadaan Off 4. Pasang kan IC pada Trainer digital pilih salah satu soket IC 1,2 3 atau 4 5. Pilih salah satu gerbang NOR contoh gerbang NOR 1 pin 1, 2, 3 IC 74LS02, kemudian pasang kabel jumper black housing 3 pin, hubungkan pin 3 dan 2 pada saklar togglle input logik 1-0 A dan B, hubungkan pin 1 output pada indikator QA 6. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 7. Hidupkan trainer lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel dan lengkapi gambar 26 diagram pulsa gerbang NOR Tabel kebenaran NOR INPUT OUTPUT V OUTPUT B A QA VQA 0 0 0 1 1 0 1 1 Persamaan aljabar Boole Q =.... Gambar 26 ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 20

Exclusive OR (EX-OR) Gerbang EX-OR sering ditulis dengan X-OR adalah gerbang yang paling sering dipergunakan dalam teknik komputer. Gerbang EX-OR hanya akan memiliki keluaran Q= 1 bila masukan-masukan A dan B memiliki kondisi berbeda. Pada gambar 29 yang merupakan gambar rangkaian listrik ekivalen EX-OR diperlihatkan bahwa bila saklar A dan B masingmasing diputus (off), maka lampu akan mati. Bila saklar A dan B masing-masing dihubungkan (on), maka lampu juga mati. Bila saklar A dihubungkan (on) sedangkan saklar B diputus (off), maka lampu akan menyala. Demikian pula sebaliknya bila saklar A diputus (off) dan saklar B dihubungkan (on) maka lampu akan menyala. Sehingga bisa disimpulkan bahwa lampu akan menyala hanya bila kondisi saklar A dan B berlawanan. Tanda dalam pelunilsan EX-OR adalah dengan tanda. Gambar 29 Persamaam aljabar bool Tabel kebenaran ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 21

Gambar 30 Praktikum 6 gerbang EXOR Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC NOR 74LS86 4. Kabel Jumper Langkah kerja 1. Cek kondisi komponen dan peralatan, pastikan dalam keadaan baik 2. Pasang IC EX-OR perhatikan posisi IC jangan sampai terbalik, perhatikan gambar 31a, gambar 31b, gambar 31c dan gambar 31d berikut; Gambar 31a. cara pegang IC yang benar Gambar 31b. Posisi pin IC Gambar 31 c Gambar 31d ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 22

3. Pasang kan IC pada Trainer digital pilih salah satu soket IC 1,2 3 atau 4 4. Pilih salah satu gerbang EX-OR contoh gerbang EX-OR 1 pin 1, 2, 3 IC 74LS86, kemudian pasang kabel jumper black housing 3 pin, hubungkan pin 1 dan 2 pada saklar togglle input logik 1-0 A dan B, hubungkan pin 3 output pada indikator QA 5. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel 6. Lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel2 dan lengkapi gambar32 diagram pulsa gerbang EX-OR INPUT OUTPUT V OUTPUT B A QA VQA 0 0 0 1 1 0 1 1 Persamaan aljabar boole Q =.... Gambar 32 ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 23

Gerbang EX-NOR (Exlusive-NOR) Pada gambar 33 adalah rangkaian listrik ekivalen dengan gerbang EX-NOR. Bila saklar A dan B masing-masing dihubungkan (on) atau diputus (off) maka lampu akan menyala. Namun bila saklar A dan B dalam kondisi yang berlawanan, maka lampu akan mati. Sehingga bisa disimpulkan bahwa gerbang EX-NOR hanya akan memiliki keluaran Q= 1 bila masukan-masukan A dan B memiliki kondisi yang sama. Rangkaian listrik : Gambar 33 Persamaan aljabar Boole Tabel kebenaran Diagram masukan keluaran dari gerbang EX-NOR seperti terlihat pada gambar di bawah. Keluaran hanya akan memiliki logik 1 bila masukan-masukannya memiliki kondisi logik sama, logik 0 maupun logik 1 ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 24

Gambar 34 Praktikum 7 gerbang EXNOR Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC NOR 74LS266 4. Kabel Jumper Langkah kerja 1. Cek kondisi komponen dan peralatan, pastikan dalam keadaan baik 2. Pasang IC EX-NOR perhatikan posisi IC jangan sampai terbalik, perhatikan gambar 35a, gambar 35b, gambar 35c dan gambar 35d berikut; Gambar 35a. cara pegang IC yang benar Gambar 35b. Posisi pin IC Gambar 35c Gambar 35d ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 25

3. Pasang kan IC pada Trainer digital pilih salah satu soket IC 1,2 3 atau 4 4. Pilih salah satu gerbang EX-NOR contoh gerbang EX-NOR 1 pin 1, 2, 3 IC74LS266, kemudian pasang kabel jumper black housing 3 pin, hubungkan pin 1 dan 2 pada saklar togglle input logik 1-0 A dan B, hubungkan pin 3 output pada indikator QA 5. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 6. Lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel2 dan lengkapi gambar 36 diagram pulsa gerbang EX-NOR INPUT OUTPUT V OUTPUT B A QA VQA 0 0 0 1 1 0 1 1 Persamaan aljabar boole Q =.... Gambar 36 ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 26

Rangkaian kombinasi gerbang Digital Rangkaian kombinasi gerbang digital merupakan rangkaian gabungan antara 2 dan 3 atau lebih dari macam macam gerbang digital sehingga membentuk suatu gerbang digital tersendiri. Contoh kombinasi gerbang NOT dan AND membentuk gerbang NAND, berikut beberapa kombinasi gerbang digital; 1. NOT dan AND = NAND 2. NOT dan OR = NOR 3. NOT dan EXOR = EXNOR dan kombinasi lainya bisa dilakukan percobaan tersendiri Praktikum 8 kombinasi gerbang AND dan NOT Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC AND 74LS 08 dan IC NOT 74LS04 4. Kabel Jumper Langkah kerja 1. Pastikan Trainer digital dalam kondisi Off 2. Pasang kan IC pada Trainer digital pilih dua soket IC 1dan 2 atau 3 dan 4 3. Pilih salah satu gerbang AND contoh gerbang AND 1 pin 1, 2, 3 IC74LS08, kemudian pasang kabel jumper black housing 3 pin, hubungkan pin 1 dan 2 pada saklar togglle input logik 1-0 A dan B, hubungkan pin 3 output pada salah satu gerbang NOT IC74LS04 contoh gerbang NOT 1 pin 1 dan pin 2 out pada indikator QB 4. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 5. Pastikan semua sambungan kabel benar, hidupkan Trainer Digital (kondisi saklar On ) 6. Lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel2 dan lengkapi gambar 37 diagram pulsa gerbang NAND ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 27

Tabel Kebenaran INPUT OUTPUT OUTPUT B A QA QB 0 0 0 1 1 0 1 1 Gambar 37 Praktikum 9 kombinasi gerbang NOT dan OR Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC NOT 74LS 04 dan IC OR 74LS32 4. Kabel Jumper ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 28

Langkah kerja 1. Pastikan Trainer digital dalam kondisi Off 2. Pasang kan IC pada Trainer digital pilih dua soket IC 1dan 2 atau 3 dan 4 3. Pilih salah satu gerbang OR contoh gerbang OR 1 pin 1, 2, 3 IC74LS32, kemudian pasang kabel jumper black housing 3 pin, hubungkan pin 1 dan 2 pada saklar togglle input logik 1-0 A dan B, hubungkan pin 3 output pada salah satu gerbang NOT IC74LS04 contoh gerbang NOT 1 pin 1 dan pin 2 out pada indikator QB 4. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 5. Pastikan sambungan kabel sudah benar, hidupkan trainer Digital ( 6. kondisi saklar On ) 7. Lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel2 dan lengkapi gambar 38 diagram pulsa gerbang NOR INPUT OUTPUT OUTPUT B A QA QB 0 0 0 1 1 0 1 1 ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 29

Gambar 38 ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 30

BAB 11 FLIP-FLOP1 2.1TUJUAN PEMBELAJARAN Peserta diklat / siswa dapat : Memahami prinsip dasar rangkaian S-R Flip-Flop. Memahami prinsip dasar rangkaian D Flip-Flop. Memahami prinsip dasar rangkaian J-K Flip-Flop. Memahami rangkaian Toggling Mode J-K Flip-Flop. Memahami prinsip dasar penghitung Naik Asinkron (Asynchron Up Counter) Memahami prinsip dasar penghitung Turun Asinkro (Asynchrony Down Counter) Memahami prinsip dasar penghitung Naik Sinkron (Synchrony Up Counter) Memahami prinsip dasar penghitung Turun Sinkron (SynchronyDown Counter) 2.2 URAIAN MATERI 2.2.1 Prinsip dasar rangkaian S-R Flip-Flop. S-R flip-flop (bistabel flip-flop) Untuk menyederhanakan PSNS, maka dikembangkan set-reset flipflop. Pada kondisi S = 0 dan R =0, maka kondisi X(t+1) = X(t). Bila S = 1 dan R = 0, maka kondisi X(t+1) = 1. Bila S = 0 dan R = 1, maka X(t+1)= 0. Bila S = 1 dan R = 1 maka X(t+1) tidak didefinisikan. Tabel kebenaran SR FF ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 31

Gambar 39 simbol SR FF Clocked S-R FLIP-FLOP Sebuah S-R flip flop adalah rangkaian S-R flip-flop yangdikendalikan oleh clock. Set dan reset akan dikendalikan oleh kondisi clock. Set dan reset akan berfungsi hanya bila kondisi clock adalah high ( 1 ), sebaliknya set dan reset tidak akan berfungsi atau X(t+1) = X(t) bila kondisi clock adalah low ( 0 ). Gambar 40 Rangkaian clocked S-R flip-flop Clocked S-R flip-flop bisa dikembangkan dengan menggunakan gerbang NAND. Gambar 41 ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 32

2.2.2 Prinsip dasar rangkaian D Flip-Flop. Data flip-flop (D-flip flop) adalah sebuah register yang berfungsi mengendalikan atau menyimpan data masukan. Antara masukan J dan K terhubung gergang NOT, sehingga rangkaian ini hanya memiliki sebuah masukan D saja. Gambar 42 Gambar Simbol D-flip-flop Dari gambar 6 tersebut di atas maka bisa dituliskan tabel kebenaran D flip-flop seperti di tabel bawah. Tabel kebenaran D flip flop Persamaan D flip flop: X(t+1) = D(t) 2.2.3 Prinsip dasar rangkaian J-K Flip-Flop. Pengembangan dari RS flip flop yang lain adalah JK flip flop. Rangkaian ini memiliki masukan J dan K, kendali clock C dan keluaran X dan X. Gambar 43 Simbol JK FF ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 33

Tabel kebenaran JK FF Dari tabel kebenaran tersebut di atas bisa dituliskan persamaan JK flip-flop X(t 1) J(t)X(t) K(t)X(t) Rangkaian Toggling Mode J-K Flip-Flop. Toggle flip flop dipersiapkan untuk mendisain sebuah counter (pencacah). Masukan J dan K dihubungkan menjadi satu sebagai masukan T. sebuah kendali clock C dan keluaran keluaran X dan X Tabel kebenaran Dari Tabel 4 Tabel Kebenaran bisa dituliskan persamaan T flip-flop seperti persamaan di bawah. X(t+1)=T X. 2.3.4 Penghitung Naik Asinkron (Asynchron Up Counter) Penghitung naik yang terdiri dari empat bit keluaran Q1, Q2, Q3, Q4. Clock diberi masukan dari keluaran rangkaian sebelumnya (tidak serempak). Rangkaian ini akan menghitung 0000 sampai dengan 1111 Rangkaian penghitung naik asinkron diperlihatkan pada Gambar 44 sedang gambar pulsanya diperlihatkan pada Gambar 9b ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 34

Gambar 44 Keluaran rangkaian akan berubah kondisinya hanya bila pulsa pada masukan clock C bergerak dari high ( 1 ) ke low ( 0 ), pada kondisi lain maka keluaran akan tetap dipertahankan. ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 35

Praktikum 10 kombinasi gerbang SR FF Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC NOT 74LS 08 dan IC OR 74LS02 4. Kabel Jumper Langkah kerja Gambar ekivalen S R FF 1. Pastikan Trainer digital dalam kondisi Off 2. Pasang kan IC pada Trainer digital pilih dua soket IC 1 dan 2 atau 3 dan 4 3. Pilih dua gerbang AND contoh gerbang AND 1 dan 2 pin 1, 2, 3,4,5,6 IC74LS04, kemudian pasang kabel jumper black housing 3 pin, hubungkan pin 1 dan 2 pada saklar togglle input logik 1-0 A dan B, hubungkan pin 3 output pada salah satu gerbang NAND IC74LS02 contoh gerbang NAND 1 pin 1,2,3 dan pin NAND 2 out pada indikator, QA, QB 4. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 5. Pastikan sambungan kabel sudah benar, hidupkan trainer Digital ( kondisi saklar On ) dan hubungkan Clock Output pada Clock JK FF atur frek dari 1HZ 1Khz 6. Lakukan percobaan dengan merubah posisi logikan input seperti tabel2 dan lengkapi gambar 37 diagram pulsa gerbang SR FF ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 36

ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 37

2 6 R R Praktikum 11 Counter Up 2 JK FF Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC NOT 74LS78 / 74LS73 4. Kabel Jumper Langkah kerja 1. Pastikan Trainer digital dalam kondisi Off 2. Pasang kan IC pada Trainer digital pilih salah satu soket IC 1, 2, 3, 4 3. Pilih dua gerbang JK FF 1 dan 2 pin 1, 2, 3,4, 5, 6,8,9 11 IC74LS78, kemudian pasang kabel jumper black housing 1 pin, 3 pin, hubungkan pin 1 dan 4, hubungkan pin 2 dengan pin 8 dan 11 hubungkan pin 6 pada out pada indikator QA 4. Hubungkan VCC IC dengan +5v dan Gnd IC dengan Gnd menggunakan kabel jumper black housing 2 pin 5. Pastikan sambungan kabel sudah benar, hidupkan trainer Digital ( kondisi saklar On ) CATATAN : IC 74LS73 KONFIGURASI VCC TIDAK SESUAI DENGAN TRAINER JIKA MENGGUNAKAN IC 74 LS 73 HUBUNGKAN PIN 11 DENGAN GND DAN PIN 4 DENGAN VCC LIHAT KONTRUKSI IC 74LS73 BERIKUT: U1:A 74LS73 U1:B 74LS73 +5V 14 J Q 12 7 J Q 9 out QA 1 CLK 5 CLK clock 3 K Q 13 10 K Q 8 reset ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 38

Tabel kebenaran 2.4. Dasar Seven Segment Aplikasi Seven Segment Common Anode (CA) Pada 7 segment CA semua anoda LED dihubungkan menjadi satu dan disebut sebagai Common Anode, sementara katoda LED diberi nama a, b, c, d, e, f, g dan dp (dot/titik). Tanda bar diatas menunjukkan bahwa pin tersebut adalah aktif low. Sebagai contoh untuk membentuk angka 2 maka pin common diberi tegangan + sedangkan pin a, c, d, f dan g diberi tegangan 0 volt. Besarnya tegangan forward (Vf) LED dapat dilihat dari lembaran data sheet tiap produk seven segment. Konfigurasi Seven Segment Common Anode Seven segment adalah tampilan angka yang terdiri dari 7 LED yang disusun membentuk angka 8 ditambah 1 LED sebagai titik (dot). Ada dua tipe 7 Segment yaitu : Common Anode dan Common Cathode A F G B E C D ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 39

ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 40

Praktikum 12 BCD to 7 Segment Alat Dan Bahan 1. Trainer Digital 2. Multitester 3. IC 74LS47 4. Kabel Jumper Langkah kerja 1. Pastikan Trainer digital dalam kondisi Off 2. Hubungkan 4 toggle switch logic 0-1 A,B,C,D menggunakan kabel black housing yang tersedia terhadap input IC BCD to 7 Segment yaitu soket IN ABCD. 3. Pastikan urutan kabel sudah benar, hidupkan trainer digital 4. kemudian lakukan perubahan switch toggle logic 0 ke 1 urutkan seperti tabel berikut: NO A B C D DISPLAY 1 0 0 0 0 7 SEGMENT 2 1 0 0 0 3 0 1 0 0 4 1 1 0 0 5 0 0 1 0 6 1 0 1 0 7 0 1 1 0 8 1 1 1 0 9 0 0 0 1 10 1 0 0 1 ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 41

Pengujian Counter Up dan Down Hubungkan soket IN ABCD pada IC TTL 74LS47 dengan output ABCD IC 74LS90, pastikan terhubung dengan benar sehingga kondisi awal display 7 segment menampilkan angka 0 kemudian hubungkan output clock terhadap CO atau CLOCK pada IC 74LS90 dan switch toggle logic 1-0 dengan IN ( Down /Up ), jika hubungan kabel ABCD benar maka 7 segment akan mulai menghitung Up/Down counter sesuai switch logic IN ELECTRA MODUL TRAINER DIGITAL 2015 42