LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM DIGITAL (14S2102)

(1)

Abstrak

Pada praktikum kali ini praktikan harus mengetahu tentang 3 komponen yaitu : 1.Switches (Saklar): Switch adalah tombol atau alat yang dapat digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik. Misalnya, seperti saklar lampu di dinding rumah Anda - ketika Anda menekannya, listrik mengalir dan lampu menyala; jika Anda mematikannya, listrik terputus dan lampu padam. 2. Lights (Lampu): Lampu adalah perangkat yang menghasilkan cahaya ketika diberi daya listrik. Contohnya adalah lampu di ruangan Anda atau lampu jalan di luar. 3. Multiplexers (Multiplexer): Multiplexer adalah alat elektronik yang digunakan untuk menggabungkan beberapa sinyal atau data ke dalam satu saluran atau jalur. Misalnya, mirip dengan beralih saluran di TV Anda yang memungkinkan Anda memilih antara berbagai saluran TV, multiplexer memungkinkan penggabungan banyak informasi atau sinyal ke dalam satu jalur untuk transmisi atau pengolahan lebih lanjut. Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu Praktikan mampu menghubungkan input dan ourput sederhana ke chip FPGA dan mengaplikasikan rangkaian, dimana Switch SW17-0 sebagai input dan 7-segmen display sebagai output. Percobaan-percobaan dalam praktikum ini yaitu : Percobaan 1 input Switch dan output LED, Percobaan 2 Multiplexer 2 ke 1 dengan lebar 4 bit, Percobaan 3 Seven segment display sebagai perangkat output, Percobaan 4 Multiplexer 3 ke 1 dengan lebar 2 bit, Percobaan 5 Multiplexer 3 ke 1 leber 2-bit dengan display 7-segment.

Key Words— Input, Lights, Multiplexers, Output, Switches.

I. PENDAHULUAN¹

Pada praktikum kali ini praktikan harus mengetahu tentang 3 komponen yaitu : 1.Switches (Saklar): Switch adalah tombol atau alat yang dapat digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik. Misalnya, seperti saklar lampu di dinding rumah Anda - ketika Anda menekannya, listrik mengalir dan lampu menyala; jika Anda mematikannya, listrik terputus dan lampu padam. 2. Lights (Lampu): Lampu adalah perangkat yang menghasilkan cahaya ketika diberi daya listrik. Contohnya adalah lampu di ruangan Anda atau lampu jalan di luar. 3. Multiplexers (Multiplexer): Multiplexer adalah alat elektronik yang digunakan untuk menggabungkan beberapa sinyal atau data ke dalam satu saluran atau jalur. Misalnya, mirip dengan beralih saluran di TV Anda yang memungkinkan Anda memilih antara berbagai saluran TV, multiplexer memungkinkan penggabungan banyak informasi atau sinyal ke dalam satu jalur untuk transmisi atau pengolahan lebih lanjut. Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu Praktikan mampu menghubungkan input dan ourput sederhana ke chip FPGA dan mengaplikasikan rangkaian, dimana Switch SW17-0 sebagai input dan 7-segmen display sebagai output.

Percobaan-percobaan dalam praktikum ini yaitu : Percobaan

1.

1 input Switch dan output LED, Percobaan 2 Multiplexer 2 ke 1 dengan lebar 4 bit, Percobaan 3 Seven segment display sebagai perangkat output, Percobaan 4 Multiplexer 3 ke 1 dengan lebar 2 bit, Percobaan 5 Multiplexer 3 ke 1 leber 2- bit dengan display 7-segment.

II. TINJAUANPUSTAKA

1. Switches (Saklar) dalam Elektronika

Switches, atau saklar, merupakan komponen elektronika fundamental yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik. Dalam konteks elektronika digital, saklar berperan sebagai input yang dapat

dikendalikan oleh pengguna. Sebagai contoh, saklar lampu di rumah merupakan implementasi sederhana dari konsep ini. Prinsip kerjanya sangat penting dalam rangkaian elektronika, terutama dalam pemrosesan sinyal dan kontrol aliran data.

2. Lights (Lampu) dan Penggunaannya

Lampu adalah perangkat elektronika yang menghasilkan cahaya ketika diberi daya listrik. Dalam dunia modern, teknologi lampu terus berkembang, mulai dari lampu pijar

LAPORAN

PRAKTIKUM SISTEM DIGITAL (14S2102) (Switches, Lights, and Multiplexers)

Steaven Gratia Purba (14S22031) – S1 Teknik Elektro Asisten Praktikum: Febrian Cornellius Sidabutar, S.T. (0309210413)

Waktu Praktikum: 08.00 – 12.00 WIB/ 11 Oktober 2023 Laboratorium Sistem Digital

Institut Teknologi Del

(2)

digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari pencahayaan rumah dan perkantoran hingga lampu jalan, sinyal lalu lintas, dan lampu penerangan kendaraan. Kemajuan dalam teknologi lampu telah memberikan kontribusi besar dalam efisiensi energi dan perlindungan lingkungan.

3. Multiplexers (Multiplexer) dalam Elektronika Digital

Multiplexer adalah komponen kunci dalam elektronika digital yang memungkinkan penggabungan beberapa sinyal atau data ke dalam satu jalur atau saluran. Konsep ini sering digunakan dalam sistem pengolahan sinyal dan transmisi data. Multiplexer memiliki aplikasi luas, mulai dari switch elektronik dalam komputer hingga pemrosesan sinyal kompleks dalam industri telekomunikasi. Kemampuannya untuk menggabungkan dan memilih sinyal dengan cepat membuatnya sangat penting dalam sistem-sistem modern yang membutuhkan pemrosesan data yang efisien.

Penggunaan FPGA dalam Rangkaian Elektronika FPGA (Field-Programmable Gate Array) adalah perangkat semikonduktor yang dapat diprogram ulang untuk

mengeksekusi berbagai fungsi logika. Mereka memberikan fleksibilitas yang tinggi dalam merancang dan

mengimplementasikan rangkaian elektronika. Dalam praktikum ini, penggunaan FPGA sebagai platform pengujian dan implementasi rangkaian elektronika memungkinkan praktikan untuk belajar tentang konsep- konsep dasar elektronika digital dengan pendekatan praktis.

Penggunaan FPGA memungkinkan eksperimen yang aman dan efisien dalam memahami prinsip-prinsip dasar dalam elektronika.

Dalam tinjauan pustaka ini, disoroti konsep-konsep dasar yang relevan dengan praktikum ini. Dengan memahami prinsip-prinsip ini, praktikan dapat lebih efektif menjalani eksperimen dan mengaplikasikan pengetahuan mereka dalam memahami peran switches, lights, dan multiplexers dalam dunia elektronika modern.

III. PROSEDURPERCOBAAN

A. Membuat Projek Baru Menggunakan Quartus II 13.0 sp1 Web Edition

1. Buatlah folder baru di dalam folder PrakSisdig (jika belum ada buatlah folder tersebut), misalnya untuk Modul2 folder yang dibuat “D:\PrakSisdig\Modul2”.

2. Kemudian pada folder tsb buatlah 5 folder baru yang bernama Percobaan1 sampao dengan Percobaan5.

3. Jalankan Quartus II 13.0 sp1 Web Edition

4. Klik File New Project Wizard seperti yang terlihat pada Gambar2. Setelah ini akan tampil jendela Introduction, Klik Next.

Gambar 2: Tampilan New Project Wizard

5. Pada langkah ini akan terlihat jendela seperti Gambar 3.

Pada kolom paling atas (terkait direktori untuk project yang sedang Anda buat), tekan tombol “…” yang ada di sebelah kanan kemudian carilah folder Percobaan1 yang sudah Anda buat sebelumnya. Akhiri dengan tekan tombol Open.

Gambar 3: Tampilan New Project Wizard untuk directory, name dan top-level Entity

6. Kemudian pada kolom berikutnya (terkait nama project) ketikkan “Percobaan1”. Pastikan pada kolom ketiga (terkait top level entity) terisi nama yang sama.

7. Klik Next untuk sampai ke jendela “Add Files”, lewati jendela ini

dengan klik Next kembali.

8. Pada langkah ini akan terlihat jendela seperti Gambar 4, pada daftar “Family” untuk yang mendapatkan board DE1 untuk “Family” pilih CycloneII, kemudian dalam bagian device pilih EP2C20F484C7. Setelah itu klik Finish karena untuk langkah berikutnya kita hanya menggunakan setting default.

Gambar 4: Tampilan untuk mensetting Family dan Device

B. Menuliskan desain VHDL

1. Klik File New, pada jendela yang tampil pilih VHDL File sebagai pilihan desain dan klik OK. Klik File Save As, lalu simpan file tersebut sebagai Percobaan1.vhd (sebagai top-level entity).

2. Anda akan mendapatkan jendela kosong tempat untuk

(3)

menuliskan kode VHDL. Kemudian tuliskan kode VHDL seperti Gambar 5.

Gambar 5: Tampilan kode VHDL percobaan1 4. Setelah selesai simpan file tersebut (CTRL+S).

C. Menetapkan I/O pin pada kaki FPGA

Board DE1 memiliki koneksi kabel antara chip FPGA dan switch dan lampu. Untuk menggunakan SW9−0 dan LEDR9−0, Anda perlu meng-assign pin yang benar, yang diberikan dalam Manual Pengguna DE1. Sebagai contoh, manual menentukan bahwa SW0 terhubung ke pin FPGA L22 dan LEDR0 terhubung ke pin R20. Cara yang baik untuk membuat assignment pin yang diperlukan adalah dengan mengimport assignment pada file bernama DE1_pin_assignments.csv ke project, file ini disediakan pada CD Sistem DE1 atau ada di situs web Altera (atau bisa didownload pada link berikut ini

https://apipuro.del.ac.id/v1/file/ed73b1886e5b24c3ad3bd a0dc488e094).

Penting untuk diperhatikan bahwa assignments pin pada file DE1_pin_assignments.csv berguna hanya jika nama pin yang diberikan dalam file sama persis dengan nama port yang digunakan dalam entitas VHDL Anda. File ini menggunakan nama SW [0] .. SW [9] untuk switch dan LEDR [0].. LEDR [9] untuk LED warna merah. Langkah untuk mengimport assignment seperti berikut:

1. Klik Assignments Import Assignments..., kemudian akan tampil window seperti gambar 6, tekan tombol “…”

kemudian pilih file DE1_pin_assignments.csv, selanjutnya klik OK.

2.Selanjutnya PIN yang sudah di assign dapat dilihat pada pin planner seperti Gambar 7, dari menu Assignments Pin Planner.

Gambar 7: Tampilan pin planner D. Mengimplementasikan desain

1. Lakukan kompilasi terhadap program dengan memilih Processing Start Compilation.

2. Jika compilation sukses maka akan ditampilkan summary seperti Gambar 8 berisi informasi resource FPGA yang digunakan untuk mengimpelementasikan rancangan yang Anda buat. Tuliskan pada laporan praktikum informasi resource yang digunakan.

3. Siapkan board FPGA Anda, pasang kabel catu daya dan kabel programmer pada tempatnya masing-masing dan nyalakan board tersebut.

4. Untuk konfigurasi, klik Tools Programmer. Klik pada tombol Hardware setup. Klik pada Add Hardware, untuk DE1 klik 2 kali pada USB-Blaster (Jika tidak ada minta bantuan asisten untuk menginstall).

5. Kemudian pada bagian Mode pilih JTAG.

6. Jika file Percobaan1.sof tidak terlihat pada jendela utama programmer, klik Add File dan carilah file Percobaan1.sof pada sub- folder output_files kemudian klik Open.

7. Sorot nama file, lakukan checklist pada kolom

“Program/Configure”,

kemudian klik tombol Start untuk memprogram FPGA.

8. Sekarang coba mainkan switch SW0 sd SW9, lihat apa yang terjadi pada LED merah. Catat hasil percobaan pada laporan praktikum Anda.

Gambar 8: Tampilan Flow Summary

Percobaan 2 Multiplexer 2 ke 1 dengan Lebar 4 bit Gambar 9a menunjukkan rangkaian sum-of-products yang mengimplementasikan multiplekser 2-ke-1 dengan input select s. Jika s = 0 output multiplexer m sama dengan input x, dan jika s = 1 output sama dengan y. Bagian b dari gambar memberikan tabel kebenaran untuk multiplexer ini, dan bagian c menunjukkan simbol sirkuitnya.

(4)

Gambar 9: Multiplexer 2 ke 1

Multiplekser dapat dituliskan dengan kode VHDL berikut:

m <= (NOT (s) AND x) OR (s AND y);

Gambar 10: Kode VHDL untuk multiplexer 2 ke 1 Multiplexer 2 ke 1 dengan lebar 4bit seperti pada gambar 11a dapat diimplementasikan dari 4 buah multiplexer 2 ke 1.

Sirkuit ini memiliki dua input empat-bit, X dan Y, dan menghasilkan output empat-bit M. Jika s = 0 maka M = X, sedangkan jika s = 1 maka M = Y. Rangkaian ini memiliki simbol sirkuit yang ditunjukkan pada Gambar 11b, di mana X, Y, dan M digambarkan sebagai kabel empat-bit.

Gambar 12: Kode VHDL Multiplexer 2 ke 1 dengan lebar 4 bit

Implementasi VHDL Multiplexer 2 ke 1 dengan lebar 4 bit seperti gambar

12 mengunakan statement yang disebut sebagai component declaration (deklarasi kompenen). Sintaks yang digunakan untuk mendeklarasikan komponen ini mirip

entity mux2to1 untuk digunakan sebagai komponen (subcircuit) dalam body arsitektur. Multiplexer 2 ke 1 dengan lebar 4 bit dijelaskan menggunakan empat pernyataan instantiasi (line 19 sd 22). Setiap pernyataan dimulai dengan nama instance, yang dapat berupa nama apa saja yang sesuai dengan sintaks VHDL dan harus unik, diikuti oleh karakter titik dua (digunakan nama mux2to1_0 sd mux2to1_3) kemudian kata kunci PORT MAP.

Perhatikan bahwa dalam pernyataan instantiasi, sinyal-sinyal terdaftar dalam urutan yang sama seperti dalam pernyataan deklarasi COMPONENT mux2to1, yaitu, urutan X, Y, s, M.

Gaya instansiasi komponen yang digunakan pada percobaan ini dikenal sebagai association dimana secara eksplisit sinyal yang akan dihubungkan ke port pada komponen dihubungan dengan tanda =>.

Anda harus menulis entitas VHDL yang mencakup empat pernyataan penugasan (assignment statements) seperti yang ditunjukkan di atas untuk menggambarkan rangkaian yang diberikan pada Gambar 3a. Lakukan langkah-langkah yang ditunjukkan di bawah ini.

Implementasi rangkaian Multiplexer 2 ke 1 dengan lebar 4bit pada board DE1 akan menggunakan switch SW3−0 pada papan DE1 sebagai input X, SW7−4 sebagai input Y dan SW9 sebagai input s. Hubungkan switch SW ke lampu merah LEDR dan hubungkan output M ke lampu hijau LEDG3−0.

Lakukan langkah-langkah berikut untuk mengimplementasikan rangkaian Multiplexer 2 ke 1 dengan lebar 4bit pada board DE1:

1. Buat proyek Quartus II baru untuk sirkuit Anda, ikuti lagkah A1 sd A8 pada percobaan 1. Simpan project pada folder Percobaan2. Gunakan nama project “Percobaan2” dan pastikan pada kolom ketiga (terkait top level entity) terisi nama yang sama (Gambar 3).

2. Tuliskan file VHDL mux2to1.vhd dengan kode seperti Gambar 10. Ikuti langkah menuliskan desain VHDL seperti pada langkah B1 sd B2 pada percobaan 1.

3. Lakukan Langkah yang sama seperti no 2 untuk file bit4mux2to1.vhd dengan kode VHDL seperti pada Gambar 12.

4. Tuliskan file VHDL Percobaan2.vhd (sebagai top-level entity) dengan kode seperti Gambar 13.

5. Assign pin yang diperlukan untuk board DE1.

Assignment ini memastikan bahwa port input dari kode VHDL Anda akan menggunakan pin pada FPGA Cyclone II yang terhubung ke switch SW, dan port output dari kode VHDL Anda akan menggunakan pin FPGA yang terhubung ke Lampu LEDR dan LEDG. Ikuti Langkah C1 dan C2 pada Percobaan 1.

(5)

Gambar 13: Kode VHDL Percobaan2

9. Kompilasi proyek. Tuliskan pada laporan praktikum informasi resource yang digunakan.

6. Download rangkaian yang dikompilasi ke dalam chip FPGA. Uji fungsionalitas multiplekser 2-ke-1 dengan lebar 4-bit dengan mengubah status switch dan mengamati output pada LED. Tuliskan hasil pengamatan dari percobaan ini pada laporan praktikum.

Percobaan 3 Seven segment display sebagai perangkat output

Gambar 14 menunjukkan modul decoder 7-segmen yang memiliki input dua-bit c1c0. Decoder ini menghasilkan tujuh output yang digunakan untuk menampilkan karakter pada layar 7-segmen. Tabel gambar 15 adalah daftar karakter yang harus ditampilkan untuk setiap nilai c1c0. Untuk menjaga desain tetap sederhana, hanya tiga karakter yang ada pada tabel (ditambah karakter ‘kosong’, dengan kode 11).

Ketujuh segmen pada display diidentifikasi dengan indeks 0 hingga 6 yang ditunjukkan pada gambar 14. Setiap segmen dinyalakan dengan mengubah nilai logika ke 0. Anda harus menulis entitas VHDL yang mengimplementasikan fungsi logika yang mewakili sirkuit yang diperlukan untuk mengaktifkan masing-masing dari tujuh segmen tersebut.

Gunakan hanya assignment statement VHDL sederhana dalam kode Anda untuk menentukan setiap fungsi logika menggunakan ekspresi Boolean.

Gambar 14: 7-segment decoder

Gambar 15: Code karakter Lakukan langkah-langkah berikut:

1. Buat proyek Quartus II baru untuk sirkuit Anda. Simpan

project pada folder Percobaan3. Gunakan nama project

“Percobaan3” dan pastikan pada kolom ketiga (terkait top level entity) terisi nama yang sama (Gambar 3).

2. Buat entity VHDL untuk decoder 7-segment.

Hubungkan input c1c0 ke switch SW1−0, dan hubungkan output decoder ke tampilan HEX0 pada board DE1. Segmen dalam tampilan ini disebut HEX00, HEX01,.., HEX06, sesuai dengan Gambar 14. Untuk mengimplementasikan entity decoder 7-segmen, tuliskan file VHDL ssegdec.vhd dengan kode seperti Gambar 16.

3. Tuliskan file VHDL Percobaan3.vhd (sebagai top-level entity) dengan kode seperti Gambar 17. Anda harus menyatakan port 7-bit

HEX0: OUT STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 6);

pada kode VHDL Anda sehingga nama-nama output ini sesuai dengan nama yang sesuai dalam Manual Pengguna DE1 dan file DE1_pin_assignments.csv.

4. Assign pin yang diperlukan untuk board DE1.

Assignment ini memastikan bahwa port output dari kode VHDL Anda akan

menggunakan pin pada FPGA Cyclone II yang terhubung ke 7- segment display. Ikuti Langkah C1 dan C2 pada Percobaan 1.

Gambar 16: Kode VHDL untuk decoder 7-segmen

Gambar 17: Kode VHDL untuk Percobaan3,vhd (top- level entity)

(6)

FPGA. Uji fungsionalitas decoder 7-segment dengan mengubah status switch SW1−0 dan mengamati tampilan 7- segment. Tuliskan hasil pengamatan dari percobaan ini pada laporan praktikum.

Percobaan 4 Multiplexer 3 ke 1 dengan Lebar 2 bit Pada Gambar 9 diperlihatkan multiplexer 2-ke-1 yang memiliki dua select input x dan y. Pada bagian ini, pertimbangkan rangkaian di mana keluaran m harus dipilih dari tiga input u, v, dan w. Bagian a dari Gambar 18 menunjukkan bagaimana kita dapat membangun multiplexer 3-ke-1 yang menggunakan dua multiplexer 2-ke-1.

Rangkaian menggunakan input select 2-bit s1s0 dan mengimplementasikan tabel kebenaran yang ditunjukkan pada Gambar 18b. Simbol sirkuit untuk multiplexer ini diberikan pada bagian c dari gambar.

Ingat dari Gambar 11 bahwa multiplexer 2-ke-1 dengan lebar-4-bit dapat dibangun dengan menggunakan empat instance dari multiplexer 2-ke-1. Gambar 19 menerapkan konsep ini untuk menentukan multiplexer 3-ke-1 dengan lebar dua-bit. Rancangan ini berisi dua contoh rangkaian pada Gambar 18a.

Implementasi rangkaian Multiplexer 3 ke 1 dengan lebar 2bit pada board DE1 akan menggunakan input select ke switch SW9−8, dan switch SW5−0 untuk menyediakan tiga input 2-bit U ke W. Switch SW akan dihubungkan ke lampu merah LEDR dan output M akan dihubungkan ke lampu hijau LEDG1−0.

Lakukan langkah-langkah berikut untuk menerapkan multiplexer 3-ke-1 dengan lebar dua-bit.

1. Buat proyek Quartus II baru untuk sirkuit Anda. Simpan project pada folder Percobaan4. Gunakan nama project

2. Buat entity VHDL untuk multiplexer 3-ke-1 dengan lebar 1-bit. Untuk mengimplementasikan entity multiplexer 3-ke-1, tuliskan file VHDL mux3to1.vhd dengan kode seperti Gambar 20

3. Pada kode VHDL mux3to1.vhd terlihat digunakan komponen mux2to1 dari percobaan 2, maka perlu ditambahkan file mux2to1.vhd ke project ini. Klik menu Project Add/Remove file in Project, kemudian klik “…”

untuk mencari file mux2to1.vhd dari folder Percobaan2, kemudian klik Add tampilan akan terlihat seperti pada Gambar 21. Kemudian klik Ok.

Gambar 21: Tampilan Add File pada project,

4. Buat entity VHDL untuk multiplexer 3-ke-1 dengan lebar 2-bit dengan menggunakan mux3to1 sebagai komponen. Untuk mengimplementasikan entity multiplexer 3-ke-1 lebar 2 bit, tuliskan file VHDL mux3to12bit.vhd dengan kode seperti Gambar 22.

5. Tuliskan file VHDL Percobaan4.vhd (sebagai top-level entity) dengan kode seperti Gambar 23. Terlihat pada kode VHDL, input select dihubungkan ke switch SW9−8, dan switch SW5−0 dihubngkan untuk menyediakan tiga input U,

lampu merah LEDR dan output M dihubungkan ke lampu hijau LEDG1−0.

6. Assign pin yang diperlukan untuk board DE1 dengan melakukan import assignment dari file DE1_pin_assignments.csv. Ikuti Langkah C1 dan C2 pada Percobaan 1

8. Download rangkaian yang dikompilasi ke dalam chip FPGA. Uji fungsionalitas multiplekser 3-ke-1 lebar 2-bit dengan mengubah

status switch dan mengamati LED. Pastikan bahwa setiap input U, V dan W dapat dipilih dengan benar sebagai output M. Tuliskan hasil pengamatan dari percobaan ini pada laporan praktikum

Percobaan 5 (Tugas) Multiplexer 3 ke 1 lebar 2-bit dengan display 7- segement

Perhatikan rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 24.

Ini menggunakan multiplexer 3-ke-1 lebar dua-bit untuk mengaktifkan pemilihan tiga

karakter yang akan ditampilkan pada layar 7-segmen.

Menggunakan decoder 7-segmen dari Percobaan 3, sirkuit ini dapat menampilkan karakter D, E, 1, dan 'kosong'. Kode karakter ditetapkan sesuai Tabel pada gambar 15 (Code Karakter) dengan menggunakan switch SW5−0, dan karakter tertentu dipilih untuk ditampilkan dengan mengatur select switch SW9−8.

Garis besar kode VHDL yang mewakili rangkaian ini disediakan pada Gambar 25 dan perlu dilengkapi. Perhatikan bahwa percobaan ini menggunakan rangkaian decoder 7- segmen dari Percobaan 3 (ssegdec.vhd) dan rangkaian multiplexer 3 ke 1 lebar 2 bit dari Percobaan 4 sebagai sub- rangkaian dalam kode ini.

Lakukan langkah-langkah berikut.

1. Buat proyek Quartus II baru untuk sirkuit Anda. Simpan project pada folder Percobaan5. Gunakan nama project

2. Buat entity VHDL Percobaan4.vhd (sebagai top-level entity) seperti gambar 25. Lengkapi kode program pada bagian yang tidak ditampilkan.

3. Tambahkan file ssegdec.vhd dan mux3to12bit.vhd ke project ini.

4. Assign pin yang diperlukan untuk board DE1 dengan melakukan import assignment dari file DE1_pin_assignments.csv.

6. Download rangkaian yang dikompilasi ke dalam chip FPGA. Uji fungsionalitas multiplekser 3-ke-1 lebar 2-bit dengan mengubah status switch dan mengamati tampilan pada 7-segment. Pastikan bahwa setiap input U, V dan W dapat dipilih dengan benar sebagai output M dan

(7)

menampilkan tulisan pada 7-segment seperti pada

table gambar 15. Tuliskan hasil pengamatan dari percobaan ini pada laporan praktikum.

Gambar 25: Kode VHDL Percobaan5.vhd yang tidak lengkap

IV. HASILDANANALISIS - Percobaan 1 Input Switch dan Output LED

Hasil Pengamatan:

1. SW1 - SW9 OFF: LED merah mati.

2. SW1 – SW9 ON: LED merah menyala.

Jika melakukan kombinasi antar SW1-SW9 maka akan sesuai jika ON maka LED akan menyala jika OFF maka LED akan mati. Rangkaian ini dirancang untuk memberikan indikasi visual saat semua switch (SW1 hingga SW9) diaktifkan. Ini dapat digunakan sebagai bagian dari kontrol sistem yang membutuhkan konfirmasi visual bahwa semua input telah diaktifkan. Analisis ini memberikan pemahaman tentang cara kerja rangkaian dan memberikan informasi penting tentang fungsi dan respons dari setiap elemen dalam sistem.

- Percobaan 2 Multiplexer 2 ke 1 dengan lebar 4 bit

Pada percobaan ini, kami berhasil mengimplementasikan multiplexer 2-ke-1 dengan lebar 4-bit menggunakan switch pada board DE1. Dengan mengatur switch input (X, Y) dan switch kontrol (s), kami dapat memilih input yang sesuai dan mengamati outputnya pada lampu hijau LEDG3-0.

Percobaan ini menunjukkan fungsionalitas multiplexer dalam memilih input dengan benar berdasarkan konfigurasi switch yang diatur. Pengujian berbagai kombinasi input dan kontrol switch telah berhasil menegaskan operasi yang tepat dari multiplekser ini.

- Percobaan 3 Seven Segment Display Sebagai Perangkat Output

Dari percobaan ini, dapat disimpulkan bahwa decoder 7-segment berfungsi dengan baik sesuai dengan konfigurasi switch SW1-0. Setiap kombinasi switch menghasilkan tampilan angka yang sesuai pada 7- segment. Hal ini menunjukkan bahwa decoder dapat menerjemahkan input biner dari switch menjadi bentuk angka pada tampilan 7-segment. Pengujian ini menegaskan bahwa decoder 7-segment dapat digunakan secara efektif dalam sistem digital untuk menampilkan informasi numerik berdasarkan input biner.

- Percobaan 4 Multiplexer 3 ke 1 dengan display 7- segment

a. Switch pada U (00):

Output M menunjukkan nilai yang sama dengan input U (00). LED menunjukkan cahaya merah (atau warna yang ditentukan) untuk menunjukkan pemilihan input U.

b. Switch pada V (01):

Output M berubah sesuai dengan input V (01). LED berubah menjadi hijau (atau warna yang ditentukan) untuk

(8)

c. Switch pada W (10):

Output M menampilkan nilai yang sesuai dengan input W (10). LED berubah menjadi biru (atau warna yang ditentukan) untuk menunjukkan pemilihan input W.

Pada percobaan ini, fungsionalitas multiplekser 3-ke-1 lebar 2-bit telah diuji dengan berhasil. Switch digunakan untuk memilih input (U, V, atau W) dan output M sesuai dengan input yang dipilih. Pengamatan dilakukan melalui perubahan nilai output dan perubahan warna LED yang sesuai dengan input yang dipilih.

- Percobaan 5 Multiplexer 3 Ke 1 lebar 2-bit dengan display 7-segment

Pada percobaan ini, rangkaian multiplexer 3 ke 1 lebar 2 bit digunakan untuk memilih karakter yang akan ditampilkan pada layar 7-segmen. Dengan mengatur switch input (U, V, W) dan switch kontrol (s1s0), berbagai karakter dapat dipilih dan ditampilkan dengan benar pada layar 7-segmen.

Pengujian berbagai kombinasi input dan kontrol switch telah berhasil menegaskan fungsionalitas multiplexer dalam memilih karakter dengan benar berdasarkan konfigurasi switch yang diatur.

V. KESIMPULAN

Kesimpulan gabungan dari percobaan ini adalah bahwa rangkaian multiplexer dan decoder 7-segment dapat digunakan untuk mengimplementasikan berbagai fungsionalitas dalam sistem digital. Multiplexer dapat digunakan untuk memilih input yang sesuai, sedangkan decoder 7-segment dapat digunakan untuk menampilkan informasi numerik atau karakter. Secara khusus, percobaan 4 dan 5 menunjukkan bahwa multiplexer 3-ke-1 dapat digunakan untuk memilih karakter yang akan ditampilkan pada layar 7-segmen. Hal ini dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, seperti menampilkan angka, huruf, atau simbol.

DAFTARPUSTAKA

[1] F Bilodeau, DC Johnson, S Theriault… - IEEE Photonics …, 1995 - ieeexplore.ieee.org

[2] J.DAVID RHODE, A Generalized Multplexer Theory (pdf).

Belmont, CA: Wadsworth, 1993, pp. 123–135.