GERBANG LOGIKA
Prita Ekasari
Pengertian Gerbang Logika
■ Gerbang Logika adalah dasar pembentuk Sistem Elektronika Digital yang berfungsi untuk mengubah satu atau beberapa Input (masukan) menjadi sebuah sinyal Output (Keluaran) Logis. Gerbang logika ini memiliki input berupa bilangan biner yaitu 0 dan 1.
Macam-Macam Gerbang Logika
1. AND GATE 2. OR GATE 3. NOT GATE
4. NAND GATE / NOT AND GATE 5. NOR GATE / NOT OR GATE
6. XOR GATE / Exclusive OR GATE
7. XNOR GATE / Exclusive NOT OR GATE
AND GATE
■ Karakteristik gerbang ini, jika kedua inputnya tidak berlogika 1 maka
outputnya adalah 0. Dan jika kedua inputnya
berlogika 1 maka outputnya adalah 1.
OR GATE
■ Karakteristik gerbang ini, jika salah satu inputnya berlogika 1 maka
outputnya adalah 1. Dan jika kedua inputnya
berlogika 0 maka output berlogika 0.
NOT GATE
■ Karakteristik gerbang logika ini, jika inputnya berlogika 0 maka
outputnya adalah
kebalikannya yaitu 1. Bila input berlogika 1 maka output adalah
kebalikannya yaitu 0.
NAND GATE / NOT AND GATE
■ Gerbang logika ini adalah Kebalikan (NOT) dari
output gerbang AND.
Karakteristik gerbang ini, jika salah satu input
berlogika 0 maka
outputnya akan berlogika 1. Jika kedua inputnya berlogika 1 maka
outputnya berlogika 0.
NOR GATE / NOT OR GATE
■ Gerbang logika ini adalah kebalikan (NOT) dari
output gerbang OR.
Karakteristik gerbang logika ini, jika salah satu inputnya berlogika 1 maka outputnya akan berlogika 0. Dan jika kedua inputnya berlogika 0 maka
outputnya berlogika 1.
XOR GATE /
Exclusive OR GATE
■ Karakteristik gerbang logika ini, jika inputnya ganjil maka akan
menghasilkan output berlogika 1. Contohnya 0(A)+1(B)=1(X) (ganjil) maka outputnya 1, 1(A)+1(B)=2(X) (genap) maka outputnya 0 (karena tidak ganjil).
XNOR GATE /
Exclusive NOT OR GATE
■ Gerbang logika ini merupakan kebalikan (NOT) dari output XOR.
Karakteristik gerbang logika ini, jika salah satu inputnya ganjil maka outputnya berlogika 0.
RANGKAIAN LOGIKA
KOMBINASIONAL
DAN SEKUENSIAL
Rangkaian Kombinasional
■ Rangkaian kombinasional adalah rangkaian yang outputnya hanya tergantung pada input ”pada saat itu”. Pada prinsipnya, rangkaian kombinasional merupakan penerapan dan penerjemah langsung dari aljabar boole, yang biasanya dinyatakan sebagai fungsi logika.
Operator logika yang digunakan dalam aljabar boole adalah inversi/negasi (NOT), perkalian logika (AND), penambahan logika (OR).
■ Ada beberapa Rangkaian logika kombinasional yang akan dibahas 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 gerbang gerbang logika yang menghasilkan keluaran biner sebagai hasil tanggapan adanya dua atau lebih variabel masukan. Hasil keluarannya dinyatakan dengan aljabar boolean, 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. 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.
3. 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.
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.
Rangkaian Sekuensial
■ Rangkaian sekuensial berbeda dengan rangkaian kombinasional. Pada rangkaian kombinasional, output bergantung pada inputnya,
sedangkan pada rangkaian sekuensial outputnya tergantung pada input dan input sebelumnya atau dapat dikatakan rangkaian yang bekerja berdasarkan urutan waktu. Ciri rangkaian logika sekuensial yang utama adalah adanya jalur umpan balik (feedback) di dalam rangkaiannya. Rangkaian kombinasional tidak memperhatikan input sebelumnya karena tidak ada memori dan variabel waktu tidak
mempengaruhi suatu rangkaian kombinasional. Sedangkan pada rangkaian sekuensial, input sebelumnya disimpan sebagai informasi biner pada memori (informasi itu disebut dengan state)
1. Flip-flop
■ Flip-flop adalah rangkaian utama dalam logika sequensial. Counter, Register, Memory, serta rangkaian sequensial lainnya disusun dengan menggunakan flip- flop sebagai komponen utama. Flip-flop adalah rangkaian yang mempunyai fungsi pengingat (memory). Artinya rangkaian ini mampu melakukan penyimpanan data sesuai dengan kombinasi masukan yang diberikan kepadanya. 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.
■ Ciri utama dari flipflop adalah keluaran Q dan Q’ adalah selalu berlawanan / stabil (jika Q = 0 maka Q’ = 1, Jika Q = 1 maka Q’ =0). Karena kondisi dua keadaan stabil ini rangkaian flipflop dinamakan juga dengan rangkaian bistabil.
■ Ada beberapa macam flip-flop, antara lain RS flip-flop, JK flip-flop, D flip-flop, dan T flip-flop
Flip-flop RS atau SR (Set-Reset)
■ merupakan dasar dari flip-flop jenis lain. Flip-flop ini mempunyai 2 masukan, yang 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). 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.
Flip-flop 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.
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.
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 flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop S-R. Perbedaannya dengan flip-flop S-R terletak pada inputan R, pada D 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. 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
T Flip-flop
■ merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip- flop J-K yang kedua inputnya dihubungkan menjadi satu, maka akan
diperoleh flip-flop yang memiliki watak membalik output sebelumnya jika inputannya tinggi dan outputnya akan tetap jika inputnya rendah. Flip-
flop T dapat dibentuk dari flip-flop JK dengan menggabungkan masukan J dan K sebagai masukan T. Perhatikan bahwa bila T=0 akan membuat
J=K=0 sehingga keadaan flip-flop tidak berubah. Tetapi bila T=1, J=K=1 akan membuat flip-flop beroperasi secara toggle. 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).
2. Register
■ Register adalah memori berukuran sangat kecil dengan kecepatan akses sangat tinggi. Register digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses, sementara itu data dan instruksi
lainnya yang menunggu giliran diproses akan disimpan dalam main memory.
3. Counter
■ Rangkaian Counter (penghitung) adalah logika sekuensial yang dapat dipergunakan untuk menghitung jumlah pulsa masuk dan dinyatakan dengan bilangan biner. Sesuai dengan namanya 4 BIT Binary Counter adalah suatu rangkaian logika yang terdiri dari 4 buah Flip-Flop yang mampu melaksanakan perhitungan sampai bilangan 16.
4. Memori
■ Memori adalah pusat dari operasi pada sistem komputer modern, berfungsi sebagai tempat penyimpanan informasi yang harus diatur dan dijaga sebaik-baiknya. Memori adalah array besar dari word atau byte, yang disebut alamat.
Perbedaan rangkaian kombinasional dan rangkaian sekuensial
■ 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.
TUGAS
■ Buat tugas di kertas lalu scan dan kirim
Daftar Pustaka
■ http://nguprek.com/pengertian-dan-jenis-gerbang-logika/
■ http://bang-teknik.blogspot.com/2016/07/rangkaian-logika-kombinasional- dan.html
