Gerbang Logika Dasar Dan Lanjutan

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA II GERBANG LOGIKA DASAR DAN LANJUTAN

Nama

: Kadek Sumaja

NIM

: 1108255004

Dosen Pengajar

: I Gede Antha Kasmawan, S.Si, M.Si

Pengawas/Pembimbing

: Bagus Prasada Adhi Kusuma

LABORATORIUM ELEKTRONIKA JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2012

I.

Tujuan

1. Mengerti dan memahami gerbang  –  gerbang logika ( Lambang, bentuk, dan tabel kebenarannya ). 2. Mampu menganalisis rangkaian logika AND, OR, NOT, NAND, NOR dan XOR. 3. Mengenal komponen  –  komponen yang sering digunakan dalam gerbang logika tersebut. 4. Membangun dan mengoperasikan masing

 – 

masing rangkaian gerbang logika

tersebut. 5. Membuat tabel kebeanaran dari masing – masing gerbang logika yang dipraktekkan.

II.

Dasar Teori

Pengertian gerbang logika yaitu rangkaian logika dengan salah satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sinyal keluaran dimana analisisnya dapat dilakukan dengan aljabar Boole. Gerbang logika merupakan rangkaian digital (duakeadaan), karena sinyal masukan dan sinyal keluarannya hannya berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah. Aljabar Boole tidak mengenal penerpan-penerapan praktis hingga tahun 1938. Yaitu Claude Shannon menggunakannya dalam analisis ranngakaian penyaklaran ( switching ) telepon. Ia menggunakan variable Boole untuk menyatakan keadaan tertutup dan terbukanya relai (relay). Dengan kata lain, Shannon telah merintis penggunaan baru dari aljabar Boole. Karena Shannon inilah, para ahli teknik menyadari bahwa aljabar  Boole dapat diterapkan pada ilmu elektronika komputer. Gerbang logika terbagi atas dua kelompok, yaitu gerbang logika dasar dan gerbang logika lanjutan. A. Gerbang Logika Dasar ( NOT, OR dan AND ) 1.Gerbang logika NOT ( IC 7404 ) Sebuah inverter  (pembalik) adalah gerbang dengan

sinyal masukkan dan stu

sinyal keluaran. Dan keadaan keluarannya selalu berlawanan denga keadaan masukkan. Inverter disebut juga dengan gerbang NOT (bukan), karena keluarannya tidak sama dengan masukkan. Keluaran inverter kadang-kadang disebut komplemen (lawan) dari masukkan.

Gambar 2.1 Simbol gerbang logika NOT

2. Gerbang logika OR ( IC 7432) Gerbang logika OR memiliki dua atau lebih dari dua sinyal masukkan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Cara untuk membuat sebuah gerbang OR, bila kedua masukkan dalam keadaan rendah, maka keluarannya akan menjadi rendah. Bila salah satu masukkannya tinggi, maka akan menghasil keluarannya akan menjadi tinggi. Hal ini akan terjadi karena mempunyai dua buah masukan, rangkaian ini disebut dengan gerbang OR dua-masukkan.

Gambar 2.2 Simbol gerbang logika OR 2 dan 3 masukan.

3. Gerbang logika AND ( IC 7408 ) Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Semua masukan harus dalam keadaan tinggi untuk mendapatkan keluaran tinggi. Gerbang logika AND ada 2 -3 masukan dan masih lain-lain. Berapapun jumlah masukan yang dimiliki oleh sebuah gerbang AND, operasinya tetap dapat dirangkumkan sebagai berikut: semua masukan harus bertegangan tinggi untuk memperoleh keluaran tinggi.

Gambar 2.3 Simbol gerbang logika AND 2 dan 3 masukan.

B. Gerbang Logika Lanjutan ( NOR, NAND dan XOR ) 1. Gerbang logika NOR ( IC 7402 ) Gerbang NOR memiliki dua atau lebih dari dua sisi masukan dan hanya satu sinyal keluaran. Untuk memperoleh keluaran tinggi gerbang ini, semua masukan harus dalam keadaan rendah. Dalam perkataa lain, gerbang NOR hanya mengenal kata mnasukan yang semua bitnya sama dengan nol. Struktur logika dari sebuah gerbang NOR, yang merupakan gabungan sebuah OR dengan sebuah inverter. Keluaran NOT dari hasil operasi OR  masukan-masukannya. Semula gerbang ini dinamakan gerbang NOT-OR, tetapi lebih dikenal dengan

gerbang NOR. Maka akan menjadi bentuk persamaan

aljabar Boole adalah ̅  Y = 

Gambar 2.4 Simbol gerbang logika NOR 2 dan 3 masukan .

2. Gerbang logikan NAND ( IC 7400) Gerbang NAND terdiri dari dua atau lebih dari dua sinyal masukan dan sebuah sinyal keluaran. Semua masukan harus berharga tinggi menghasilkan keluaran yang rendah. Struktur gerbnag logika NAND, yang terdiri dari sebuah

gerbang AND dan sebuah inverter. Keluaran akhir adalah hasil operasi NOTAND dari masukannya. Piranti ini disebut gerbang NOT-AND, tetapi sekarang lebih dikenal dengan sebagai gerbang NAND. Kerja dari gerbanng logika NAND, jika salah satu atau lebih dari satu masukanbya merupakan keadaan rendah, maka operasi AND akan mengasilkan keluaran rendah sehingga inverse terhadap hasil ini memberikan keluaran hasil akhir tinggi. Hanya jika seluruh masukannya tinggi, maka operasi AND akan menghasilkan sinyal yang tinggi dan selanjutnya keluaran akhir yang rendah. Maka akan menjadi rumusan dalam aljabar Boole adalah ̅ Y = 

Gambar 2.5 Simbol gerbang logika NAND 2 dan 3 masukan.

3. Gerbang logika XOR atau Exclusive-OR ( IC 7486 ) Gerbang logika OR mengenali kata-kata masukan dengan salah satu atau lebih dari satu bit. Tidak dengan gerbang logika Exclusive-OR, gerbang ini hanya mengenali kata yang memiliki bit 1 dalam jumlah ganjil. XOR dengan dua masukan. Cara membuat gerbang logika Exlcusive-OR  ̅ atau XOR adalah dengan cara gerbang logika AND atas membentuk perkalian   B. Maka akan menjadi persamaan atau gerbang AND bawah menghasilkan  

aljabar Boole yang berlaku adalah:  ̅  

Gambar 2.6 Simbol gerbang logika XOR 2 dan 3 masukan.

Adanya Teorema De Morgan : 1. Teorema pertama yang menyatakan bahwa sebouah gerbang NOR ekivalen dengan sebuah gerbang AND berhelembung. 2. Teorema kedua menyatakan ekivalensi antara sebuah gerbang NAND dan sebah gerbang OR bergelembung.

III.

Daftar Komponen Percobaan

1. IC 7408 (AND) 2. IC 7432 (OR) 3. IC 7404 (NOT) 4. IC 7400 (NAND) 5. IC 7402 (NOR) 6. IC 7486 (XOR atau Exclusive-OR) 7.

Resistor 1KΩ

8. LED 9. Kabel sebagai penyambung 10. 4 buah baterai sebagai sumber tegangan 11. 1 buah Bread Board 

IV.

Prosedur Percobaan

A. IC 7404 satu input a.

Pasanglah IC 7404 diatas project board.

 b.

Sambungakan kaki IC bernomor 1 pada kaki resistor pertama dan kaki resistor  lainnya pada kaki IC bernomor tujuh (ground).

c.

Sambungkan kaki IC bernomor 2 pada LED yang berkaki lebih panjang sedangkan kaki LED yang lebih pendek dihubungkan pada kaki IC bernomor  tujuh.

d.

Beri tegangan dari baterai kutub positif ke kaki IC bernomor 14 dan kutub negatif ke kaki bernomor tujuh (ground)

e.

Paralelkan kutub baterai yang bermuatan positif dengan menggunakan kabel tunggal, yang nantinya akan digunakan menyambungkan ke input yaitu kaki IC yang bernomor 1. Hal ini dilakukan untuk menguji kebenaran output dari IC.

f.

Apabila LED menyala, berarti logika 1 dan apabila LED padam, logika 0

g.

Buat tabel kebenaran dan berikan analisis dari hasil percobaan tersebut.

B. IC 7408, IC 7432, IC 7486, IC 7400, IC 7402 dua input a.

Pasanglah IC 7408 diatas project board.

 b.

Hubungkan kaki IC bernomor satu dan dua pada kaki pertama 2 buah resistor  dan kaki-kaki lainya disambungkan ke kaki IC bernomor tujuh (ground) .

c.

Hubungkan kaki bernomor tiga (output) pada LED yang berkaki lebih panjang dan kaki bernomor tujuh (ground) pada kaki LED yang lebih pendek. LED merupakan indikator.

d.

Beri tegangan dari baterai kutub positif ke kaki IC bernomor 14 dan kutub negatif ke kaki bernomor tujuh (ground)

e.

Paralelkan kutub baterai yang bermuatan positif dengan menggunakan kabel tunggal, yang nantinya akan digunakan menyambungkan ke input yaitu kaki IC yang bernomor 1 dan 2. Hal ini dilakukan untuk menguji kebenaran output dari IC.

f.

Apabila LED menyala, berarti logika 1 dan apabila LED padam, logika 0

g.

Buatlah tabel kebenaran dan Berikan analisis dari hasil percobaan tersebut.

V.

Gambar Rangkaian

Gerbang logika dasar dan lanjutan:

Gambar 4.1 Gambar IC dan ragkaian AND

Gambar IC NOT

Gambar 4.2 Gambar IC dan ragkaian OR 

Gambar 4.3 Gambar IC dan ragkaian NOT

14

13

12

11

10

9

8

Vcc

7400

GND

1

2

3

4

5

6

7

Gambar 4.4 Gambar IC dan ragkaian NAND

14

13

12

11

10

9

8

Vcc

7402

GND

1

2

3

4

5

6

7

Gambar 4.2 Gambar IC dan ragkaian NOR 

14

13

12

11

10

9

8

Vcc

7486

GND

1

2

3

4

5

6

7

Gambar 4.2 Gambar IC dan ragkaian

XOR 

VI.

Data Pengamatan

1. Gerbang logika NOT ( IC 7404 ) Vin (Volt)

Vout(Volt)

Vin

Vout

0

1.3

0

1

1.3

0

1

0

Tabel 4.1 Tabel kebenaran gerbang logika NOT ( IC 7404 )

2. Gerbang logika OR ( IC 7432 )

A

B

Y

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

Tabel 4.2 Tabel kebenaran gerbang logika AND ( IC 7432 )

3. Gerbang logika AND ( IC 7408 )

A

B

Y

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Tabel 4.3 Tabel kebenaran gerbang logika AND ( IC 7408 )

4. Gerbang logika NOR ( IC 7402 )

A

B

̅   

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

0

Tabel 4.4 Tabel kebenaran gerbang logika NOR ( IC 7402 )

5. Gerbang logika NAND ( IC 7400 ) A

B

̅  

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0

Tabel 4.5 Tabel kebenaran gerbang logika NANDR ( IC 7400 )

6. Gerbang logika XOR atau Exclusive-OR ( IC 7486 ) A

B

̅  ̅  

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

Tabel 4.6 Tabel kebenaran gerbang logika XOR ( IC 7486 )

VII. Pembahasan

Gerbang rangkaian logika dengan satu atau lebih sinyal masukan menghasilkan hanya satu sinyal keluaran. Gerbang AND adalah rangkaian logika yang menghasilkan keluaran dalam keadaan tinggi hanya bila semua masukannya tinggi. Gerbang OR adalah rangakaian logika yang terdiri dari dua atau lebih dua masukan dan hanya satu keluaran. Salah satu atau lebih dari masukan yang tinggi akan menghasilkan keluaran tinggi. Gerbang NOT atau inverter (pembalik) adalah gerbang yang hanya memiliki sebuah masukan dan sebuah keluaran. Keluaran selalu merupakan komplemen dari masukannya. Kata merupakan deretan (string) bit yag mempresentasikan sebuah data intruksi dalam  bentuk kode. Untuk gerbang logika lanjutan, yaitu NAND, NOR dan XOR. Gerbang logika  NAND adalah ekivalen dengan sebuah gerbang AND yang diikuti oleh sebuah inverter. Semua masukan harus tinggi untuk mendapatkan keluaran rendah. Gerbang logika NOR  adalah ekivalen dengan sebuah gerbang OR yang digabung dengan sebuah inverter  dibelakangnya. Semua masukan harus rendah untuk menghasilkan keluaran yang tinggi. Gerbang logika XOR atau Exclusive-OR adalah memiliki keluaran tinggi bila kata masukan berparitas ganjil. Bagi gerbang XOR 2-masukan, keluaran akan bernilai tinggi  bila masukan-masukannya berbeda.

VIII. Kesimpulan

1. Pengertian gerbang yaitu rangkaian dengan salah satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sinyal keluaran. 2. Gerbang merupakan rangkaian digital (dua-keadaan), karena sinyal masukan dan sinyal keluarannya hannya berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah. 3. Gerbang sering disebut dengan rangkaian logika, kaena analisisnya dapat dilakukan dengan aljabar Boole. 4. Gerbang logika dasar adalah Operasi OR, AND dan NOT. 5. Gerbang logika lanjutan adalah Operasai dari NAND, NOR, dan XOR atau Exclusive-OR. 6. Setiap gerbang logika memiliki fungsi yang berbeda-beda. Oleh karaena itu, untuk  menunjang penetahuan kita harus memiliki dan memahami data sheet dari gerbang logika.

7. Adanya Teorema De Morgan untuk melengkapi dan mempermudah karena adanya aljabar Boole.

DAFTAR PUSTAKA

Albert, Paul & Tjia. 1994. Elektronika Komputer Digital & Pengantar Komputer  Edisi 2. Jakarta : Erlangga. Kasmawan, Antha.2012. Penuntun Praktikum Elektronika 2. Jimbaran : Unud. Kurniawan, Fredly. 2005. Sistem Digital Konsep & Aplikasi. Yogyakarta : Gava Media. Muhsin. 2004. Elektronika Digital Teori & Soal Penyelesaian. Yogyakarta : Graha Ilmu. www.google.com tanggal 20 Maret 2011

LAMPIRAN

Berupa DATA SHEET dari masing-masing IC atau gerbang logika.