Rangkaian Nalar TTL

Posted by luthfi.yahya on May 11, 2012 in Digital Electronics |

RANGKAIAN NALAR TTL


I.     TUJUAN EKSPERIMEN

  1. Mengenal dan memahami IC logic tipe TTL.
  2. Mampu membuat tabel kebenaran dan persamaan dari suatu rangkaian digital.
  3. Mengenal cara-cara desain perencanaan rangkaian digital baik logic maupun aritmatic.
  4. Mampu mengenal rangkaian logika dari suatu IC.
  5. Mampu mengaplikasikan berbagai rangkaian logika ke rangkaian yang lain.

II.  LANDASAN TEORI

A. Bilangan Biner

Sistem bilangan biner adalah sistem bilangan yang mempunyai basis 2 angka. Hal ini didasarkan pada keadaan sistem listrik yaitu keadaan hidup (on) dan keadaan mati (off). Berdasarkan 2 macam keadaan ini dibuatlah bilangan yang mewakilinya. Nilai 0 mewakili off dan nilai 1 mewakili nilai on.

B. Pengoperasian Bilangan Biner

Bilagan biner ini sangatlah penting dalam operasi logika. Hampir semua komputer mangacu pada operasi ini untuk menjalankan suatu perintah. Setiap operasi biner selalu disajikan dalam bentuk persamaan (Aljabar Boolean) atau bisa juga disajikan dalam bentuk Tabel Kebenaran (Truth Table). Sifat pengoperasian biner ini mirip dengan operasi logika matematika.

1 + 1 = 1

1 + 0 = 1                           Merupakan sifat Y = A + B atau disebut operasi OR

0 + 1 = 1

0 + 0 = 0

1 . 1 = 1

1 . 0 = 0                       Merupakan sifat Y = A . B atau disebut operasi AND

0 . 1 = 0

0 . 0 = 0

Atau ditampilkan secara umum oleh Boole :

OR                          AND                            NOT

A + A  = A                 A  .  A   = A               A   +   A      = 0

A + 0  = A                 A  .  0    = 0               A    .   A       = A

A + 1  = 1                   A  .  1    = A

A   +A = 1                  A  .  A   = 0

C. Gerbang Logika

Rangkaian logika dasar terdiri dari rangkaian AND, OR, dan NOT. Berikut adalah bentuk gerbang logika dasar dan tabel kebenarannya.

1. Gerbang AND

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

0

0

0

1

2. Gerbang OR

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

3. Gerbang NOT

A Y
0

1

1

0

Berikut adalah gerbang logika pengembangan dari gerbang logika dasar di atas.

4. Gerbang NAND (NOT-AND)

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

5. Gerbang NOR (NOT-OR)

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

6. Gerbang EX-OR (Exclusive-OR)

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

7. Gerbang EX-NOR (Exclusive-NOR)

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

Dalam hampir setiap rangkaian digital, selalu digunakan gerbang NAND dan NOR. Hal ini disebabkan karena gerbang NAND dan NOR mampu diaplikasikan menjadi gerbang lain seperti AND, OR, NOT, dan lain-lain dengan mudah. Dengan penggunaan NAND dan NOR, rangkaian juga dapat disederhanakan karena hanya menggunakan satu macam gerbang saja.

D. IC Logika

IC gerbang logika adalah sebuah IC yang di dalamnya sudah terintegrasi sebuah gerbang logika yang siap untuk diaplikasikan pada rangkaian lain. IC gerbang logika juga disebut IC TTL (Transistor Transistor Logic) karenadi dalam IC ini menggunakan prinsip suatu transistor untuk menghasilkan sebuah gerbang logika. IC TTL banyak sekali macamnya. Berikut ini adalah contoh IC TTL.

1. IC 7400

IC ini banyak sekali diproduksi dengan merek yang berbeda-beda. Setiap IC memiliki konfigurasi yang tetap. Untuk mengenali setiap identitas IC, kita tidak perlu membaca huruf yang ada. Contoh : IC bermerek SN74S00, SN7400, SN74LS00 berarti tipe IC nya adalh IC 7400. Huruf yang ada diantara dua angka tersebut hanya menunjukkan frekuensi dari tiap-tiap IC. Aturan ini bisa diterapkan untuk tipe IC yang lain

Berisi gerbang NAND sebanyak 4 buah. Kaki 7 dihubungkan ke GROUND dan kaki 14 dihubungkan ke Vcc (+5 volt DC). Kaki 1 dan 2 adalah input dan kaki 3 adalah output. Hal ini berlaku pula untuk gerbang yang lain.

2. IC 7402

Berisi gerbang NOR sebanyak 4 buah. Kaki 7 dihubungkan ke GROUND dan kaki 14 dihubungkan ke Vcc (+5 volt DC). Kaki 2 dan 3 adalah input sedangkan outputnya adalah kaki 1.

3. Dll

Berikut adalah tabel IC TTL dan isi gerbang di dalamnya.

Tipe IC Gerbang
7400

7404

7408

7486

7432

7402

NAND

NOT

AND

EX-OR

OR

NOR

E. Aplikasi Gerbang-Gerbang Logika

1. Gerbang EX-OR

Gerbang EX-OR dapat dibuat dengan perpaduan AND, OR, dan NOT. Bila operasi EX-OR adalah

A ex-or B = A’  . B + A . B’

Maka bila diimplementasikan dengan rangkaian AND, OR, dan NOT adalah

2. Half – Adder

Sebuah rangkaian dengan output adalah penjumlahan dari input (sum) dan hasil lebih dari penjumlahan (carry) disebut dengan half-adder. Bila hasil penjumlahan dari perhitungan sebelumnya dimasukkan sebagai input, maka rangkaian ini disebut dengan full-adder. Untuk lebih jelasnya lihat tabel half-adder berikut ini :

INPUT OUTPUT
A B Sum Carry
0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

1

Dari tabel kebenaran tersebut, dapat ditulis bahwa :

Sum = 1, jika A=0 dan B=1 atau ditulis Sum = A’ . B

Sum = 1, jika A=1 dan B=0 atau ditulis Sum = A . B’

Maka Sum = A’ . B + A . B’

Carry = 1, jika A=1 dan B=1 maka Carry = A . B

Bila dibentuk, rangkaiannya sebagai berikut :

3. Full – Adder

Ketika dua bilangan biner dijumlahkan, setiap carry dari penjumlahan pertama harus ditambahkan ke penjumlahan kedua. Inilah prinsip full-adder. Berikut ini adalah tabel kebenarannya

INPUT OUTPUT
C in A B Sum C out
0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

1

1

1

S       = Cin’ . A’ . B + Cin’ . A . B’ + Cin . A’ . B’ + Cin . A . B

= Cin’ (A’ . B + A . B’) + Cin (A’ . B’ + A . B)

= Cin ex-or A ex-or B

Cout = Cin’ . A . B + Cin . A’ . B + Cin . A . B’ + Cin . A . B

= A . B + Cin (A’ . B + A . B’)

= A . B + Cin (A ex-or B)

Bila dibentuk, rangkaiannya sebagai berikut :

III.   METODOLOGI EKSPERIMEN

A. Alat dan Bahan

    1. IC TTL (7400, 7404, 7408, 7432, 7486).
    2. Breadboard.
    3. Trainer.
    4. Kabel penghubung secukupnya.

B. Langkah Eksperimen

1. Menguji Gerbang NAND

  • Trainer disiapkan (dalam keadaan off). IC 7400 (IC rangkaian gerbang NAND) dirangkai pada breadboard. Vcc dipasang pada input +5V di kaki 14 dan Ground di kaki 7.
  • Kabel input 2 buah (A dan B) yaitu di kaki 1 dan 2 dipasang pada trainer di bagian saklar. Output yaitu kaki 3 dihubungkan ke LED pada trainer. Pada sub-eksperimen ini menggunakan 1 gerbang NAND saja.
  • Trainer dinyalakan. Input berupa saklar divariasikan sesuai dengan tabel kebenaran. Output yang ditampilkan pada LED diamati. Bila LED mati, berarti output mengeluarkan pulsa 0, bila menyala berarti output mengeluarkan pulsa 1.
  • Hasil dicatat di tabel laporan sementara Data Hasil. Kemudian data tersebut dibandingkan dengan tabel kebenaran NAND.
  • Dengan IC yang sama, dilakukan uji coba untuk gerbang NAND yang lain.

2. Membuat Gerbang OR dengan menggunakan NAND

  • Trainer dimatikan, rangkaian diubah menjadi seperti berikut
  • Pada sub-eksperimen ini hanya menggunakan 3 gerbang dari IC 7400, dan satu gerbang tidak dipakai.
  • Kaki 1 dan 2 disambung dan kemudian dihubungkan ke trainer bagian saklar sebagai input OR A. Kaki 4 dan 5 disambung dan kemudian dihubungkan ke trainer bagian saklar sebagai input OR B. Selanjutnya kaki 3 dijumper ke kaki 9 dan kaki 6 dijumper ke kaki 10. Kaki 8 dihubungkan ke LED pada trainer sebagai output OR.
  • Trainer dinyalakan. Input berupa saklar divariasikan sesuai dengan tabel kebenaran OR.
  • Hasil dicatat di tabel laporan sementara Data Hasil. Kemudian data tersebut dibandingkan dengan tabel kebenaran OR.

3. Membuat EX-OR

  • Trainer dimatikan. IC 7408 (gerbang AND) dan IC 7404 (gerbang NOT) dirangkai pada breadboard. Vcc dipasang pada input +5V di kaki 14 dan Ground di kaki 7. Berikut konfigurasi IC 7404.
  • Kemudian menggunakan kolaborasi IC 7400, IC 7404, dan IC 7432 (gerbang OR) disusun rangkaian seperti berikut.
  • Setelah selesai dirangkai, dilaporkan kepada asisten.
  • Trainer dinyalakan. Input A dan B disambungkan ke trainer pada bagian saklar, divariasikan sesuai dengan tabel kebenaran. Ouput A ex-or B dihubugnkan pada LED.
  • Hasil dicatat di tabel laporan sementara Data Hasil. Kemudian data tersebut dibandingkan dengan tabel kebenaran EX-OR.

4. Membuat Half – Adder

  • Trainer dimatikan. IC 7404, IC 7408, dan IC 7432 dirangkai pada breadboard. Vcc dipasang pada input +5V di kaki 14 dan Ground-nya di kaki 7. Pemasangan Vcc dan Ground ini dilakukan pada masing-masing IC dengan dijamper antar kaki Vcc dan Ground tiap IC. Kemudian kolaborasi IC dirangkai seperti berikut.

  • Input A dan B dihubungkan ke trainer pada saklar dan sebagai outputnya yaitu sum dan carry dihubungkan ke trainer pada LED.
  • Trainer dinyalakan. Input divariasikan sesuai tabel kebenaran.
  • Hasil dicatat di tabel laporan sementara Data Hasil. Kemudian data tersebut dibandingkan dengan tabel kebenaran half – adder.

5. Membuat Full – Adder

  • Trainer dimatikan. Kolaborasi IC 7486 (gerbang EX-OR), IC 7408 (gerbang AND), dan IC 7432 (gerbang OR) dirangkai pada breadboard sesuai rangkaian berikut

  • Vcc dan Ground dipasang pada tiap-tiap IC dengan cara menjamper antar kaki 14 pada tiap IC untuk Vcc dan antar kaki 7 pada tiap IC untuk Ground.
  • Cin, A, dan B dihubungkan ke trainer pada saklar sebagai input. Sedangkan Sum dan Cout dihubungkan ke trainer pada LED.
  • Trainer dinyalakan. Input divariasikan sesuai tabel kebenaran.
  • Hasil dicatat di tabel laporan sementara Data Hasil. Kemudian data tersebut dibandingkan dengan tabel kebenaran full – adder.

IV.  DATA HASIL

Dari percoban yang dilakukan, diperoleh beberapa hasil tabel kebenaran dari beberapa sub-eksperimen.

1. Gerbang NAND

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

2. Gerbang OR dengan Gerbang NAND

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

3. Gerbang EX-OR

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

4.  Membuat Half Adder

INPUT OUTPUT
A B Sum Carry
0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

1

5.  Membuat Full-Adder

INPUT OUTPUT
C in A B Sum C out
0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

1

1

1

IV. ANALISIS DATA

Dari eksperimen yang dilakukan, diperoleh beberapa data sub-eksperimen. Dari data yang diperoleh dilakukan analisis sebagai berikut :

a. Gerbang NAND

Tabel Kebenaran (data hasil)

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

Map Karnaugh dari data hasil di atas

b. Gerbang OR (dengan gerbang NAND)

Tabel kebenaran (data hasil)

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

Map Karnaugh dari data hasil di atas

c. Gerbang EX-OR

Tabel kebenaran (data hasil)

A B Y
0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

Map Karnaugh dari data hasil di atas

Tidak bisa dilakukan perhitungan penyederhanaan , karena tidak ada nilai yang sama secara sejajar. Sehingga dapat langsung diekspresikan ke persamaan Boolean

d. Membuat Half – Adder

Tabel kebenaran (data hasil)

INPUT OUTPUT
A B Sum Carry
0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

1

Sum = 1, jika A=0 dan B=1 atau ditulis Sum = A’ . B

Sum = 1, jika A=1 dan B=0 atau ditulis Sum = A . B’

Maka Sum = A’ . B + A . B’     (A ex-or B)

Carry = 1, jika A=1 dan B=1 maka Carry = A . B     (AND)

e. Membuat Full – Adder

Tabel kebenaran (data hasil)

INPUT OUTPUT
C in A B Sum C out
0

0

0

1

1

1

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

1

1

Map Karnaugh dari data hasil di atas

  1. Untuk nilai sum

2. Untuk nilai Cout

Nah selanjutnya untuk PEMBAHASAN dan KESIMPULAN serta DAFTAR PUSTAKA dapat diunduh disini :

http://www.4shared.com/office/Hprri7uB/PEMBAHASAN_Rangkaian_Nalar_TTL.html

Nih ane kasih dah file PDF untuk semua isi laporan dari JUDUL sampai DAFTAR PUSTAKA

http://www.4shared.com/office/sL_u1YLw/RANGKAIAN_NALAR_TTL.html

Sekian dan Terima Kasih ! ! ! ! !

http://www.4shared.com/office/Hprri7uB/PEMBAHASAN_Rangkaian_Nalar_TTL.html

3 Comments

Aji Saputra Raka Siwi
Sep 17, 2013 at 3:28 am

Good …


 
Bayu
Mar 7, 2014 at 7:01 am

tegangan inputnya brapa gan ?


 
luthfi.yahya
Mar 7, 2014 at 10:53 am

5 volt dc


 

Reply

Current day month ye@r *


9 − one =

Copyright © 2014 DJAMBUL ELECTRONICS All rights reserved. Theme by Laptop Geek.