MAKALAH
SISTEM DIGITAL
Makalah ini di susun guna memenuhi tugas Mata Kuliah Sistem Digital yang di ampu oleh Bpk Heri Surahman, ST
Disusun Oleh :
Dandi Yudianto (0610300755201131001)
UNIVERSITAS SAINS AL-QUR’AN (UNSIQ)
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
PENGERTIAN TENTANG SISTEM DIGITAL
Sistem Digital adalah suatu sistem yang berfungsi untuk mengukur suatu nilai atau besaran yang bersifat tetap atau tidak teratur dalam bentuk diskrit berupa digit digit atau angka angka .Biasanya sebelum mempelajari lebih dalam tentang sistem digital pertama pasti kita akan mempelajari yang namanya Sistem Bilangan ,ada 4 jenis sistem bilangan yaitu biner ,oktal ,desimal ,hexadesimal .
Bilangan Biner adalah bilangan yang hanya punya basis 2 atau bilangan basis 2 ,yaitu 0 dan 1, Bilangan Oktal adalah bilangan yang hanya punya basis 8 atau bilangan basis 8 , yaitu 0,……,7. Bilangan Desimal adalah bilangan yang hanya punya basis 10 atau bilangan basis 10 ,yaitu 0,…….9. Bilangan Hexadesimal adalah bilangan yang hanya punya basis 16 atau bilangan basis 16 ,yaitu 0,……..9 ,A ,B ,C ,D ,E ,F (A=10 ,B=11 ,C=12 ,D=13 ,E=14 ,F=15)
Konversi Bilangan adalah mengubah suatu sistem bilangan menjadi sistem bilangan lain.
a. Biner
Hampir semua sistem digital menggunakan sistem bilangan biner sebagai dasar sistem bilangan dari operasinya, meskipun sistem-sistem bilangan lain sering digunakan secara bersama-sama dengan biner. Dengan menggunakan 2 level yang ada pada sistem biner maka sangatlah mudah untuk mendesain rangkaian – rangkaian elektronik yang akurat dibandingkan dengan menggunakan 10 level yang ada pada sistem desimal.
Dalam sistem biner, hanya ada 2 simbol atau digit yaitu 0 dan 1 yang dikenal juga dengan system basis-2. Sistem biner ini dapat digunakan untuk menyatakan setiap kuantitas yang dapat dinyatakan dalam desimal atau sistem bilangan yang lainnya.
Tabel berikut menunjukkan urutan hitungan pada system bilangan biner.
Caranya mudah ,kita hanya menyekatnya atau mengelompokkan berisi 3 bit bilangan ,dalam bentuk bilangan oktal ,111 = 4+2+1 = 7 ,sistem oktal ini disebut sistem 421.
Contohnya
110011010(2) = 110 011 010 = 4+2+0 0+2+1 0+2+0 = 632(8)
Biner ke Desimal
Kita hanya tinggal mengalikan setiap bitnya dengan 2n ,n = posisi bit ,MSB berarti pangkatnya paling besar , sedangkan LSB pangkatnya paling kecil atau = 0, lalu hasilnya dijumlahkan .
Contoh :
110011010(2) = (1×28) + (1×27) + (0×26) +(0×25) + (1×24) + (1×23) + (0×22) + (1×21) +(0×20) = 256 + 128 + 0 + 0 + 16 + 8 + 0 + 2 + 0 = 410(10)
Biner ke Hexadesimal
Caranya mudah ,kita hanya menyekatnya atau mengelompokkan berisi 3 bit bilangan , alam bentuk bilangan oktal ,1111 = 8+4+2+1 = 15/F , sistem hexadesimal ini disebut sistem 8421.
Contoh :
10110011010(2) = 1101 1001 1010 = 8+4+0+1 8+0+0+1 8+0+2+0 = 13 9 10 = D9A(16)
b. Oktal
Ada beberapa konversi bilangan pada bilangan octal , antara lain :
Oktal ke Desimal
Kita hanya tinggal mengalikan angka paling kiri dengan 8n , n adalah jumlah pangkaat tertinggi. MSB berarti pangkatnya paling besar sedangkan LSB pangkatnya paling kecil atau = 0, lalu hasilnya dijumlahkan .
Contoh :
678(8) = 6×82 7×81 8×80 = 6×64 + 7×8 + 8×1 = 384 + 56 + 8 = 440(10)
Oktal ke Biner
Pada konversi bilangan oktal ke biner ini maksimal hanya angka misalnya 777(8) yang dapat langsung dikonversikan kebiner dengan cara sekat 7 = 111 , 7 = 111 , 7 = 111 jadi 777(8) =111111111(2) ,jika 777 keatas sudah tidak bisa menggunakan cara ini ,harus diubah kedesimal dahulu baru bisa langsung ke biner.
Contoh :
653(8) = ( dengan cara sekat langsung karena tidak ada angka yang >7 ) 653(8) = 6 = 110 ,5 = 101 , 3 = 011,,,Jadi 653(8) = 110101011(2)
678(8) = 6×82 7×81 8×80 = 6×64 + 7×8 + 8×1 = 384 + 56 + 8 = 440(10) 440(10) = ( langkah kedua langsung mengubahnya kebiner )
440(10) = 440:2=220 sisa 0
dibaca dari bawah keatas ,jadi 440(10) = 110111000(2)
Jadi , 678(8) = 110111000(2)
Oktal ke Hexadesimal
Caranya kita harus mengubahnya ke bilangan desimal dahulu baru dari desimal kiata ubah ke hexadesimal .
dibaca dari bawah keatas Jadi, 440(10) = 1B8(16)
Jadi ,hasil dari 678(8) = 1B8(16)
c. Desimal
Sistem desimal tersusun atas 10 angka atau simbol, yang dikenal dengan digit. Ke-10 simbol ini adalah 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Sistem desimal juga disebut sistem basis-10, karena mempunyai 10 digit. Kenyataannya, kata ”digit” adalah kata latin yang berarti ”jari-jari”.
Perhatikan contoh lain, 75.25. Bilangan ini sesungguhnya sama dengan tujuh puluh plus lima satuan plus dua persepuluh plus
Ada beberapa konversi bilangan pada bilangan desimal , antara lain :
Desimal ke Biner
Kita hanya tinggal membagi angka desimalnya dengan angka 2 dan hasilnya tidak ada koma ,tapi kita tulis saja berapa sisanya .
Contoh :
dibaca dari bawah keatas ,jadi 440(10) = 110111000(2)
Desimal ke Oktal
Kita hanya tinggal membagi angka desimalnya dengan angka 8 dan hasilnya tidak ada koma ,tapi kita tulis saja berapa sisanya.
Contoh :
440(10) = 440:8= 55 sisa 0 55 :8= 6 sisa 7
7 :8= 0 sisa 7
dibaca dari bawah keatas ,jadi 440(10) = 770(8)
Desimal ke Hexadesimal
Caranya yaitu hanya tinggal membagi angka desimalnya dengan angka 16 dan hasilnya tidak ada koma ,tapi kita tulis saja berapa sisanya.
Contoh :
440(10) = 440:16= 27 sisa 8 27:16= 1 sisa 11/B
1:16= 0 sisa 1
d. Hexadesimal
Ada beberapa konversi bilangan pada bilangan desimal , antara lain :
Hexadesimal ke Biner
Kita hanya tinggal menyekat 1 bilangan Hexadesimal lalu mengubahnya ke biner. Contoh :
B4645(16) = B 4 6 4 5 = 1011 0100 0110 0100 0101(2)
Hexadesimal ke Desimal
Kalikan setiap bit bilangannya dengan 16n , n adalah nilai pangkat tertinggi MSB berarti pangkatnya paling besar sedangkan LSB pangkatnya paling kecil atau = 0, hasilnya lalu jumlahkan .
Contoh :
1B8(16) = 1×162+Bx161+8×160 =256+176+8=440(10)
Hexadesimal ke Oktal
Bilangan Hexa tidak bisa langsung dikonversikan ke oktal ,ubah dulu ke desimal lalu dari desimal bisa langsung dikonversikan ke oktal.
Contoh :
1B8(16) = 1×162+Bx161+8×160 =256+176+8=440(10) 440(10) = 440:8= 55 sisa 0
55 :8= 6 sisa 7 7 :8= 0 sisa 7
Perbedaan Sistem Digital Dan Sistem Analog
Sistem dapat didefinisikan sebagai suatu himpunan benda atau bagian-bagian yang bekerja bersama-sama atau terhubung sedemikian rupa sehingga membentuk suatu keseluruhan.
Sistem digital adalah susunan peralatan yang dirancang untuk mengolah besaran fisik yang diwakili oleh besaran digital, yaitu oleh nilai diskrit.
Peralatan itu pada saat ini umumnya merupakan peralatan elektronika. Meskipun dapat juga merupakan peralatan mekanik atau pneumatic. Sistem digital yang umum dijumpai antara lain adalah computer, kalkulator, dan jam digital.
Sistem analog meliputi peralatan yang mengolah besaran fisik yang diwakili dalam bentuk analog. Dalam system analog besaran itu beragam dalam nilai yang sinambung. Sebagai contoh amplitudo sinyal keluaran pengeras suara dalam pesawat penerima radio dapat memiliki nilai yang sinambung dari nol sampai ke nilai maximum yang mampu ditahannya.
Pada saat ini, khususnya dalam bidang elektronika, penggunaan teknik digital telah banyak menggantikan kerja yang sebelumnya menggunakan teknik analog. Alasan utama terjadinya pergeseran menuju teknologi digital itu adalah sebagai berikut:
1. Sistem digital lebih mudah dirancang. Hal itu terjadi karena hal yang diggunakan adalah rangkaian pengalih yanhg tidak memerlukan nilai tegangan atau arus yang pasti, hanya rentangan(tinggi atau rendah) yang diperlukan.
2. Penyimpanan informasi mudah dilakukan. Penyimpanan informasi itu dapat dilakukan oleh rangkaian pengalih khusus yang dapat menyesuaikan informasi tersebut dan
menahannya selama diperlukan.
3. Ketepatan dan ketelitiannya lebih tinggi. Sisttem digital ndapat menangani ketelitian sebanyak angka yang diperlukan hanya dengan menambahkan rangkaian penganlih saja. Dalam system analog, ketelitian biasanya terbatas hanya sampai tiga atau empat angka saja karena nilai tegangan dan arus didalamnya bergantung langsung pada kepada nilai komponen rangkaiannya.
4. Operasinya dapat dengan mudah diprogrankan. Sangat mudah untuk merancang suatu sisrem digital yang kerjanya dikendalikan oleh program. Sistem analog juga dapat diprogram tetapi ragam dan kerumitan operasinya sangat terbatas.
5. Sistem digital lebih kebal terhadap noise. Perubahan tegangan yang tidak teratur tidak terlalu mengganggu seperti halnya dalam system analog. Dalam system digital nilai pasti untuk tegangan tidak penting sepanjang noise itu tidak sebesar sinyal tinggi atau sinyal rendah yang telah ditetapkan.
6. Lebih banyak rangkaian digital yang dapat dibuat dalam bentuk chip rangkaian terpadu. Meskipun rangkaian analog juga dapat dibuat dalam bentuk IC, kerumitannya membuat system analog itu lebih mahal dalam bentuk IC.
Satu-satunya kekurangan rangkaian digital adalah karena dunia nyata sesungguhnya adalah system analog. Hampir semua besaran fisik di dunia inibersifat analog dan besaran itulah yang merupakan masukan dan keluaran yang dapat dipantau, yang dolah dan dikendalikan oleh system. Contohnya adalah suhu, tekanan, letak, dll.
bagian mana yang menggunakan teknik analog danbagian mana yanhg menggunakan teknik digital. Dan dapat diramalkan di masa depan bahwa teknik digital akan menjadi lebih murah dan berkualitas.
Contoh Sistem Digital: 1. Jam digital 2. Kamera digital 3. Penunjuk suhu digital 4. Kalkulator digital 5. Computer
6. HP
7. Radio digital
Contoh Sistem Analog: 1. Remote TV
2. Spedometer pada motor 3. Pengukur tekanan 4. Telepon
MACAM-MACAM GERBANG LOGIKA
Dalam system digital juga terdapat berbagai macam gerbang logika, diantaranya adalah sebagai berikut :
Gerbang Not (Not Gate)
“Gerbang NOT atau juga bisa disebut dengan pembalik (inverter) memiliki fungsi membalik logika tegangan inputnya pada outputnya. Sebuah inverter (pembalik) adalah gerbang dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran dimana keadaan keluaranya selalu berlawanan dengan keadaan masukan. Membalik dalam hal ini adalah mengubah menjadi lawannya. Karena dalam logikategangan hanya ada dua kondisi yaitu tinggi dan rendah atau “1” dan “0”, maka membalik logika tegangan berarti mengubah “1” menjadi "0” atau sebaliknya mengubah nol menjadi satu. Simbul atau tanda gambar pintu NOTditunjukkan pada gambar dibawah ini.
GERBANG AND (AND GATE)
Gerbang AND (AND GATE) atau dapat pula disebut gate AND ,adalah suatu rangkaian logika yang mempunyai beberapa jalan masuk (input) dan hanya mempunyai satu jalan keluar (output). Gerbang ANDmempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Dalamgerbang AND, untuk menghasilkan sinyal keluaran tinggi maka semua sinyal masukan harus bernilai tinggi.
GERBANG OR (OR GATE)
bahwa gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah.
Gerbang NAND
Gerbang NANDadalah suatu NOT-AND, atau suatu fungsi AND yang dibalikkan. Dengan kata lain bahwa gerbang NAND akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai tinggi.
Gerbang NOR
Gerbang NOR adalah suatu NOT-OR, atau suatu fungsi OR yang dibalikkan sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukanya bernilai rendah.
Gerbang X-OR
Gerbang X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah atau semua masukan bernilai tinggi atau dengan kata lain bahwa X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika sinyal masukan bernilai sama semua.
Gerbang X-NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukan bernilai sama (kebalikan dari gerbang X-OR).
Pengertian dan Jenis Flip-Flop
Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang disimpan. Prinsip dasar dari flip-flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang dirangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial. Nama lain dari flip-flop adalah multivibrator bistabil.
Ada berbagai jenis flip-flop ditinjau dari beberapa aspek namun pada penulisan ini yang kami bahas adalah flip-flop yang ditinjau dari cara kerjanya yang terdiri dari:
1. Flip-Flop RS
Flip-flop ini mempunyai dua masukan dan dua keluaran, di mana salah satu keluarannya (y) berfungsi sebagai komplemen. Sehingga flip-flop ini disebut juga rangkaian dasar untuk membangkitkan sebuah variabel beserta komplemennya. Flip-flop RS dapat dibentuk dari kombinasi dua gerbang NAND atau kombinasi dua gerbang NOR.
2. D Flip-Flop
Nama flip-flop ini berasal dari Delay. Flip-flop ini hanya mempunyai satu masukan, yaitu D. Jenis flip-flop ini sangat banyak dipakai sebagai sel memori dalam komputer.
D Flip-flop merupakan salah satu jenis flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop S-R. Perbedaannya dengan flip-flip-flop S-R terletak pada inputan R, pada D Flip-flip-flop inputan R terlebih dahulu diberi gerbang NOT, maka setiap input yang diumpankan ke D akan memberikan keadaan yang berbeda pada input S-R, dengan demikian hanya akan terdapat dua keadaan S dan R yaitu S=0 dan R=1 atau S=1 dan R=0, jadi dapat diisi. Master Save D Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang memiliki 2 latch D dan sebuah inverter. Latch yang satu bernama Master dan yang kedua bernama Slave.
3. JK Flip-Flop
Dari uraian subbab-subbab sebelumnya dapat dilihat bahwa dasar dari semua flip-flop adalah flip-flop RS. JK Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun untuk megantisipasi keadaan terlarang pada flip-flop S-R. Dalam prakteknya, ada kalanya perlu merealisasikan flip-flop tertentu daripada flip-flop yang tersedia, misalnya flipflop yang dibutuhkan tidak tersedia atau dari serpih (chip) flip-flop yang digunakan masih ada sisa flip-flop dari jenis lain yang belum termanfaatkan. Sebagaimana diuraikan di depan, flip-flop D dapat dibangun dari flip-flop JK dengan memberikan komplemen J sebagai masukan bagi K. Flip-flop D yang disusun dari flip-flop JK.
Tabel Kebenaran :
4. T Flip-Flop
sehingga keadaan flip-flop tidak berubah. Tetapi bila T=1, J=K=1 akan membuat flip-flop beroperasi secara toggle.
T Flip-Flop
