RANGKAIAN LOGIKA SEKUENSIAL

Pada rangkaian logika sekuensial, keadaan keluaran selainditentukan oleh keadaan masukan juga ditentukan olehkeadaan keluaran sebelumnya. Hal itu menunjukkan bahwarangkaian logika sekuensial harus mempunyai pengingat(memory), atau kemampuan untuk menyimpan informasi.Rangkaian dasar yang dapat dipakai untuk membentukrangkaian logika sekuensial adalah latch dan flip-flop.Perbedaan latch dan flip-flop terletak pada masukanclock. Pada flip-flop dilengkapi dengan masukan clock,sedangkan pada latch tidak. Flip-flop hanya akan bekerjapada saat transisi pulsa clock dari tinggi ke rendah ataudari rendah ke tinggi, tergantung dari jenis clock yangdigunakan. Transisi pulsa clock dari rendah ke tinggi disebut transisi positif, sedangkan transisi tinggi kerendah di sebut transisi negatif.

1. RS FLIP-FLOP

Flip-flop RS atau SR (Set-Reset) merupakan dasar dari flip-flop jenis lain. Flip-flop ini mempunyai 2 masukan: satu disebut S (SET) yang dipakai untuk menyetel (membuat keluaran flip-flop berkeadaan 1) dan yang lain disebut R (RESET) yang dipakai untuk me-reset (membuat keluaran berkeadaan 0).

a. FF-RS (dirangkai dari NAND gate)

Rangkaian Logika FF-RS

Tabel Kebenaran FF RS

b. FF – RS Berdetak

Dengan adanya detak akan membuat FF-RS bekerja sinkron atau aktif HIGH

Simbol Logika

Rangkaian Logika FF-RS Berdetak

Tabel Kebenaran FF-RS Berdetak

2. D FLIP-FLOP

Sebuah masalah yang terjadi pada Flip-flop RS adalah dimana keadaan R = 1, S = 1 harus dihindarkan. Satu cara untuk mengatasinya adalah dengan mengizinkan hanya sebuah input saja dimana FF-D mampu mengatasi masalah tersebut

Simbol Logika

Rangkaian Logika

Tabel Kebenaran

3. JK FLIP-FLOP

FF JK mempunyai masukan “J” dan “K”. FF ini “dipicu” oleh suatu pinggiran pulsa clock positif atau negatif. FF JK merupakan rangkaian dasar untuk menyusun sebuah pencacah. FF JK dibangun dari rangkaian dasar FF SR dengan menambahkan dua gerbang AND pada masukan R dan S serta dilengkapi dengan rangkaian diferensiator pembentuk denyut pulsa clock

Simbol logika

Rangkaian Logika

Tabel Kebenaran

4. T FLIP-FLOP

Nama flip-flop T diambil dari sifatnya yang selalu berubah keadaan setiap ada sinyal pemicu (trigger) pada masukannya. Input T merupakan satu-satunya masukan yang ada pada flip-flop jenis ini sedangkan keluarannya tetap dua, seperti semua flip-flop pada umumnya. Kalau keadaan keluaran flip-flop 0, maka setelah adanya sinyal pemicu keadaan-berikut menjadi 1 dan bila keadaannya 1, maka setelah adanya pemicuan keadaannya berubah menjadi 0. Karena sifat ini sering juga flip-flop ini disebut sebagai flip-flop toggle (berasal dari scalar toggle/pasak).

Simbol Logika

Rangkaian Logika

Tabel Kebenaran

5. REGISTER

Register adalah himpunan dari sejumlah sel yang masing-masing terdiri dari sebuah flip-flop, dimana setiap sel dapat menyimpan data sebanyak 1-bit. Register ini umumnya dapat dibaca dan ditulis sehingga berfungsi sebagai memori yang berukuran kecil. Fungsi dari register kadang-kadang lebih dari hanya sekedar menyimpan data, tetapi dapat juga mengolahnya secara terbatas, misalnya menggeser kekiri atau kekanan.

- Register Pemalang (Latch)

Disebut pemalang karena register ini berfungsi untuk memalang data.. Dalam hal ini register berfungsi sebagai penyangga (buffer). Pemalang umumnya dibentuk dengan menggunakan flip-flop D.

- Register Geser Kanan

Pada register ini flip-flop yang dikanan mendapat masukan dari keluaran flip-flop yang dikiri.

- Register Geser Kiri

Pada register ini flip-flop yang dikiri mendapat masukan dari keluaran flip-flop yang dikanan.

- Register Geser Kanan / Kiri

Masukan suatu flip-flop bisa dari flip-flop yang dikiri ataupun yang dikanannya, tergantung pada nilai logika masukan S (select).

Rangkaian Kombinasional

Rangkaian kombinasional terdiri dari gerbang logika yang memiliki output yang selalu tergantung pada kombinasi input yang ada. Rangkaian kombinasional melakukan operasi yang dapat ditentukan secara logika dengan memakai sebuah fungsi boolean.

MODEL RANGKAIAN KOMBINASIONAL

Dengan :

F1 = F1 (I1, I2,…In ; t1 = F1 setelah ?t1

F2 = F2 (I1, I2,…In ; t2 = F2 setelah ?t2

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Fn = Fn (I1, I2,…In ; tn = Fn setelah ?tn

F ( kapital ) = Sinyal steady state dengan asumsi tidak ada delay.

t ( kecil ) = Sifat dinamis dari sinyal yang dapat berubah selama interval waktu ?t.

Ada beberapa Rangkaian logika kombinasional yang akan dibahas adalah Enkoder, Dekoder, Multiplexer, dan Demultiplexer.

- ENCODER

Encoder adalah rangkaian kombinasi yang merupakan kebalikan dari Decoder yaitu manghasilkan output kode biner yang berkorespondensi dengan nilai input. Encoder memiliki 2^n input dan n output.

Tabel kebenaran Encoder 4 to 2

- DECODER

Decoder adalah rangkaian kombinasi yang akan memilih salah satu keluaran sesuai dengan konfigurasi input. Decoder memiliki n input dan 2^n output.

Blok Diagram Decoder.

decoder 2to4

Tabel Kebenaran

RANGKAIAN LOGIKA

Untuk merancang rangkaian kombinasional dapat digunakan Decoder dan eksternal OR gate (rangkaian kombinasi n – input dan m– output dapat diimplementasikan dengan n to 2^n line decoder dan m – OR gate).

Contoh.

Implementasikan suatu Full Adder dengan memakai Decoder dan 2 gerbang OR

Jawab :

Sum = A + B + Cin = ? 1,2,4,7

Carry out = (A + B) Cin + AB = ? 3,5,6,7

Gambar Rangkaian Logika 3 t0 8

- MULTIPLEXER ( MUX )

Blok Diagram Logika Mux

PROSEDUR PERANCANGAN RANGKAIAN KOMBINASIONAL DENGAN MUX

1. Buat tabel kebenaran sesuai dengan kondisi input dan output serta nomor Mintermnya.

2. Salah satu variabel input digunakan sebagai Data dan sisanya dari variabel input sebagai address/selector.

3. Buat tabel Implementasi dan lingkari nomor Mintermnya yang sesuai dengan outputnya.

4. Jika 2 Mintermnya dalam satu kolom dilingkari, maka input Mux adalah 1 dan sebaliknya input Mux adalah berlogika 0

5. Jika nomor Mintermnya hanya dilingkari pada salah satu baris dalam kolom yang sama, maka input Mux akan berlogika sesuai dengan baris persamaan pada variabel yang diberikan.

Contoh !

Implementasikan F(ABC) = ?1,3,5,6 dengan Mux (4x 1).

Jawab:

Tabel Kebenaran

Catatan.

Input Variabel A diambil sebagai data sedangkan B dan C sebagai address.

Tabel Implementasi

GAMBAR RANGKAIAN LOGIKA

- DEMULTIPLEXER (DEMUX)

Rangkaian logika kombinasional Demultiplekser adalah Komponen yang berfungsi kebalikan dari MUX. Pada DEMUX, jumlah masukannya hanya satu, tetapi bagian keluarannya banyak. Signal pada bagian input ini akan disalurkan ke bagian output (channel) yang mana tergantung dari kendali pada bagian SELECTnya.

– Suatu rangkaian diklasifikasikan sebagai kombinasional jika memiliki sifat yaitu keluarannya ditentukan hanya oleh masukkan eksternal saja.

– Suatu rangkaian diklasifikasikan sequential jika ia memiliki sifat keluarannya ditentukan oleh tidak hanya masukkan eksternal tetapi juga oleh kondisi sebelumnya.