figure 9-77

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Komponen

4. Dasar Teori

5. Percobaan

   a) Prosedur

   b) Rangkaian simulasi

   c) Video Simulasi

6. Download File

 1. Pendahuluan[kembali]

Sebuah Multiplexer (MUX) adalah perangkat logika kombinasional yang berfungsi seperti saklar digital. Ia memilih salah satu dari beberapa sinyal input data dan meneruskannya ke satu output tunggal, berdasarkan nilai dari input SELECT. Menariknya, MUX tidak hanya digunakan untuk menyeleksi data, tetapi juga dapat dimanfaatkan sebagai "generator fungsi logika" universal. Pada percobaan ini, kita akan mempelajari metode untuk mengimplementasikan sebuah fungsi logika dengan empat variabel (A, B, C, D) menggunakan MUX yang hanya memiliki tiga input select (8-ke-1 MUX).

 2. Tujuan[kembali]

• • Memahami cara kerja dasar dari IC MUX 74HC151.

  • Mempelajari metode untuk mengimplementasikan fungsi logika 4-variabel menggunakan MUX 8-ke-1.

  • Membuat tabel kebenaran untuk sebuah fungsi logika yang diberikan.

  • Menurunkan ekspresi Sum-of-Products (SOP) dari tabel kebenaran dan menyederhanakannya.

  • Memverifikasi desain rangkaian dengan membandingkan hasil simulasi dengan tabel kebenaran.

 3. Komponen [kembali]

    1). Resistor

Resistor

Resistor berfungsi untuk menghambat serta mengatur arus listrik di dalam suatu rangkaian elektronika.

Spesifikasi resistor

    2). Dioda

Spesifikasi dioda

1. arus searah jangka panjang maksimum pada 75 ° C - 1.0 A
2. arus pulsa maksimum dengan durasi pulsa 3,8 ms - 30 A
3. drop tegangan melintasi dioda pada arus 1,0A - 1,1 V
4. kisaran suhu operasi - -65 ... + 175 ° С
5. frekuensi kerja maksimum - 1 MHz

 

    3). Gerbang NOT

Gerbang logika merupakan salah satu komponen dasar dalam sistem elektronika digital. Salah satu jenis gerbang logika yang paling sederhana adalah gerbang NOT atau sering disebut juga sebagai inverter. Gerbang NOT memiliki fungsi utama untuk membalikkan logika input menjadi output yang berlawanan.

Secara umum, gerbang NOT memiliki satu buah input dan satu buah output. Jika input diberikan logika “1” (HIGH), maka output yang dihasilkan adalah logika “0” (LOW), begitu pula sebaliknya. Dengan demikian, gerbang NOT berperan sebagai pembalik sinyal digital. Operasi logika dari gerbang ini dapat dijelaskan melalui persamaan Boolean sebagai berikut:

    4). Gerbang AND

Gerbang logika merupakan elemen dasar dalam sistem digital yang berfungsi untuk melakukan operasi logika terhadap satu atau lebih sinyal biner. Salah satu jenis gerbang logika dasar adalah gerbang AND, yang berfungsi untuk menghasilkan output logika “1” hanya jika semua input bernilai logika “1”. Jika salah satu atau lebih input bernilai “0”, maka output dari gerbang AND akan bernilai “0”.

Gerbang AND memiliki dua atau lebih input dan satu output. Hubungan antara input dan output pada gerbang AND dapat dirumuskan dalam bentuk persamaan Boolean sebagai berikut:

    5). Gerbang NAND

Gerbang NAND adalah salah satu gerbang logika dasar yang memiliki dua atau lebih input dan satu output. Gerbang ini bekerja dengan prinsip menghasilkan output logika 0 (LOW) hanya jika semua input bernilai logika 1 (HIGH). Dalam kondisi lain, output akan bernilai logika 1 (HIGH).

Gerbang ini biasanya digunakan dalam berbagai rangkaian digital seperti rangkaian kontrol, pencacah, dan penyimpan data. Simbol gerbang NAND mirip seperti gerbang AND, namun dengan tambahan lingkaran kecil di bagian output yang menunjukkan fungsi inversi.    

6). 74LS76

IC 74LS76 adalah sebuah dual J-K flip-flop dengan fitur preset dan clear. Komponen ini termasuk dalam keluarga TTL dan berfungsi sebagai penyimpan data 1 bit per flip-flop, sehingga total dapat menyimpan 2 bit. Flip-flop jenis J-K mampu menghasilkan output yang stabil dan berubah tergantung pada kondisi input dan sinyal clock.

Setiap flip-flop di dalam IC ini memiliki input J, K, clock (CLK), preset (PRE), dan clear (CLR). Input preset dan clear bersifat asinkron, artinya dapat mengatur output tanpa menunggu sinyal clock. Preset akan mengatur output menjadi 1, sedangkan clear akan mengatur output menjadi 0. Sementara itu, input J dan K akan menentukan apakah output akan tetap, diset, direset, atau toggle (berubah keadaan) saat ada sinyal clock.

IC 74LS76 sering digunakan dalam rangkaian pencacah, pembagi frekuensi, dan pengolah data sekuensial. Karena bersifat toggle saat J dan K bernilai 1, komponen ini sangat ideal untuk membentuk rangkaian counter biner. Catu daya yang digunakan adalah +5V sesuai standar TTL.

    7). Ground

Ground atau biasa disingkat GND merupakan referensi potensial nol volt (0V) dalam suatu rangkaian listrik atau elektronik. Ground bukan hanya tempat “buangan” arus, melainkan titik acuan tegangan yang digunakan untuk menentukan level logika, tegangan, dan kestabilan sinyal pada sistem elektronik.

Dalam konteks praktis, ground adalah terminal negatif pada sumber daya atau bagian dari rangkaian tempat arus kembali setelah menyelesaikan sirkuitnya. Semua komponen dalam suatu sistem elektronik harus terhubung ke ground yang sama untuk menjaga referensi tegangan yang konsisten dan mencegah gangguan atau error dalam komunikasi dan pengukuran.

Aplikasi Simulasi: Proteus atau sejenisnya.  IC Multiplexer: 74HC151 (8-input MUX). IC Gerbang NOT: 74LS04 (jika diperlukan untuk inversi). Logic State: Sebagai input variabel A, B, C, dan D. Logic Probe: Untuk memantau output Z. Sumber Tegangan: +5V DC.

 4. Dasar Teori[kembali]

Metode untuk mengimplementasikan fungsi 4-variabel (misalnya A,B,C,D) pada MUX 8-ke-1 (dengan 3 input select S₂, S₁, S₀) adalah sebagai berikut:

1. Tiga dari variabel input (misalnya A, B, C) dihubungkan ke input SELECT (S₂, S₁, S₀).

2. Variabel keempat (D) dan inversinya (Dˉ), beserta logika 0 (GND) dan 1 (VCC), digunakan sebagai input data (I₀ hingga I₇).

3. Untuk menentukan koneksi pada setiap input data (Iₙ), kita melihat pasangan baris pada tabel kebenaran. Misalnya, untuk input I₀ (saat CBA=000), kita bandingkan nilai output Z saat D=0 dan D=1.

   • Jika Z selalu 0, hubungkan I₀ ke GND (0).

   • Jika Z selalu 1, hubungkan I₀ ke VCC (1).

   • Jika Z mengikuti nilai D (Z=0 saat D=0, Z=1 saat D=1), hubungkan I₀ ke D.

   • Jika Z adalah kebalikan dari D (Z=1 saat D=0, Z=0 saat D=1), hubungkan I₀ ke Dˉ.

4. Ulangi proses ini untuk semua input data dari I₀ hingga I₇.

 5. Percobaan[kembali]

a. Prosedur

1. Analisis Teoritis:

   • Buat tabel kebenaran lengkap dengan 16 kombinasi untuk fungsi logika yang diberikan: $Z=\bar{C}\bar{B}A+D\bar{C}\bar{B}A+\bar{D}\bar{C}B\bar{A}$.

   • Berdasarkan tabel kebenaran, tentukan koneksi yang benar untuk setiap input data MUX (I₀ hingga I₇) menggunakan metode pada Dasar Teori.

2. Simulasi Rangkaian:

   • Rangkai sirkuit seperti pada Figure 9-77 di aplikasi simulasi. Hubungkan input SELECT S₂, S₁, S₀ ke variabel C, B, A.

   • Hubungkan input data I₀ hingga I₇ ke GND, VCC, D, atau $\bar{D}$ sesuai hasil analisis teoritis Anda.

   • Jalankan simulasi. Uji semua 16 kombinasi input DCBA dan catat nilai output Z.

   • Bandingkan hasil simulasi dengan tabel kebenaran yang Anda buat. Keduanya harus cocok.

b. Hasil dan Pembahasan Berdasarkan fungsi $Z=\bar{C}\bar{B}A+D\bar{C}\bar{B}A+\bar{D}\bar{C}B\bar{A}$, tabel kebenaran akan menunjukkan bahwa:

• Saat CBA=001 (baris 0001 dan 1001), Z akan bernilai 1 jika D=1 dan 0 jika D=0. Maka, input I₁ harus dihubungkan ke D.

• Saat CBA=010 (baris 0010 dan 1010), Z akan bernilai 1 jika D=0 dan 0 jika D=1. Maka, input I₂ harus dihubungkan ke $\bar{D}$.

• Dan seterusnya untuk input lainnya.

Hasil simulasi akan memvalidasi bahwa rangkaian MUX yang dikonfigurasi dengan benar akan menghasilkan output Z yang sama persis dengan tabel kebenaran dari fungsi logika aslinya untuk semua 16 kombinasi input.

. Video Simulasi

 6. Download File[kembali]

• Download file rangkaian Proteus di sini.

• Download datasheet IC 74HC151 di sini.