Figure 9.10, Figure 9.13, Figure 9.14
1. Pendahuluan[kembali]
Sistem digital bekerja dengan data dan informasi yang dikodekan dalam bentuk biner, yang terus diproses dengan berbagai cara. Beberapa proses tersebut meliputi:
-
decoding dan encoding,
-
multiplexing,
-
demultiplexing,
-
perbandingan data,
-
konversi kode, dan
-
pengiriman data melalui bus.
Semua proses ini — dan lainnya — menjadi lebih mudah dilakukan berkat tersedianya berbagai IC dalam kategori MSI (medium-scale integration).
Pada bab ini, kita akan membahas berbagai jenis perangkat MSI yang umum digunakan. Untuk setiap jenis, akan dijelaskan prinsip kerja dasarnya secara singkat, lalu diperkenalkan contoh IC spesifiknya. Setelah itu, kita akan melihat bagaimana IC tersebut bisa digunakan sendiri maupun dikombinasikan dengan IC lainnya dalam berbagai aplikasi.
2. Tujuan[kembali]
- Mempelajari tentang bagaimana materi MSI
- Mampu membuat rangkaian MSI
- Mengetahui prinsip kerja dari rangkaian MSI
3. Alat dan Bahan[kembali]
A. Alat
1. logicprobe
Probe logika adalah probe uji genggam berbiaya rendah yang digunakan untuk menganalisis dan memecahkan masalah keadaan logis ( boolean 0 atau 1)
B. Bahan
1. Logic state
Berfungsi untuk memberikan keterangan logika 1 atau 0
2. MSI (Medium-Scale Integrationn)
Medium Scale Integration (MSI) adalah tingkat integrasi dalam sirkuit terpadu (IC) yang menempatkan sejumlah komponen elektronik, seperti transistor dan resistor, dalam satu chip, MSI biasanya memiliki 100 hingga 3.000 komponen.
Jenis kedua adalah gerbang OR. Sama seperti gerbang sebelumnya, gerbang ini juga memerlukan dua input untuk menghasilkan satu output. Gerbang OR ini akan menghasilkan output 1 jika semua atau salah satu input merupakan bilangan biner 1. Sedangkan output akan menghasilkan 0 jika semua inputnya adalah bilangan biner 0.
4. Dasar Teori[kembali]
1. IC 74LS138 – 3-to-8 Line Decoder/Demultiplexer
Fungsi:
IC ini berfungsi sebagai decoder, yaitu mengubah input biner 3-bit menjadi satu dari 8 output aktif-rendah (low aktif). Ini berguna dalam sistem alamat memori, pemilihan perangkat, atau demultiplexing.
Spesifikasi:
-
3 input (A, B, C)
-
8 output (Y0–Y7), hanya satu yang aktif rendah tergantung input
-
Tiga pin enable (2 aktif rendah, 1 aktif tinggi)
2. IC 74LS157 – Quad 2-to-1 Multiplexer
Fungsi:
Multiplexer ini memiliki 4 saluran (quad) dan memilih antara dua set input data (I0 dan I1) berdasarkan sinyal select tunggal (S). Terdapat juga pin enable aktif rendah (G).
Spesifikasi:
-
4 buah 2-to-1 multiplexer dalam satu chip
-
1 bit select
-
4 output sesuai pilihan
3. IC 74LS161 – Synchronous 4-Bit Binary Counter
Fungsi:
IC ini adalah penghitung biner (counter) 4-bit yang bekerja sinkron, artinya semua flip-flop-nya dipicu oleh sinyal clock yang sama.
Spesifikasi:
-
Dapat menghitung dari 0 hingga 15 (4-bit)
-
Pin input: Clock, Clear, Load, dan Enable
-
Pin output: Q0–Q3 (4-bit output)
4. IC 74LS173 – 4-Bit D Register with 3-State Outputs
Fungsi:
IC ini adalah register D 4-bit yang menyimpan data sementara dan dapat mengeluarkan datanya ke bus bila diaktifkan. Keluaran memiliki tiga status: 1, 0, dan high-impedance (Z) untuk mendukung sistem bus bersama.
Spesifikasi:
-
Input data paralel D0–D3
-
Clock untuk penulisan data (synchronous)
-
Output kontrol G1 dan G2 (active low)
-
Fitur three-state output (bisa 'diam' di bus)
5. Percobaan[kembali]
a) Prosedur[kembali]
Langkah-langkah:
- Buka Proteus dan buat proyek baru.
- Tambahkan tiga gerbang XOR, tiga gerbang AND, dan satu gerbang OR dari pustaka komponen.
- Hubungkan input A dan B ke kedua input dari XOR Gate pertama (hasil S1).
- Hubungkan output XOR Gate pertama (S1) ke salah satu input dari XOR Gate kedua, dan hubungkan input Carry-in (C_in) ke input lainnya dari XOR Gate kedua (hasil Sum).
- Hubungkan output XOR Gate pertama (S1) ke salah satu input dari AND Gate pertama, dan hubungkan input Carry-in ke input lainnya dari AND Gate pertama (hasil C2).
- Hubungkan input A dan B ke kedua input dari AND Gate kedua (hasil C1).
- Hubungkan output dari AND Gate kedua (C1) dan output dari AND Gate pertama (C2) ke dua input dari OR Gate.
- Output OR Gate menjadi Carry-out (C_out).
- Tambahkan sumber daya (power supply) dan ground sesuai kebutuhan.
- Jalankan simulasi dan uji dengan berbagai kombinasi input (A, B, dan C_in).
b) Rangkaian simulasi [kembali]
Prinsip kerja dari dekoder dengan menggunakan seven segment display adalah mengubah sinyal biner (biasanya dalam format BCD atau Binary Coded Decimal) menjadi sinyal-sinyal logika yang dapat menyalakan segmen-segmen tertentu pada display seven segment untuk membentuk angka 0 hingga 9. Dekoder ini biasanya menggunakan IC seperti 7447 (untuk common anode) atau 4511 (untuk common cathode) yang berfungsi sebagai penerjemah dari input biner 4-bit (A, B, C, D) ke output 7-bit yang masing-masing mengontrol satu segmen dari tampilan (a, b, c, d, e, f, g).
Ketika input biner diberikan ke dekoder, IC akan menghasilkan kombinasi logika LOW atau HIGH pada ketujuh output-nya sesuai dengan pola angka yang ingin ditampilkan. Misalnya, untuk menampilkan angka “3”, segmen a, b, c, d, dan g akan menyala, sedangkan segmen e dan f akan mati. Output ini akan mengendalikan LED dalam display seven segment, yang kemudian menampilkan angka sesuai dengan input biner. Dekoder ini menyederhanakan pengontrolan display karena pengguna tidak perlu mengatur setiap segmen secara manual
Prinsip kerja dari dekoder (decoder) adalah mengubah sinyal input dalam bentuk kode biner menjadi sinyal output unik pada salah satu dari banyak jalur output. Dekoder bekerja dengan membaca kombinasi biner dari input dan mengaktifkan hanya satu output yang sesuai dengan nilai biner tersebut, sementara output lainnya tetap dalam keadaan mati (logika rendah).
Sebagai contoh, pada dekoder 3-ke-8 (3-to-8 decoder) seperti IC 74LS138, terdapat 3 bit input (misalnya A, B, dan C) yang dapat menghasilkan hingga 8 kombinasi biner (000 sampai 111). Untuk setiap kombinasi input, hanya satu dari delapan output yang akan diaktifkan (biasanya bernilai logika rendah atau aktif rendah, tergantung jenis IC-nya). Jadi, jika input adalah 101 (dalam desimal: 5), maka output ke-6 (karena dimulai dari 0) akan aktif.
Dekoder digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti dalam sistem digital untuk memilih satu dari banyak perangkat (misalnya memori atau tampilan), dalam rangkaian kendali, dan juga sebagai bagian penting dalam pengoperasian 7-segment display, di mana dekoder mengubah angka biner menjadi pola yang dapat ditampilkan sebagai angka desimal. Selain itu, beberapa dekoder dilengkapi dengan pin enable yang harus diaktifkan terlebih dahulu agar dekoder dapat berfungsi, memungkinkan kontrol lebih lanjut dalam sistem digital.
Prinsip kerja dari dekoder 4-bit adalah mengubah sinyal input biner 4-bit menjadi satu output aktif dari sejumlah besar output yang tersedia. Sebuah dekoder 4-bit memiliki 4 input (misalnya A, B, C, dan D) dan dapat menghasilkan hingga 2⁴ = 16 output yang berbeda, yaitu dari Y0 sampai Y15. Dekoder ini berfungsi untuk mengaktifkan salah satu dari 16 jalur output, tergantung pada kombinasi nilai biner dari keempat input.
Misalnya, jika input 4-bit adalah 0101 (dalam desimal = 5), maka hanya output Y5 yang akan aktif (biasanya logika rendah jika aktif-low, atau logika tinggi jika aktif-high), sedangkan output lainnya tetap tidak aktif. Dekoder 4-bit banyak digunakan dalam sistem digital untuk memilih satu jalur dari banyak jalur, seperti dalam pemilihan memori, sistem kontrol, tampilan 7-segmen, atau bagian dari rangkaian multiplexer.
Dekoder ini sering dibuat dengan menggunakan rangkaian gerbang logika dasar seperti AND, OR, dan NOT. Untuk menjamin output yang benar, masing-masing output biasanya merupakan hasil dari operasi logika yang hanya aktif saat kombinasi input tertentu terpenuhi. Dengan begitu, dekoder 4-bit bertindak sebagai penerjemah kode biner menjadi satu output tunggal yang sesuai dengan nilai binernya.
c) Video Simulasi [kembali]
Komentar
Posting Komentar