macam-macam gerbang logika
3:25 AM No commentsGerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay). Logika merupakan dasar dari semua penalaran (reasoning). Untuk menyatukan beberapa logika, kita membutuhkan operator logika dan untuk membuktikan kebenaran dari logika, kita dapat menggunakan tabel kebenaran.
Tabel kebenaran menampilkan hubungan antara nilai kebenaran dari proposisi atomik. Dengan tabel kebenaran, suatu persamaan logika ataupun proposisi bisa dicari nilai kebenarannya. Tabel kebenaran pasti mempunyai banyak aplikasi yang dapat diterapkan karena mempunyai fungsi tersebut. Salah satu dari aplikasi tersebut yaitu dengan
menggunakan tabel kebenaran kita dapat mendesain suatu rangkaian logika. Dalam makalah ini akan dijelaskan bagaimana peran dan kegunaan tabel kebenaran dalam proses pendesainan suatu rangkaian logika.
Gerbang yang diterjemahkan dari istilah asing gate, adalah elemen dasar dari semua rangkaian yang menggunakan sistem digital. Semua fungsi digital pada dasarnya tersusun atas gabungan beberapa gerbang logika dasar yang disusun berdasarkan fungsi yang diinginkan. Gerbang -gerbang dasar ini bekerja atas dasar logika tegangan yang digunakan dalam teknik digital.Logika tegangan adalah asas dasar bagi gerbang-gerbang logika. Dalam teknik digital apa yang dinamakan logika tegangan adalah dua kondisi tegangan yang saling berlawanan. Kondisi tegangan “ada tegangan” mempunyai istilah lain “berlogika satu” (1) atau “berlogika tinggi” (high), sedangkan “tidak ada tegangan” memiliki istilah lain “berlogika nol” (0) atau “berlogika rendah” (low). Dalam membuat rangkaian logika kita menggunakan gerbang-gerbang logika yang sesuai dengan yang dibutuhkan. Rangkaian digital adalah sistem yang mempresentasikan sinyal sebagai nilai diskrit. Dalam sebuah sirkuit digital,sinyal direpresentasikan dengan satu dari dua macam kondisi yaitu 1 (high, active, true,) dan 0 (low, nonactive,false).” (Sendra, Smith, Keneth C)
Rangkaian Terpadu (IC) Untuk Gerbang -Gerbang Dasar
Setelah mengenal gerbang-gerbang dasar yang digunakan dalam teknik digital, bagi para pemula mengkin saja timbul pertanyaan dimana gerbang-gerbang ini dapat diperoleh? Jawabannya mudah sekali, karena gerbang- gerbang ini telah dijual secara luas dipasaran dalam IC tunggal (single chip). Yang perlu diperhatikan sekarang adalah dari jenis apa dan bagaimana penggunaan dari kaki-kaki IC yang telah didapat. Sebenarnya informasi dari IC-IC yang ada dapat dengan mudah ditemukan dalam buku data sheet IC-IC yang sekarang ini banyak dijual. Namun sedikit contoh berikut mungkin akan me mpermudah pencarian. Berikut adalah keterangan mengenai IC-IC yang mengandung gerbang-gerbang logika dasar yang dengan mudah dapat dijumpai dipasaran.
Catatan:
Ada dua golongan besar IC yang umum digunakan yaitu TTL (Transistor Transistor Logic) dan CMOS (Complentary Metal Oxide Semikonduktor)
IC TTL membutuhkan catu tegangan sebesar 5 V sedangkan CMOS dapat diberi catu tegangan mulai 8 V sampai 15 V. Hali ini harus diingat benar-benar karena kesalahan pemberian catu akan merusakkan IC.
Karena adanya perbedaan tegangan catu maka tingkat tegangan logika juga akan berbeda. Untuk TTL logika satu diwakili oleh tegangan sebesar maksimal 5 V
sedangkan untuk CMOS diwakili oleh tegangan yang maksimalnya sebesar catu yang diberikan, bila catu yang diberikan adalah 15 V maka logika satu akan diwakili oleh tegangan maksimal sebesar 15 V. Logika pada TTL dan CMOS adalah suatu tegangan yang harganya mendekati nol.
Untuk TTL nama IC yang biasanya terdiri atas susunan angka dimulai dengan angka 74 atau 54 sedangkan untuk CMOS angka ini diawali dengan 40.”(Ian Robertson Sinclair, Suryawan)
Jenis-jenis Gerbang Logika : 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 logika tegangan 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 NOT ditunjukkan 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 AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan sinyal keluaran tinggi maka semua sinyal masukan harus bernilai tinggi.
Gerbang OR (OR Gate)
memiliki paling sedikit 2 jalur input. Artinya inputnya bisa lebih dari dua, misalnya empat atau delapan. Yang jelas adalah semua gerbang logika selalu mempunyai hanya satu output. Gerbang OR akan memberikan sinyal keluaran tinggi jika salah satu atau semua sinyal masukan bernilai tinggi, sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah.
Gerbang NAND
Gerbang NAND adalah 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
bernilai sama (kebalikan dari gerbang X-OR).
Read more: http://www.katsukidaito.com/post/45564200764/gerbang-logika#ixzz2RwPC4dR2
PERBEDAAN IC TTL dan CMOS
PERBEDAAN IC TTL dan CMOS
TTL Dan IC CMOS.
Dengan adanya teknologi IC ini sangat menguntungkan, sehingga rangkaian yang tadinya memakan banyak tempat dan sangat rumit bisa diringkas dalam sebuah kepingan IC.
IC TTL (Integrated Circuit Transistor Transistor Logic)
IC TTL adalah IC yang banyak digunakan dalam rangkaian-rangkaian digital karena
menggunakan sumber tegangan yang relatif rendah, yaitu antara 4,75 Volt sampai 5,25 Volt. Komponen utama IC TTL adalah beberapa transistor yang digabungkan sehingga membentuk dua keadaan (ON/FF). Dengan mengendalikan kondisi ON/OFF transistor pada IC digital, dapat dibuat berbagai fungsi logika. ada tiga fungsi logika dasar yaitu AND, OR dan NOT. IC dengan jenis ini dibangun dengan menggunakan transistor sebagai komponen utamanya. IC Gerbang logika untuk tipe TTL ditandai dengan kode 74 (seri 74xx, 741xx, 742xx, 743xx, 744xx). Konsumsi daya dari IC jenis TTL ini relatif besar. Pada IC jenis ini, untuk
menghasilkan logika ‘1’ diberikan tegangan 5 V, sedangkan untuk logika ‘0’ diberikan tegangan 0 V.
IC CMOS (IC Complementary Metal Oxide Semiconductor)
Sebenarnya antara IC TTL dan IC CMOS memiliki pengertian sama, hanya terdapat beberapa perbedaan yaitu dalam penggunaan IC CMOS konsumsi daya yang diperlukan sangat rendah dan memungkinkan pemilihan tegangan sumbernya yang jauh lebih lebar yaitu antara 3 V sampai 15 V. level pengsaklaran CMOS merupakan fungsi dari tegangan sumber. Makin tinggi sumber tegangan akan sebesar tegangan yang memisahkan antara keadaan “1” dan “0”. Kelemahan IC CMOS diantaranya seperti kemungkinan rusaknya komponen akibat
elektrostatis dan harganya lebih mahal. Perlu diingat bahwa semua masukan (input) CMOS harus di groundkan atau dihubungkan dengan sumber tegangan. IC jenis ini berisi rangkaian yang merupakan gabungan dari beberapa komponen MOSFET untuk membentuk gerbang dengan fungsi logika. IC Gerbang logika yang menggunakan CMOS ditandai dengan kode 40 (seri 40xx). Logika dari IC CMOS diwakili oleh tegangan maksimalnya catu yang diberikan, bila catu yang diberikan adalah 15 V maka logika ‘1’ akan diwakili oleh tegangan maksimal sebesar 15 V. Sedangkan untuk logika ‘0’ diberikan tegangan 0 V.
Untuk mengetahui update stock dan harga IC TTL dan CMOS yan anda butuhkan, silahkan cek pada tautan berikut ini,
http://komponenelektronika.com/19-ic-smd-ic-dip-ic-top244-ic-dip-tda-9103-lm2577-tc9122
Komponen Elektronika
http://KomponenElektronika.com
~Solusi Pencarian Komponen Elektronika ~
Daftar IC TTL dan CMOS Gerbang Logika Dasar
Konsep Logika ( Seri Belajar PLC )
April 21st, 2013 Musbikhin
Konsep logika ini merupakan bagian penting dari dunia digital termasuk dalam mempelajari ic-ic digital (Gerbang logika), instruksi mikroprosesor atau mikrokontroller termasuk juga dalam pemrograman PLC. Konsep logika ini adalah dasar dari sebuah teknologi komputasi dalam pembuatan komputer hingga menjadi komputer yang sangat canggih yang biasa kita pakai sekarang ini.
Inti dari konsep logika yaitu “untuk menentukan hasil keputusan/output/keluaran dari satu atau beberapa input” karena ini dalam dunia digital maka diinterpretasikan oleh 1 atau 0. Atau dalam input yaitu sebuah saklar yang mempunyai dua keadaan yakni bernilai 1 atau ON jika saklar ditekan/close dan bernilai 0 atau OFF jika tidak ditekan/open.
Konsep logika terdiri dari beberapa fungsi/Gerbang logika dasar/utama, dari Gerbang logika dasar tersebut menghasilkan fungsi logika turunan. Fungsi logika dasar yaitu Gerbang AND, Gerbang OR, dan Gerbang NOT. Sedangkan turunannya yaitu NAND (NOT AND), NOR (NOT OR), XOR dan XNOR (NOT XOR).
1. Gerbang AND
A dan B sebagai input, sedangkan Y sebagai output
Inti dari gerbang logika AND adalah
“Gerbang AND akan memberikan keluaran/output 1 apabila semua masukannya/input bernilai 1”.
Input Output
A B Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Keterangan: Input bisa lebih dari dua buah, tapi output tetap satu buah.
Analogi gerbang AND dalam rangkaian listrik yaitu sebagai berikut :
Karena saklar 1 diseri dengan saklar 2 terhadap lampu maka Lampu akan menyala/1 jika saklar 1 dan saklar 2 ditekan/close (1) , dan lampu akan mati/0 jika salah satu saklar dalam kondisi terbuka/open/0.
Lampu dalam kondisi on/nyala/1 :
2. Gerbang OR
A dan B sebagai input, sedangkan Y sebagai output
Inti dari gerbang logika OR adalah
“Gerbang OR akan memberikan keluaran/output 1 apabila salah satu masukannya/input bernilai 1”.
Tabel kebenarannya yaitu :
Input Output
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Keterangan: Input bisa lebih dari dua buah, tapi output tetap satu buah.
Karena saklar 1 diparalel dengan saklar 2 terhadap lampu maka Lampu akan menyala/1 jika saklar 1 atau saklar 2 ditekan/close (1) , dan lampu akan mati/0 jika semua saklar dalam kondisi terbuka/open/0.
Lampu dalam kondisi nyala/on/1 :
Lampu dalam kondisi mati/off/0 :
3. Gerbang NOT
A input, sedangkan A(dibaca A bar) sebagai output.
“Gerbang NOT akan memberikan logika output yang berlawanan dari inputnya”.
Tabel kebenarannya yaitu :
Input Output
A Y
0 0
1 0
Keterangan: Input dan output hanya satu.
Penerapan dari gerbang not ini yaitu dikombinasikan dengan gerbang-gerbang sebelumnya yaitu gerbang AND dan OR membentuk gerbang baru yaitu misalnya :
1. AND + NOT = NAND 2. OR + NOT = NOR
4. Gerbang NAND
Gerbang NAND merupakan kebalikan dari gerbang AND atau kombinasi dari gerbang AND dan NOT.
Inti dari gerbang logika NAND adalah
“Gerbang NAND akan memberikan keluaran/output 0 apabila semua masukannya/input bernilai 1”.
Tabel kebenarannya yaitu :
Input Output
A B Y
0 0 1
1 0 1
1 1 0
Keterangan: Input bisa lebih dari dua buah, tapi output tetap satu buah.
5. Gerbang NOR
Gerbang NOR merupakan kebalikan dari gerbang OR atau kombinasi dari gerbang OR dan NOT.
Inti dari gerbang logika NOR adalah
“Gerbang NOR akan memberikan keluaran/output 1 apabila semua masukannya/input bernilai 0 ”.
Tabel kebenarannya yaitu :
Input Output
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
6. Gerbang XOR
XOR merupakan singkatan dari exclusive-OR.
Inti dari gerbang logika XOR adalah
“Gerbang XOR akan memberikan keluaran/output 0 apabila semua masukannya/input bernilai sama”.
Tabel kebenarannya yaitu :
Input Output
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Keterangan: Input bisa lebih dari dua buah, tapi output tetap satu buah.
7. Gerbang XNOR
Inti dari gerbang logika XNOR adalah
“Gerbang XNOR akan memberikan keluaran/output 1 apabila semua masukannya/input bernilai sama ”.
Tabel kebenarannya yaitu :
Input Output
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Keterangan: Input bisa lebih dari dua buah, tapi output tetap satu buah.
Gerbang Logika Dasar (Logic Gate)
Tidak lupa saya bersyukur kepada Allah SWT yang telah memberikan inspirasi dalam menulis di blog pada malam ini. Saya juga berterima kasih pada kucing teman saya yang setia menemani di samping saya. Saya di sini ingin berbagi ilmu, satu guru satu ilmu jangan mengganggu :D kali ini saya akan menulis tentang elektronika digital sub bab gerbang logika dasar. Check it out!
Elektronik digital atau atau rangkaian digital apapun tersusun dari apa yang disebut sebagai gerbang logika. Gerbang logika melakukan operasi logika pada satu atau lebih input dan menghasilkan ouput yang tunggal. Output yang dihasilkan merupakan hasil dari serangkaian operasi logika berdasarkan prinsip prinsip aljabar boolean. Dalam pengertian elektronik, input dan output ini diwujudkan dan voltase atau arus (tergantung dari tipe elektronik yang digunakan). Setiap gerbang logika membutuhkan daya yang digunakan sebagai sumber dan tempat buangan dari arus untuk memperoleh voltase yang sesuai.
Dasar pembentukan gerbang logika adalah tabel kebenaran (truth table). Ada tiga bentuk dasar dari tabel kebenaran yaitu AND, OR, dan NOT. Berikut penjelasan masing-masing gerbang logika.
1. Gerbang logika AND
Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya satu sinyal output. Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan sinyal keluaran berlogika high maka semua sinyal masukan harus bernilai high. Gerbang logika AND pada Datashhet nama lainnya IC TTL 7408
Simbol AND Logic Gate
Truth Table
Analogi Elektrikal
2. Gerbang Logika OR
Simbol OR Logic Gate
Truth Table
Analogi Elektrikal
3. Gerbang Logika Not
Gerbang NOT hanya mempunyai satu sinyal input dan satu sinyal output. Dalam gerbang NOT, untuk menghasilkan sinyal keluaran berlogika high sinyal masukan justru harus bernilai low. Gerbang logika NOT pada Datashhet nama lainnya IC TTL 7404.
Simbol NOT Logic Gate
Truth Table
4. Gerbang Logika NAND
Gerbang NAND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya satu sinyal output. Dalam gerbang NAND, apabila salah satu input berlogika low maka output akan berlogika high. Gerbang logika NAND pada Datashhet nama lainnya IC TTL 7400.
Simbol NAND Logic Gate
Truth Table
Analogi Elektrikal
5. Gerbang Logika NOR
Gerbang NOR mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya satu sinyal output. Dalam gerbang NOR, untuk menghasilkan sinyal keluaran berlogika high maka semua inputnya harus berlogika low. Gerbang logika NOR pada Datashhet nama lainnya IC TTL 7402.
Truth Table
Analogi Elektrikal
6. Gerbang Logika Ex-Or
Gerbang Ex-Or mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya satu sinyal output. Dalam gerbang Ex-Or, untuk menghasilkan sinyal keluaran berlogika high maka semua sinyal masukan harus bernilai berbeda. Gerbang logika Ex-Or pada Datashhet nama lainnya IC TTL 7486.
Simbol Ex-Or Logic Gate
Truth Table
Analogi Elektrikal
Gerbang Ex-Nor mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya satu sinyal output. Dalam gerbang Ex-Nor, untuk menghasilkan sinyal keluaran berlogika high maka semua sinyal masukan harus bernilai sama.Gerbang logika Ex-Nor pada Datashhet nama lainnya IC TTL 74266.
Simbol Ex-Nor Logic Gate
Truth Table
Analogi Elektrikal
Gerbang Logika Dasar (Logic Gate)
Tidak lupa saya bersyukur kepada Allah SWT yang telah memberikan inspirasi dalam menulis di blog pada malam ini. Saya juga berterima kasih pada kucing teman saya yang setia menemani di samping saya. Saya di sini ingin berbagi ilmu, satu guru satu ilmu jangan mengganggu :D kali ini saya akan menulis tentang elektronika digital sub bab gerbang logika dasar. Check it out!
adalah saklar lampu. Ketika kalian tekan ON berarti terjadi hubungan sehingga dinotasikan 1. Ketika kalian tekan OFF maka akan berlaku sebaliknya.
Elektronik digital atau atau rangkaian digital apapun tersusun dari apa yang disebut sebagai gerbang logika. Gerbang logika melakukan operasi logika pada satu atau lebih input dan menghasilkan ouput yang tunggal. Output yang dihasilkan merupakan hasil dari serangkaian operasi logika berdasarkan prinsip prinsip aljabar boolean. Dalam pengertian elektronik, input dan output ini diwujudkan dan voltase atau arus (tergantung dari tipe elektronik yang digunakan). Setiap gerbang logika membutuhkan daya yang digunakan sebagai sumber dan tempat buangan dari arus untuk memperoleh voltase yang sesuai.
Dasar pembentukan gerbang logika adalah tabel kebenaran (truth table). Ada tiga bentuk dasar dari tabel kebenaran yaitu AND, OR, dan NOT. Berikut penjelasan masing-masing gerbang logika.
1. Gerbang logika AND
Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya satu sinyal output. Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan sinyal keluaran berlogika high maka semua sinyal masukan harus bernilai high. Gerbang logika AND pada Datashhet nama lainnya IC TTL 7408
Simbol AND Logic Gate
Truth Table
Analogi Elektrikal
2. Gerbang Logika OR
Simbol OR Logic Gate
Truth Table
Analogi Elektrikal
3. Gerbang Logika Not
Gerbang NOT hanya mempunyai satu sinyal input dan satu sinyal output. Dalam gerbang NOT, untuk menghasilkan sinyal keluaran berlogika high sinyal masukan justru harus bernilai low. Gerbang logika NOT pada Datashhet nama lainnya IC TTL 7404.
Simbol NOT Logic Gate
Truth Table
4. Gerbang Logika NAND
Gerbang NAND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya satu sinyal output. Dalam gerbang NAND, apabila salah satu input berlogika low maka output akan berlogika high. Gerbang logika NAND pada Datashhet nama lainnya IC TTL 7400.
Simbol NAND Logic Gate
Truth Table
Analogi Elektrikal
5. Gerbang Logika NOR
Gerbang NOR mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya satu sinyal output. Dalam gerbang NOR, untuk menghasilkan sinyal keluaran berlogika high maka semua inputnya harus berlogika low. Gerbang logika NOR pada Datashhet nama lainnya IC TTL 7402.
Truth Table
Analogi Elektrikal
6. Gerbang Logika Ex-Or
Gerbang Ex-Or mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya satu sinyal output. Dalam gerbang Ex-Or, untuk menghasilkan sinyal keluaran berlogika high maka semua sinyal masukan harus bernilai berbeda. Gerbang logika Ex-Or pada Datashhet nama lainnya IC TTL 7486.
Simbol Ex-Or Logic Gate
Truth Table
Analogi Elektrikal
Gerbang Ex-Nor mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya satu sinyal output. Dalam gerbang Ex-Nor, untuk menghasilkan sinyal keluaran berlogika high maka semua sinyal masukan harus bernilai sama.Gerbang logika Ex-Nor pada Datashhet nama lainnya IC TTL 74266.
Simbol Ex-Nor Logic Gate
Truth Table
Analogi Elektrikal
MAKALAH RANGKAIAN GERBANG LOGIKA DAN FUNGSINYA
Di Susun Oleh :
“Pada jaman sekarang ini, teknologi berkembang sangat pesat. Bermacam – macam alat dihasilkan Sekarang, hampir semua peralatan yang bekerja dengan tegangan listrik sudah menggunakan rangkaian digital. Saat ini rangkaian elektronika digital sudah bukan barang asing lagi. Rangkaian digital sudah ada di mana-mana dan bersinergi dengan rangkaian elektronika analog untuk membentuk r angkaian-rangkaian elektronika yang lebih cermat, cepat, dan tepat sasaran Sebenarnya, sebuah rangkaian digital tidak harus selalu berupa rangkaian rumit dengan banyak komponen kecil seperti yang kita lihat di dalam komputer, handphone, ataupun kalkulator. Sebuah rangkaian dengan kerja sederhana yang menerapkan prinsip-prinsip digital, juga merupakan sebuah rangkaian digital. Contoh rangkaian digital
sederhana adalah rangkaian pengaman yang ditambahkan pada rangkaian kunci kontak sepeda motor atau mobil. Pada rangkaian pengaman terdapat kontak (berupa relay atau transistor) yang aktivitasnya dikontrol oleh pemilik sepeda motor. Kontak pengaman ini harus dihubungkan seri dengan rangkaian kunci kontak. Akibatnya, walau kunci kontak terhubung, sepeda motor tidak dapat distarter jika kontak pengaman ini masih terbuka. Cara ini cukup manjur untuk menghindari pencurian sepeda motor.
Kondisi X biasanya ada di masukan gerbang dan menyatakan bahwa apa pun logika masukannya (logika 0 atau 1) tidak akan mempengaruhi logika keluaran yang dihasilkan. (Hodges D. , Jacson, Nasution S).”
“Kondisi impedansi tinggi pada suatu titik (point) menunjukkan titik yang bersangkutan diisolasi dari rangkaian lain, sehingga tidak ada logika yang akan mempengaruhi titik tersebut gerbang dan rangkaian logika juga dapat diimplementasikan dalam bentuk rangkaian dioda, transistor, ataupun rangkaian terpadu yang disebut integrated circuit (IC). Dengan semakin majunya teknologi pembuatan komponen mikro-elektronika, perkembangan komponen IC untuk rangkaian digital menjadi pesat. IC logika jenis TTL (Transistor- Transistor Logic) dan CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) cukup populer di kalangan masyarakat penggemar elektronika. Walaupun sudah mulai berkurang, jenis IC tersebut masih banyak digunakan hingga saat ini.
Dalam mengimplementasikan rangkaian digital, kita juga dapat mengunakan Electronics Workbench (EWB) diteliti untuk diaplikasikan sebagai program simulasi bagi alat-alat elektronik yang dirancang. Dalam hal ini diteliti mengenai seberapa akurat respons yang diperoleh dari simulasi EWB dibandingkan dengan respons dari beberapa alat elektronik real dan juga seberapa banyak jenis alat elektronik yang dapat disimulasikan atau seberapa banyak jenis komponen atau rangkaian terintegrasi yang terdapat dalam EWB. Aplikasi EWB ini diharapkan dapat menjembatani kesenjangan antara teori dan praktek seperti disebut di atas. Biasanya pada suatu karya tulis ilmiah mengenai perancangan dan penganalisaan suatu alat elektronik hanyalah didasarkan pada studi literatur dan tidak melalui suatu pembuktian praktis. Pembuktian dengan komponen-komponen dan rangkaian-rangkaian terintegrasi fisik selain membutuhkan biaya pengadaan yang tinggi (untuk jenis dan jumlah besar), juga sering terjadi kerusakan pada komponen-komponen fisik tersebut. Penggunaan EWB dapat mengatasi kelemahan-kelemahan perangkat keras di atas dan membangkitkan kepercayaan diri para mahasiswa bahwa alat elektronik yang dirancang dapat bekerja seperti yang dikehendaki.
Penelitian ini dibatasi dengan menguji coba alat elektronik analog, yang dirancang dan dianalisa oleh mahasiswa Jurusan Teknik Elektro untuk mata ajaran Analisa dan Perancangan. Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki keakuratan respons yang diperoleh dari simulasi EWB dibandingkan dengan respons secara fisik dan teoritis dari alat elektronik yang dipilih, yakni suatu alat elektronik analog dan berapa banyak jenis komponen atau rangkaian terintegrasi yang terdapat dalam EWB Transmitter vibrasi adalah alat yang dapat mengukur level dan komponen frekuensi dari vibrasi mesin secara elektronik serta dapat mengirimkan data-data itu ke ruang pemantauan sejauh 100 m dari alat tersebut. Transmitter vibrasi ini menggunakan suatu transduser vibrasi yang disebut akselerometer piezoelektrik / AP (piezoelectric accelerometer) dan terdiri dari penguat depan muatan, penguat instrumentasi, penguat tegangan tak membalik dua tingkat, filter lolos bawah, filter lolos pita, dan pengubah tegangan ke arus. Dengan software tersebut, kita dapat merancang dan menyimulasi rangkaian di komputer PC, Perancangan rangkaian dapat kita lakukan dengan cara skematis, yang menggunakan simbol-simbol layaknya menggambar rangkaian digital di kertas. Atau dengan bahasa VHDL (Visual Hardware Description Language) dan Verilog yang lebih sulit.”. (Boylestad, Robert dan Louis Nashelsky)
1.1. Latar Belakang
mudahnya mendapatkan fungsi tersebut dalam bentuk satu serpih IC (Integrated Circuit). Bagi yang telah mengetahui dari apa dan bagaimana suatu fungsi digital seperti halnya pencacah dibentuk hal ini tak akan menjadi masalah, namun bagi pemula dan autodidak yang terbiasa menggunakan serpih IC berdasarkan penggunaannya akan menjadi memiliki pendapat yang salah mengenai teknik digital. Untuk itulah artikel berikut yang ditujukan bagi pemula ditulis. Semua fungsi digital pada dasarnya tersusun atas gabungan beberapa gerbang logika dasar yang disusun berdasarkan fungsi yang diinginkan. Gerbang-gerbang dasar ini bekerja atas dasar logika tegangan yang digunakan dalam teknik digital. Logika tegangan adalah asas dasar bagi gerbang-gerbang logika”. (Hodges D. , Jacson, Nasution S).”
1.2. Perumusan Masalah
Permasalahan yang dibahas dalam makalah ini adalah mempelajari dan memahami tentang gerbang logika AND, NOT, OR dan NAND dengan menggunakan program Electronics Workbench (EWB) kemudian merealisasikannya dengan membangun sendiri sebuah premasalahan mengunakan gerbang NOT OR dan matrik AND. Dimana sebagai matematika boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay). Logika merupakan dasar dari semua penalaran (reasoning). Untuk menyatukan beberapa logika, kita membutuhkan operator logika dan untuk membuktikan kebenaran dari logika, kita dapat menggunakan tabel kebenaran. Tabel kebenaran menampilkan hubungan antara nilai kebenaran dari proposisi atomik. Dengan tabel kebenaran, suatu persamaan logika ataupun proposisi bisa dicari nilai kebenarannya. Tabel kebenaran pasti mempunyai banyak aplikasi yang dapat diterapkan karena mempunyai fungsi tersebut. Salah satu dari aplikasi tersebut yaitu dengan menggunakan tabel kebenaran kita dapat mendesain suatu rangkaian logika. Dalam makalah ini akan dijelaskan bagaimana peran dan kegunaan tabel kebenaran dalam proses pendesainan suatu rangkaian logika.
1.3.2. Rangkaian Terpadu (IC) Untuk Gerbang -Gerbang Dasar
“Setelah mengenal gerbang-gerbang dasar yang digunakan dalam teknik digital, bagi para pemula mengkin saja timbul pertanyaan dimana gerbang-gerbang ini dapat diperoleh? Jawabannya mudah sekali, karena gerbang- gerbang ini telah dijual secara luas dipasaran dalam IC tunggal (single chip). Yang perlu diperhatikan sekarang adalah dari jenis apa dan bagaimana penggunaan dari kaki-kaki IC yang telah didapat. Sebenarnya informasi dari IC-IC yang ada dapat dengan mudah ditemukan dalam buku data sheet IC-IC yang sekarang ini banyak dijual. Namun sedikit contoh berikut mungkin akan me mpermudah pencarian. Berikut adalah keterangan mengenai IC-IC yang mengandung gerbang-gerbang logika dasar yang dengan mudah dapat dijumpai dipasaran.
Catatan:
Ada dua golongan besar IC yang umum digunakan yaitu TTL dan CMOS.
IC dari jenis TTL memiliki mutu yang relatif lebih baik daripada CMOS dalam hal daya yang dibutuhkan dan kekebalannya akan desah.
IC TTL membutuhkan catu tegangan sebesar 5 V sedangkan CMOS dapat diberi catu tegangan mulai 8 V sampai 15 V. Hali ini harus diingat benar-benar karena kesalahan pemberian catu akan merusakkan IC.
Karena adanya perbedaan tegangan catu maka tingkat tegangan logika juga akan berbeda. Untuk TTL logika satu diwakili oleh tegangan sebesar maksimal 5 V sedangkan untuk CMOS diwakili oleh tegangan yang maksimalnya sebesar catu yang diberikan, bila catu yang diberikan adalah 15 V maka logika satu akan diwakili oleh tegangan maksimal sebesar 15 V. Logika pada TTL dan CMOS adalah suatu tegangan yang harganya mendekati nol.
atau sebaliknya mengubah nol menjadi satu. Simbul atau tanda gambar pintu NOT
ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
2.1.2. 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 AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan sinyal keluaran tinggi maka semua sinyal masukan harus bernilai tinggi.
2.1.3. GERBANG OR (OR GATE)
Gerbang OR berbeda dengan gerbang NOT yang hanya memiliki satu input, gerbang ini memiliki paling sedikit 2 jalur input. Artinya inputnya bisa lebih dari dua, misalnya empat atau delapan. Yang jelas adalah semua gerbang logika selalu mempunyai hanya satu output. Gerbang OR akan memberikan sinyal keluaran tinggi jika salah satu atau semua sinyal masukan bernilai tinggi, sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah.
2.1.4. Gerbang NAND
Gerbang NAND adalah 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 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.
2.1.6. G erbang 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.
2.1.7. Gerbang X-NOR
Gerbang X-NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukan bernilai sama (kebalikan dari gerbang X-OR).
CONTOH PENERAPAN GERBANG LOGIKA
Contoh1: F = A + B.C
Gambar1: Rangkain gerbang logika.
2.2. RANGKAIAN GERBANG KOMBINASI
kombinasi setiap saat hanya ditentukan oleh masukan yang diberikan saat itu. Keluaran rangkaian berurut pada setiap saat, selain ditentukan oleh masukannya saat itu, juga ditentukan oleh keadaan keluaran saat sebelumnya, jadi juga oleh masukan sebelumnya. Jadi, rangkaian berurut tetap mengingat keluaran sebelumnya dan dikatakan bahwa rangkaian ini mempunyai ingatan (memory). Kemampuan mengingat pada rangkaian berurut ini diperoleh dengan memberikan tundaan waktu pada lintasan balik (umpan balik) dari keluaran ke masukan. Secara diagram blok, kedua jenis rangkaian logika ini dapat digambarkan seperti pada Gambar 1.” (Albert Paul Malvino, Ph.D.)
Gambar 3. Model Umum Rangkaian Logika rangkaiannya dalam bentuk susunan gerbang-gerbang. Seperti telah diterangkan sebelumnya, fungsi Boole merupakan hubungan aljabar antara masukan dan keluaran yang diinginkan. Langkah pertama dalam merancang setiap rangkaian logika adalah menentukan apa yang hendak direalisasikan oleh rangkaian itu yang biasanya dalam bentuk uraian kata-kata (verbal). Berdasarkan uraian kebutuhan ini ditetapkan jumlah masukan yang dibutuhkan serta jumlah keluaran yang akan dihasilkan. Masing-masing masukan dan keluaran diberi nama simbolis. Dengan membuat tabel kebenaran yang menyatakan hubungan masukan dan keluaran yang diinginkan, maka keluaran sebagai fungsi masukan dapat dirumuskan dan disederhanakan dengan cara-cara yang telah diuraikan dalam bab-bab sebelumnya.
Berdasarkan persamaan yang diperoleh ini, yang merupakan fungsi Boole dari pada rangkaian yang dicari, dapat digambarkan diagram rangkaian logikanya Ada kalanya fungsi Boole yang sudah disederhanakan tersebut masih harus diubah untuk memenuhi kendala yang ada seperti jumlah gerbang dan jenisnya yang tersedia, jumlah masukan setiap gerbang, waktu perambatan melalui keseluruhan gerbang (tundaan waktu), interkoneksi antar bagian-bagian rangkaian, dan kemampuan setiap gerbang untuk mencatu (drive) gerbang berikutnya. Harga rangkaian logika umumnya dihitung menurut cacah gerbang dan cacah masukan keseluruhannya. Ini berkaitan dengan cacah gerbang yang dikemas dalam setiap kemasan.
teknologi rangkaian terpadu (Integrated Circuit, IC). Pemaduan (integrasi) gerbang-gerbang dasar seperti NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR pada umumnya dibuat dalam skala kecil (Small Scale Integration, SSI) yang mengandung 2 sampai 6 gerbang dalam setiap kemasan. Kemasan yang paling banyak digunakan dalam rangkaian logika sederhana berbentuk DIP (Dual- In-line Package), yaitu kemasan dengan pen-pen hubungan ke luar disusun dalam dua baris sejajar. Kemasan gerbang-gerbang dasar umunya mempunyai 14-16 pen, termasuk pen untuk catu daya positif dan nol (Vcc dan Ground). Setiap gerbang dengan 2 masukan membutuhkan 3 pen (1 pen untuk keluaran) sedangkan gerbang 3 masukan dibutuhkan 4 pen. Karena itu, satu kemasan 14 pen dapat menampung hanya 4 gerbang 2 masukan atau 3 gerbang 3 masukan.
Dalam praktek kita sering terpaksa menggunakan gerbang-gerbang yang tersedia di pasaran yang kadang-kadang berbeda dengan kebutuhan rancangan kita. Gerbang yang paling banyak tersedia di pasaran adalah gerbang-gerbang dengan 2 atau 3 masukan. Umpamanya, dalam rancangan kita membutuhkan gerbang dengan 4 atau 5 masukan dan kita akan mengalami kesulitan memperoleh gerbang seperti itu. Karena itu kita harus mengubah rancangan sedemikian sehingga rancangan itu dapat direalisasikan dengan gerbang-gerbang dengan 2 atau 3 masukan. Kemampuan pencatuan daya masing-masing gerbang juga membutuhkan perhatian. Setiap gerbang mampu mencatu hanya sejumlah tertentu gerbang lain di keluarannya (disebut sebagai fan-out). Ini berhubungan dengan kemampuan setiap gerbang dalam menyerap dan mencatu arus listrik. Dalam perancangan harus kita yakinkan bahwa tidak ada gerbang yang harus mencatu terlalu banyak gerbang lain di keluarannya. Ini sering membutuhkan modifikasi rangakaian realisasi yang berbeda dari rancangan semula. Mengenai karakteristik elektronik gerbang-gerbang logika dibahas dalam Lampiran A.” (Albert Paul Malvino, Ph.D.)
2.3. IMPLEMENTASI RANGKAIAN GERBANG LOGIKA DENGAN GERBANG NAND
2.3.1. Gerbang NAND (NOT And)
“Gerbang NAND dan NOR merupakan gerbanguniversal, artinya hanya dengan menggunakan jenisgerbang NAND saja atau NOR sajadapat menggantikan fungsi dari 3 gerbang dasar yang lain (AND, OR, NOT). Multilevel, artinya: denganmengimplementasikan gerbang NAND atau NOR, akan ada banyak level / tingkatan mulai dari sisitem input sampai kesisi output. Keuntungan pemakaian NAND saja atau NOR saja dalam sebuah rangkaian digital adalah dapat mengoptimalkan pemakaian seluruh gerbang yang terdapat dalam sebuah IC, sehingga menghemat biaya
Gambar 4. Substitusi Beberapa Gerbang Dasar Menjadi NAND
Rangkaian Asal Rangkaian Dengan NAND saja
Gambar 5, impelemtasi Gergang NAND
Untuk mendapatkan persamaan dengan menggunakan NAND saja, maka persamaan asal harus dimodifikasi sedemikian rupa, sehingga hasil akhir yang didapatkan adalah persamaan dengan NAND saja. Gerbang NAND sangat banyak di pakai dalam computer modern dan mengeti pemakaiannya sangat berharga bagi kita, untuk merancang jaringan gerbang NAND ke NAND, gunakan prosedur tabel kombinasi untuk ungkapan jumlah hasil kali,
Dalam perancangan logika, gerbang logika siskrit tidak selalu digunakan ttapi biasanya beisi banyak gerbang, karena itu, biasanya lebih disukai untuk memanfaatkan satu jenis gerbang, dan bukan campuran beberapa gerbang untuk alasan ini konversi gerbang digunakan untuk menyatukan suatu fungsi gerbang tertentu dengan cara mengombinasikan beberapa gerbang yang bertipe sama, suatu misal implementasi gerbang NAND ke dalam gerbang NO, gerbang AND dan gerbang OR (Kf Ibrahim, “Tehnik Digital”)
implementasi gate minimum, teknik tersebut memiliki keuntungan dan keteraturan yang dapat menyederhanakan proses pembuatan nya di pabrik. (wiliam steling).
2.4. Decoder
“Decoder adalah suatu rangkaian logika kombinasional yang mampu mengubah masukan kode biner n-bit ke m-saluran keluaran sedemikian rupa sehingga setiap saluran keluaran hanya satu yang akan aktif dari beberapa kemungkinan kombinasi masukan. Gambar 2.14 memperlihatkan diagram dari decoder dengan masukam n = 2 dan keluaran m = 4 ( decoder 2 ke 4). Setiap n masukan dapat berisi logika 1 atau 0, ada 2N kemungkinan kombinasi dari masukan atau kode-kode. Untuk setiap kombinasi masukan ini hanya satu dari m keluaran yang akan aktif (berlogika 1), sedangkan keluaran yang lain adalah berlogika 0. Beberapa decoder didisain untuk menghasilkan keluaran low pada keadan aktif, dimana hanya keluaran low yang dipilih akan aktif sementara keluaran yang lain adalah berlogika 1. Dari keadaaan aktif keluaranya, decoder dapat dibedakan atas “non inverted output” dan “inverted output”. (David Bucchlah, Wayne McLahan) EWB adalah softwere yang digunakan dalam praktek system digital yang diberikan oleh dosen. Cara penggunan dan penginstalannya sangatlah mudah, sebelum kita beranjak lebih lanjut terlebih dahulu kita akan membahas bagaimana cara penginstalan sofewer tersebut, berikut proses pengistalan nya:
Langkah pertama adalah copy atau download master electronics workbench dan cari tempat folder nya seperti gambar di bawah ini
EX-NOR ( Exclusive NOR ) GATE
Ex-NOR untuk jangka pendek, adalah gerbang logika digital yang adalah bentuk terbalik atau komplementer dari Eksklusif-OR fungsi kita melihat di bagian sebelumnya. Ini adalah kombinasi dari Eksklusif-OR gerbang dan TIDAK gerbang namun memiliki tabel kebenaran yang sama dengan standar NOR gerbang dalam yang memiliki
pada tingkat logika "1". Namun, output "1" juga diperoleh jika KEDUA input yang berada pada tingkat logika "1". Misalnya, A = "1" dan B = "1" pada saat yang sama memberikan kita ekspresi Boolean dari: Q = ( A B ) = AB + AB
Dengan kata lain, output dari gerbang NOR Eksklusif- HANYA pergi "TINGGI" ketika dua terminal masukan, A dan B berada di " SAMA tingkat "logika yang dapat baik di tingkat logika" 1 "atau pada tingkat logika "0". Maka jenis gerbang memberikan dan output "1" ketika input adalah " logis sama"atau" setara "satu sama lain, yang mengapa Eksklusif-NOR Gerbang kadang-kadang disebut Gerbang Kesetaraan . Simbol logika untuk gerbang NOR eksklusif-adalah hanya sebuah gerbang Eksklusif-OR dengan lingkaran atau "gelembung inversi", (ο) pada output untuk mewakili TIDAK fungsi. KemudianLogika NOR Gerbang Eksklusif- adalah kebalikan atau " Pelengkap "bentuk Eksklusif-OR gerbang, ( ) kita telah melihat sebelumnya.
Gerbang NOR Mantan Setara
The -Eksklusif NOR Gerbang fungsi dicapai dengan menggabungkan gerbang standar bersama untuk membentuk fungsi gerbang yang lebih kompleks dan contoh dari 2-input NOR eksklusif- gerbang diberikan di bawah ini.
Logika Digital "Ex-NOR" Gerbang
Kemudian, fungsi logika diimplementasikan oleh 2-input NOR Ex- gerbang diberikan sebagai " jika A DAN B adalah SAMA "akan memberikan keluaran pada Q . Secara umum, sebuah gerbang Eksklusif-NOR akan memberikan nilai output logika "1" HANYA ketika ada sebuah BAHKAN jumlah 1 pada masukan ke pintu gerbang (kebalikan dari -Ex
ATAU gerbang), kecuali ketika semua inputnya adalah " RENDAH ". Maka Ex-NOR fungsi dengan lebih dari dua masukan disebut "bahkan fungsi" atau modulo-2-sum (Mod-2-SUM), bukan Ex-NOR . Deskripsi ini dapat diperluas untuk diterapkan ke sejumlah masukan individu seperti yang ditunjukkan di bawah ini untuk 3-masukan Eksklusif-NORgerbang.
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 0
Ekspresi boolean Q = A B C Baca sebagai " BAHKAN"memberi Q sejumlah Masukan
Kami mengatakan sebelumnya bahwa Ex-NOR merupakan kombinasi fungsi logika dasar yang berbeda gerbang Ex-OR dan NOT gerbang, dan dengan menggunakan tabel kebenaran 2-masukan di atas, kita dapat memperluas Ex-NOR fungsi untuk: Q = A B = (AB) + ( A . B ) yang berarti kita dapat menyadari hal ini ekspresi baru menggunakan gerbang individu berikut.
Gerbang NOR Mantan Equivalent Circuit
Salah satu kelemahan utama dari pelaksanaan Ex-NOR fungsi di atas adalah bahwa hal itu berisi tiga gerbang logika yang berbeda jenis dengan DAN , TIDAK dan akhirnya OR gerbang dalam desain dasar. Salah satu cara yang lebih mudah menghasilkan Ex-NOR fungsi dari jenis gerbang tunggal adalah dengan menggunakan NAND gerbang seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Ex-NOR gerbang yang digunakan terutama dalam sirkuit elektronik yang melakukan operasi aritmatika dan pengecekan data seperti penambah , Subtractors atau Checkers Paritas , dll Sebagai Ex-NORgerbang memberikan output dari tingkat logika "1" bila dua input yang sama itu dapat digunakan untuk membandingkan besarnya dari dua digit biner atau nomor dan Ex-NOR gerbang yang digunakan dalam Comparator Digital sirkuit.
Umumnya tersedia Eksklusif-NOR gerbang IC termasuk:
Logika TTL Jenis
74LS266 Quad 2-input
Logika CMOS Jenis
CD4077 Quad 2-input
Quad 2-input NOR Gerbang Ex-74266
Dalam tutorial berikutnya tentang Gates Logika Digital , kita akan melihat digital Buffer Tri-negarajuga disebut buffer non-pembalik seperti yang digunakan di kedua sirkuit logika TTL dan CMOS serta Aljabar Boolean yang definisi dan tabel kebenaran.
The Exclusive-OR Gate
Exclusive-OR Gate Definition
In the previous tutorials, we saw that by using the three principal gates, AND Gate, the OR Gate and the NOT Gate, we can build many other types of logic gate functions, such as a NAND Gate and a NOR Gate or any other type of digital logic function we can imagine.
But there are two other types of digital logic gates which although they are not a basic gate in their own right as they are constructed by combining together other logic gates, their output Boolean function is important enough to be considered as complete logic gates. These two “hybrid” logic gates are called the Exclusive-OR (Ex-OR) Gate and its complement the Exclusive-NOR (Ex-NOR) Gate.
Introduction to Digital Electronics (Essential Electronics Series)
List Price: $70.95
Current Price: $57.44
Price Disclaimer
If however, an logic output “1” is obtained when ONLY A = “1” or when ONLY B = “1” but NOT both together at the same time, giving the binary inputs of “01” or “10”, then the output will be “1”. This type of gate is known as an Exclusive-OR function or more
commonly an Ex-Or function for short. This is because its boolean expression excludes the “OR BOTH” case of Q = “1” when both A and B = “1”.
In other words the output of an Exclusive-OR gate ONLY goes “HIGH” when its two input terminals are at “DIFFERENT” logic levels with respect to each other.
An odd number of logic “1’s” on its inputs gives a logic “1” at the output. These two inputs can be at logic level “1” or at logic level “0” giving us the Boolean expression
of: Q = (A B) = A.B + A.B
The Exclusive-OR Gate function, or Ex-OR for short, is achieved by combining standard logic gates together to form more complex gate functions that are used extensively in building arithmetic logic circuits, computational logic comparators and error detection circuits.
The two-input “Exclusive-OR” gate is basically a modulo two adder, since it gives the sum of two binary numbers and as a result are more complex in design than other basic types of logic gate. The truth table, logic symbol and implementation of a 2-input Exclusive-OR gate is shown below.
The Digital Logic “Exclusive-OR” Gate
2-input Ex-OR Gate
2-input Ex-OR Gate
The truth table above shows that the output of an Exclusive-OR gate ONLY goes “HIGH” when both of its two input terminals are at “DIFFERENT” logic levels with respect to each other. If these two inputs, A and B are both at logic level “1” or both at logic level “0” the output is a “0” making the gate an “odd but not the even gate”.
This ability of the Exclusive-OR gate to compare two logic levels and produce an output value dependent upon the input condition is very useful in computational logic circuits as it gives us the following Boolean expression of:
Q = (A B) = A.B + A.B
The logic function implemented by a 2-input Ex-OR is given as either: “A OR B but NOT both” will give an output at Q. In general, an Ex-OR gate will give an output value of logic “1” ONLY when there are an ODD number of 1’s on the inputs to the gate, if the two numbers are equal, the output is “1”.
Then an Ex-OR function with more than two inputs is called an “odd function” or modulo-2-sum (Mod-2-SUM), not an Ex-OR. This description can be expanded to apply to any number of individual inputs as shown below for a 3-input Ex-OR gate.
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 1
Boolean Expression Q = A B C
“Any ODD Number of Inputs” gives Q
The symbol used to denote an Exclusive-OR odd function is slightly different to that for the standard Inclusive-OR Gate. The logic or Boolean expression given for a logic OR gate is that of logical addition which is denoted by a standard plus sign.
The symbol used to describe the Boolean expression for an Exclusive-OR function is a plus sign, ( + ) within a circle ( Ο ). This exclusive-OR symbol also represents the mathematical “direct sum of sub-objects” expression, with the resulting symbol for an Exclusive-OR function being given as: ( ).
We said previously that the Ex-OR function is not a basic logic gate but a combination of different logic gates connected together. Using the 2-input truth table above, we can expand the Ex-OR function to: (A+B).(A.B) which means that we can realise this new expression using the following individual gates.
Ex-OR Gate Equivalent Circuit
One of the main disadvantages of implementing the Ex-OR function above is that it contains three different types logic gates OR, NAND and finally AND within its design. One easier way of producing the Ex-OR function from a single gate is to use our old favourite the NAND gate as shown below.
Exclusive-OR Gates are used mainly to build circuits that perform arithmetic operations and calculations especially Adders and Half-Adders as they can provide a “carry-bit” function or as a controlled inverter, where one input passes the binary data and the other input is supplied with a control signal.
Commonly available Digital Logic Exclusive-OR Gate IC’s include:
TTL Logic Ex-OR Gates
74LS86 Quad 2-input
CMOS Logic Ex-OR Gates
CD4030 Quad 2-input
7486 Quad 2-input Exclusive-OR Gate
One of its most commonly used applications is as a basic logic comparator which produces a logic “1” output when its two input bits are not equal. Because of this, the exclusive-OR gate has an inequality status being known as an odd function. In order to compare numbers that contain two or more bits, additional exclusive-OR gates are needed with the 74LS85 logic comparator being 4-bits wide.
