Menerapkan Mikrokontroler

 

1. Menerapkan dasar dasar mikrokontroler

1.     Pengertian Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program did umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya. Kelebihan utama dari mikrokontroler ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas. Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program did MCS51 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash PEROM (Programmable and Erasable Only Memory) yang dapat dihapus dan ditulisi sebanyak 1000 kali. Mikrokontroler ini diproduksi dengan menggunakan teknologi high density non-volatile memory. Flash PEROM on-chip tersebut memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem (in-system programming) atau dengan menggunakan programmer non-volatile memory konvensional. Kombinasi CPU 8 bit serba guna dan Flash PEROM, menjadikan mikrokontroler MCS51 menjadi microcomputer handal yang fleksibel.

2.     Arsitektur mikrokontroler

1. MCS 51

    

       Arsitektur mikrokontroler MCS-51 adalah jenis mikrokontroler dengan arsitektur CISC diotaki oleh CPU 8 bit yang terhubung melalui satu jalur bus dengan memori penyimpanan berupa  RAM dan ROM serta jalur I/O berupa port bit I/O dan port serial.

       Arsitektur mikrokontroler MCS-51 adalah jenis mikrokontroler dengan arsitektur CISC diotaki oleh CPU 8 bit yang terhubung melalui satu jalur bus dengan memori penyimpanan berupa RAM dan ROM serta jalur I/O berupa port bit I/O dan port serial.

2.Microcontroller AT89S51

     Termasuk salah satu jenis microcontroller keluarga MCS-51 yang dalam standar DIP (Dual Inline Package) 40 pin yang mempunyai konfigurasi tersendiri. Microcontroller AT89S51 memiliki konfigurasi sebagai berikut:

1. Sebuah Central Processing Unit (CPU) 8 bit.

2. Program Counter (PC) dan data pointer (DPTR) 16 bit.

3. Program Status Word (PSW) 8 bit.

4. Stack Pointer (SP) 8 bit.

5. ROM internal 4 Kbyte (on chip).

6. RAM internal 128 byte (on chip) terdiri dari:

a. 4 register bank masing-masing 8 register.

b. 16 byte yang dapat dialamati pada bit level.

c. 80 byte data memori general purpose.

d. Empat buah programmable port, masing-masing terdiri dari 8 buah jalur

input/output(I/O).

e. Dua buah timer/counter 16 byte.

f. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).

3.AT89s52

       Mikrokonntroller AT89S52 adalah sebuah mikrokontroller buatan ATMEL yang masih masuk keluarga mikrokontroller MCS-51 yaitu merupakan versi yang dilengkapi dengan ROM tersendiri (internal). Mikrokontroller AT89S52 adalah mikrokontroller dengan konsumsi daya yang rendah dengan performa yang tinggi (low power-high performance), CMOS 8-bit dengan 8K bytes dari ISP (In Serial Programming) Flash memory. IC mikrokontroller ini sesuai dengan standart MCS-51. Baik dari instruksi maupun pin-pinnya dapat diaplikasikan sebagai Embedded Controller.

Fitur yang disediakan oleh mikrokontroller AT89S52 ini adalah :
1. Kompatibel dengan produk MCS-51

2. 8K byte in Serial Programmable Flash Memory

Dapat dilakukan pemograman 1000 tulis dan hapus

3. Range catu daya 4,0 V s/d 5,5 V

4. Operasi Statis : 0 Hz s/d 33 MHz

5. Tiga tingkat program memory lock

6. 256 x 8 bit RAM internal

7. 32 programmable jalur I/O

8. Dua 16 bit Timer/Counter

9. Enam Sumber Interupsi

10. Full duplex Serial Channel

11. Low power idle dan mode power down

12. Watch dog timer

13. Dual data pointer

14. Power off flag

15. Waktu pemograman cepat (fast programming time)

16. Fleksibel ISP programming

4.ATMega8535

        Merupakan salah satu mikrokontroler 8 bit buatan Atmel untuk keluarga AVR yang diproduksi secara masal pada tahun 2006. Karena merupakan keluarga AVR, maka ATMega8535 juga menggunakan arsitektur RISC.

dengan kemampuan :

-Sistem mikrokontroler 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

-Memiliki memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM (Electrically -------Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.
-Memiliki ADC (Pengubah analog-ke-digital) internal dengan ketelitian 10 bit sebanyak 8 saluran.

-Memiliki PWM (Pulse Width Modulation) internal sebanyak 4 saluran.
-Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
-Enam pilihan mode sleep, untuk menghemat penggunaan daya listrik.

5.ATmega8

           Adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K Bytes In-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16 MIPS pada frekuensi 16MHz.

6.ATmega16

         Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent).

Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari :

1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz.
2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte.

3. Saluran I/O 32 buah., yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.

4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.

5. User interupsi internal dan eksternal.

6. Port antarmuka SPI dan Port USART sebagai komunikasi serial

7. Fitur Peripheral.

7.ATmega32

 Mikrokontroller Atmega32 adalah mikrokontroler yang diproduksi oleh Atmel. mikrokontroler ini memiliki clock dan kerjanya tinggi sampai 16 MHz, ukuran flash memorinya cukup besar, kapasistas SRAM sebesar 2 KiloByte, Flash 32 KiloByte dan 32 buah port input/output yang sangat memadai untuk berinteraksi dengan perangkat lainya.

        8.ATmega328

            ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). ATMega328 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8 bit.

        9.ARM

      ARM adalah prosesor dengan arsitektur set instruksi 32­bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM merupakan singkatan dari Advanced RISC Machine (sebelumnya lebih dikenal dengan kepanjangan Acorn RISC Machine).

10.MIPS

MIPS dirancang sama John L Hennesy pada 1981 yang waktu itu dibuatnya di Stanford University, jadi komponen-komponennya masih dasar dan mudah dipahami untuk pembelajaran di kuliah. MIPS sendiri punya kepanjangan : Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages.

 Versi dasar dari MIPS adalah versi R2000 yang merupakan MIPS yang pertama kali di-release. Dibagi menjadi 2 jenis, yaitu MIPS satu siklus dan MIPS 2 siklus.Komponen utama Control Unit Merupakan bagian pengendali yang berfungsi mengendalikan bagian-bagian MIPS yang lain (aktivitas prosesor). Instruksi tediri dari 2 bagian yaitu input dan operan. Instruksi di MIPS panjangnya 32 bit. Namun yang masuk ke dalam control unit hanya 6 bit, yaitu bit ke 26-31. Kemudian mengeluarkan output 9 bit kendali komponen yang akan menjadi input bagian-bagian MIPS yang lain.

Aplikasi Counter Sederhana dengan ATMega16 Microcontroller

Aplikasi yang dibutuhkan adalah :

1. MikroC, program berbasis bahasa C untuk meng-compile program yang akanditanam ke dalam mikrokontroler.

2. Proteus, merupakan program untuk simulasi dari rangkaian dengan mikrokontroler yang akan kita buat.

berat.

Sumber : e-learning SMK Mekanik Cibinong

Menerapkan elektronika dasar (kelistrikan, komponen elektronika dan skema rangkaian elektronika)

 

1. Menerapkan elektronika dasar (kelistrikan, komponen elektronika dan skema rangkaian elektronika)

Rangkaian elektronika dapat diartikan sebagai gabungan 2 atau lebih komponen elektronika baik kompoonen pasif maupun aktif yang membentuk suatu sistem atau fungsi pemroses sinyal sederhana maupun komplek. Rangkaian elektronika dapat dibangun dengan atau tanpa sumber tegangangan atau sumber arus untuk pengoperasiannya. Untuk membuat rangkaian elektronikadiperlukan beberapa bagian sebagai berikut :

Skema Rangkaian Elektronika



Skema rangkaian elektronika diperlukan sebagai panduan dalam pembuatan rangkaian elektronika. Skema rangkaian elektronika sebaiknya didesain atau dirancang dahulu pertama kali sebelum melakukan proses pembuatan rangkaian elektronika. Proses pembuatan skema rangkaian elektronika dapat dilakukan dengan cara manual dan dengan aplikasi komputer.

Layout PCB



Layout PCB adalah bagian yang berfungsi untuk merakit komponen-komponen elektronika menjadi rangkaian elektronika. Layout PCB atau dengan bahasa lain Papan Rangkaian Tercetak adalah hasil penerapan skema rangkaian elektronika yang telah disesuaikan dengan bentuk fisik komponen dan tata letak komponen elektronika untuk membuat suatu sistem atau fungsi pemroses sinyal.

Komponen Elektronika


Komponen elektronika merupakan salah satu bahan utama dalam mebuat rangkaian elektronika. Komponen elektronika yang digunakan untuk membangun suatu rangkaian elektronika ditentukan sesuai dengan skema rangkaian elektronika yang dibuat.

Peralatan Elektronika



Peralatan untuk membuat suatu rangkaian elektronika pada umumnya adalah solder, tang potong, tang lancip, obeng dan timah solder. Penggunaan peralatan elektronika tersebut disesuaikan dengan kebutuhan dalam perakitan rangkaian elektronika.

Pada dasarnya setiap rangkaian elektronika dibangun dengan tujuan untuk melakukan pemrosesan sinyal, baik itu sinyal analog maupun sinyal digital. Berdasarkan pemrosesan sinyal yang dilakukan rangkaian elektronika tersebut, maka rangkaian elektronika dapat dibedakan menjadi beberapa kategori sebagai berikut:

1. Rangkaian Elektronika Analog

Rangkaian elektronika analog adalah, rangkaian elektronika yang dibangun dengan tujuan untuk memproses sinyal analog, rangkaian analog ini dapat dibangun dengan 2 atau lebih komponen pasif maupun komponen aktif. Pada rangkaian elektronika analog sinyal yang diberikan sebagai input rangkaian adalah sinyal kontinyu (analog) yang pada umumnya sinyal DC ataupun AC sinusoidal dan rangkaian elektronika analog akan memberikan output sinyal kontinyu (analog) baik DC maupun AC sinusoidal yang telah terproses sinyalnya berupa level tegangan, arus maupun frekuensinya.

2. Rangkaian Elektronika Digital

Rangkaian elektronika digital adalah, rangkaian elektronika yang dibangun dengan tujuan untuk melakukan pemrosesasan sinyal diskrit (digital). Pada rangkaian elektronika digital sinyal yang diproses selalu dalam 2 logika dasar High (1) dan Low (0). Untuk membuat rangkaian digital selalu diperlukan sumber tegangan dari luar untuk mensuplay rangkaian digital agar dapat beroperasi. Pada rangkaian elektronika digital sinyal yang diberikan atau sebagai input adalah sinyal digital dan rangkaian akan memberikan output berupa sinyal digital juga.

3. Rangkaian Elektronika Kombinasi

Rangkaian elektronika kombinasi adalah, rangkaian elektronika yang dibangun dengan tujuan untuk melakukan pemrosesan sinyal analog dan digital baik secara bersamaan maupun bertahap. Rangkaian elektronika kombinasi dapat melakukan pemrosesan sinyal kontinyu (analog) dan menghasilkan sinyal diskrit( digital) atau sebaliknya. Contoh rangkaian elektronika kombinasi yang dapat memproses sinyal analog menjadi sinyal digital adalah rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) dan rangkaian elektronika yang dapat memproses sinyal digital menjadi sinyal analog adalah rangkaian DAC (Digital to Analog Converter). Aplikasi rangkaian elektronika kombinsai dapat ditemui pada rangkaian interface (antarmuka) antara rangkaian digital atau komputer ke rangkaian analog dan sebaliknya.

Kemudian berdasarkan prinsip kerjanya, rangkaian elektronika dapat dibedakan menjadi beberapa kategori sebagai berikut :

1. Rangkaian Elektronika Dasar

Rangkaian elektronika dasar merupakan gabungan 2 atau lebih komponen elektronika pasif yang telah membentuk suatu sistem pemroses sinyal. Sebagai contoh rangkaian elektronika dasar yang paling sederhana adalah pembagi tegangan,pembagi arus, filter RC, filter LC dan filter RLC. Contoh rangkaian elektronika dasar tersebutdapat dikatakan sebagai rangkaian elektronika sederhana karena hanya dibangun oleh 2 atau 3 komponen elektronika pasif yang dirangkai seri maupun parallel.

2. Rangkaian Elektronika Bertingkat

Rangkaian elektronika bertingkat adalah pengembangan rangkaian elektronika dasar agar dapat memberikan performa yang lebih baik dari rangkaian elektronika dasar. Pada rangkaian elektronika bertingkat pada umumnya dibangun dari rangkaian elektronika dasar yang ditambah suatu rangkaian penguat sederhana yang disusun 1 tingkat maupun beberapa tingkat.

3. Rangkaian Elektronika Komplek

Rangkaian elektronika komplek adalah rangkaian elektronika yang dibentuk dari beberapa rangkaian elektronika dasar dan bertingkat dengan beberapa fungsi pemroses sinyal yang berbeda yang di susun untuk membentuk suatu sistem pemroses sinyal terpadu. Sebagai contoh rangkaian elektronika komplek adalah power supply dengan regulator arus dan tegangan, rangkaian mixer audio, rangkaian transmitter atau pemancar radio,rangkaian amplifier dan rangkaian elektronika yang lain.

Sumber : e-learning SMK Mekanik Cibinong

Mengklasifikasikan rangkaian Multiplexer, Decoder, Register

 

1. Pengertian dan Fungsi Rangkaian Multiplexer, Decoder, dan Register

Seperti yang sudah anda ketahui bahwa pada jaman saat ini, teknologi berkembang sangat cepat. Bermacam alat dihasilkan saat ini, hampir semua alat yang berfungsi di gunakan dengan energi listrik sudah menggunakan rangkaian yang digital. Saat ini rangkaian elektronika digital sudah menjadi suatu barang yang tidak aneh lagi. Rangkaian digital sudah ada di mana-mana dan berhubungan dengan rangkaian elektronika analog untuk membentuk rangkaian elektronik yang lebih pintar, cepat, dan tepat dalam penggunaan. Dan rangkaian inilah yang menjadi sebuah hubungan di antara sebuah gerbang logika.
1.Rangkaian Multiplexer
Multiplexer adalah sebuah rangkaian logika yang terima beberapa masukan data secara otomatis dan pilih salah satu dari masukan tersebut pada waktu tertentu, untuk dikeluarkan pada keluaran. Multiplekser berfungsi sebagai seleksi data. Data masukan yang terdiri dari beberapa sumber, di pilih satu dan dilanjutkan ke suatu saluran yang tunggal. Masukan data dapat terbagi dari beberapa jalan dengan masing-masing cara dapat terdiri dari satu atau melebihi dari satu bit. Selain sebagai penyeleksi sebuah data Multiplexer ini berfungsi juga sebagai, antara lain:
Data routing atau perjalanan data 
Multiplexer seringnya dapat memilih sebuah alur data dari satu asal sebuah data diantara beberapa asal ke satu tujuan data yang ada
pengurutan dari sebuah operasi 
Konversi bilangan pada rangkaian dari rangkaian paralel ke rangkaian seri
Menghasilkan sebuah bentuk gelombang yang ada
Menghasilkan sebuah fungsi dari logika tersebut
2. Rangkaian Decorder
Decorder adalah sebuah alat yang dapat di pakai untuk bisa membalik proses encoding sampai kita bisa melihat atau menerima informasi yang aslinya. Decorder juga dapat di artikan sebagai suatu susunan yang di fungsikan untuk menerima masukan kode biner dan menghidupkan salah satu keluaran mirip dengan susunan dari kode tersebut. Kebalikan dari decorder adalah encoder.
 
Fungsi dari Decorder itu adalah untuk menggampangkan kita dalam menyalakan seven segmen (tujuh bagian). Itu lah masalahnya kenapa kita menggunakan decorder agar bisa dengan cepat menghidupkan seven segmen itu. Keluaran dari decoder maksimal adalah 2n. Jadi dapat kita rubah menjadi n-to-2n decoder. Jika kita mau menyusun decoder dapat kita buat menjadi 3-to-8 decoder menggunakan 2-to-4 decoder. Sampai kita bisa membuat 4-to-16 decorder dengan memakai dua bentuk 3-to-8 decorder.
 3. Rangkaian Register
Register adalah sebuah rangkaian yang berupa flip-flop yang bisa menyimpan sebuah data yang merupakan kode dari biner dan mampu menyimpan dalam jumlah atau kapasitas yang sangat banyak atau bisa dibilang dengan jumlah yang melebihi dari yang seharusnya. Register juga merupakan sebuah kumpulan dari suatu bagian memori yang bekerja sebagai satu tim. Register yang menyimpan suatu data 4 bit disebut dengan nibble kalau menyimpan data 8 bit disebut dengan byte. Register memiliki beberapa jenis yang diantaranya adalah
Register Buffer, berguna untuk menyimpan sebuah kata dalam bentuk digital
Register Buffer Terkendali, berguna dalam menyimpan data yang lebih besar dari satu bit
Register Geser, berguna dalam proses penggeseran
Register Geser Terkendali, berguna dalam menyusun operasi susunan
Register Paralel In Serial Out, berfungsi sebagai masukan data dan ini merupakan register yang paling unik
Register Serial In Serial Out, sebagai penyalur data lewat media tunggal

Sumber : 

1. e-learning SMK Mekanik Cibinong

2. Garuda Cyber Indonesia

Menerapkan operasi logika Aritmatik (Half-Full Adder, Ripple Carry Adder)

 

1. Pengertian Half Adder, Full Adder dan Ripple Carry Adder

Rangkaian Aritmatika adalah suatu rangkaian yang terdiri dari gabungan beberapa gerbang digital yang menghasilkan fungsi aritmatika, sperti penambahan dan pengurangan. Rangkaian aritmatika ini bekerja dengan sangat cepat yaitu mikrodetik, hal ini dikarenakan rangkaian-rangkaian ini mempunyai sifat elektrolis.

Ø  Operasi-operasi logika dasar

Ada   beberapa   operasi-operasi   dasar   pada   suatu   rangkaian   logika   dan    untuk  menunjukkan  suatu  perilaku  dari  operasi-operasi  tersebut  biasanya  ditunjukkan  dengan  menggunakan  suatu  tabel  kebenaran.  Tabel  kebenaran  berisi  statemen-statemen  yang  hanya  berisi :

·                       Benar  yang  dilambangkan  dengan  huruf   “T”  kependekan  dari  “True”  atau  bisa  juga  dilambangkan  dengan  angka  1.  atau

·                       Salah  yang  dilambangkan  dengan  huruf   “F”  kependekan dari “False” atau bisa juga  dilambangkan  dengan  angka  0.

a)                 Macam-Macam Rangkaian Aritmatika

Beberapa rangkaian aritmatika dasar yang dapat digunakan dalam operasi yaitu:

1)                  Half Adder

Half Adder adalah rangkaian yang digunakan untuk menjumlahkan dua buah bit input, dan menghasilkan nilai jumlahan (sum) dan nilai lebihnya (carry-out). Half adder digunakan untuk menjumlahkan dari bit bit terendah

Table kebenaran

Prinsip kerja dari Half Adder yaitu nilai dari inputan A ditambah dengan nilai inputan B dan hasilnya diletakkan pada output S ,dan jika mempunyai sisa baru diletakkan pada output Count.

Half Adder adalah suatu rangkaian penjumlhan sistem bilangan biner yg paling sederhana. Rangkaian ini hanya dpt digunakan untuk operasi pnjmlhan data bilangan biner sampai 1 bit saja. Rangkaian half adder memiliki 2 terminal input untuk 2 variabel bilangan biner dan 2 terminal output, yaitu: SUMMERY OUT (SUM) dan carry out(CARRY).

CARRY OUT hanya akan berada pada kadaan logika 1 bilamana semua inputnya berada pada keadaan logika 1. Persamaan logika dari rangkaian Half Adder adalah :

SUM = (A+B)(A.B)

CARRY = A.B

Dimana A dan B adalah data 2 input. Pada prinsipny suatu rangkaian Half Adder dapat digambarkn sbb:

2)                  Full Adder

Rangkaian full adder berfungsi menjumlahkan 2 buah bilangan yang telah dikonversikan menjadi bilangan bilangan biner. Rangkaian ini menjumlahkan 2 buah input ditambah dengan Carry out dari hasil penjumlahan sebelumnya (Carry in dalam rangkaian full adder). Penjumahan full adder pada prinsipnya menggunakan dua buah half adder dan sebuah gerbang OR. Half adder pertama merupakan penjumlahan A dan B . Selanjutnya nilai SUM dari half adder pertama diproses pada half adder kedua dengan input satu lagi yaitu C. Nilai half adder kedua itulah yang menjadi SUM selanjutnya. Carry pada half adder pertama diproses pada gerbang OR .

Tabel kebenarannya

 

Rangkaian Full Adder dapat digunakan untuk menjurnalkan bilangan 2 biner yang lebih dari 1 bit. Penjurnalan bilangan 2 biner sama halnya dengan penjumlahan bilangan desimal dimana hasil penjumlahan tersebut terbagi menjadi 2 bagian, yaitu SUMMARY (SUM) dan CARRY, apabila hasil penjumlahan pada suatu tingkat/kolom melebihi nilai maksimumnya maka output CARRY akan berada pada keadaan logika 1.

Untuk penjumlahan, nilai CARRY akan selalu djumlahkan dengan angka 2 yang terdapat pada tingkat/kolom berikutnya. Rangkaian Full Adder dapat dibentuk oleh gabungan 2 buah rangkaian half adder dan sebuah gerbang OR untuk menunjukan CARRY outputnya. Rangkaian Half Adder tidak memiliki fasilitas CARRY input sehingga rangkaian Half Adder hanya dapat melakukan operasi penjurnalan maksimum 1 bit.

 

3)                  Paralel Adder

Paralel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara paralel dan berfungsi untuk menjumlahkan bilangan biner berapa pun bitnya, tergantung jumlah Full Adder yang diparalelkan. Gambar dibawah ini menunjukan Paralel Adder yang terdiri dari 4 buah Full Adder yang disusun paralel sehingga membentuk sebuah penjumlahan 4 bit.

4)                  Half Subtractor

Rangkaian Half Subtractor merupakan suatu rangkaian yang berfungsi untuk melakukan pengurangan pada 2 bit inputan yang menghasilkan nilai hasil pengurangan (remain) dan nilai yang dipinjam (Borrow - out) .

Tabel kebenarannya

Rangkaian :

5)                  Full Subtractor

Rangkaian Full Subtractor merupakan suatu rangkaian yang berfungsi untuk melakukan pengurangan pada 2 bilangan yang telah dikonversikan menjadi bilangan biner. Pada rangakain ini, selain input A dan B juga terdapat input B-in yang merupakan B-out dari half subtractor.

 

Tabel kebenarannya

Rangkaiannya :

Operasi dasar aritmetika adalah penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian, walaupun operasi-operasi lain yang lebih canggih (seperti persentase, akar kuadrat, pemangkatan, dan logaritma) kadang juga dimasukkan ke dalam kategori ini.

1.                  Aritmatika Bilangan Biner

Aritmatika Bilangan Binner adalah operasi-operasi perhitungan yang terjadi dalam bilangan biner. Aritmatika Bilangan Biner ada 5. Yaitu :

a)                   Penjumlahan

b)                  Pengurangan

c)                   Perkalian

d)                  Pembagian

e)                   Bilangan Biner Bertanda

a)                  Penjumlahan Bilangan Biner

Pada Penjumlahan bilangan biner ada aturan dasar, yaitu :

0 + 0 = 0

1 + 0 = 1

0 + 1 = 1

1 + 1 = 1, simpan 1

Contoh #1 :

1111 2

10100 2 +

100011 2 Carry of 1 (3 kali)

Contoh #2 :

Atau

Contoh #3 :

b)                 Pengurangan Bilangan Biner

Dalam bilangan biner ada dua cara dalam pengurangan yaitu dengan 1s complement atau 2s complement, perbedaan antara keduanya yaitu:

§  1s complement adalah suatu cara untuk membalikkan bilangan negatif menjadi positif (karena sebetulnya dalam bahasa komputer tidak dikenali pengurangan) sehingga pengurangan ini menjadi penjumlahan. 1s complement dari suatu bilangan dilakukan dengan mengubah 0 menjadi 1 dan 1 menjadi 0, misalnya:

§  2s complement kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan 1s complement yaitu membuat suatu bilangan negatif menjadi positif, namun cara 2s complement agak sedikit berbeda yaitu 1s complement yang ditambah dengan 1 misalnya:

 

Kemudian :

jadi 2s complement dari 10001 Adalah 01111 dan 1s complement-nya adalah 01110.

 

Cara Mudahnya

Bilangan biner dikurangkan dengan cara yang sama dengan pengurangan bilangan desimal. Dasar pengurangan untuk masing-masing digit bilangan biner adalah :

0 – 0 = 0

1 – 0 = 1

1 – 1 = 0

0 – 1 = 1 dengan borrow of 1, (pinjam 1 dari posisi sebelah kirinya).

Contoh#1 :

11101 2

1011 2 _

10010 2 borrow of 1 (1 kali)

Contoh#2 :

11001 2

10011 2 _

00110 2 borrow of 1 (2 kali)

Contoh#3 :

c)                   Perkalian Bilangan Biner

Dilakukan sama dengan cara perkalian pada bilangan desimal. Dasar perkalian bilangan biner adalah :

0 x 0 = 0

1 x 0 = 0

0 x 1 = 0

1 x 1 = 1

Contoh#1 :

           1110 2

           1100 2 x

           0000

         0000

        1110

      1110 +

      10101000 2

d)                 Pembagian Bilangan Biner

Pembagian biner dilakukan juga dengan cara yang sama dengan bilangan desimal. Pembagian biner 0 tidak mempunyai arti, sehingga dasar pemagian biner adalah :

0 : 1 = 0

1 : 1 = 1

Contoh #1:

101 / 1111101 \ 11001

        101 _

         101

         101 _

          0101

            101 _

              0

2.                  Aritmatika Bilangan Oktal

A.               Penjumlahan Bilangan OktalLangkah-langkah penjumlahan oktal :

ü  tambahkan masing-masing kolom secara decimal

ü  rubah dari hasil desimal ke octal

ü  tuliskan hasil dari digit paling kanan dari hasil octal

ü  kalau hasil penjumlahan tiap-tiap kolom terdiri dari dua digit, maka digit paling kiri merupakan carry of untuk penjumlahan kolom selanjutnya.

B.                Pengurangan Bilangan Oktal

Pengurangan Oktal dapat dilakukan dengan cara yang sama dengan pengurangan bilangan desimal.

C.               Perkalian Bilangan Oktal

Langkah – langkah :

ü  kalikan masing-masing kolom secara desimal.

ü  rubah dari hasil desimal ke oktal.

ü  tuliskan hasil dari digit paling kanan dari hasil oktal.

ü  kalau hasil perkalian tiap kolom terdiri dari 2 digit, maka digit paling kiri merupakan carry of untuk ditambahkan pada hasil perkalian kolom selanjutnya.

D.               Pembagian Bilang Oktal

E.                Pengurangan Bilangan Heksadesimal

Pada pengurangan jika bilangan yang dikurangi lebih kecil dari pada bilangan pengurangnya maka dilakukan peminjaman (borrow) pada tempat yang lebih tinggi (dengan nilai 16).

 

F.                 Perkalian Bilangan Heksadesimal

Langkah-langkah :

ü  kalikan masing-masing kolom secara decimal

ü  rubah dari hasil desimal ke octal

ü  tuliskan hasil dari digit paling kanan dari hasil octal

ü  kalau hasil perkalian tiap kolom terdiri dari 2 digit, maka digit paling kiri merupakan carry of untuk ditambahkan pada hasil perkalian kolom selanjutnya.

Contoh :

 

G.               Pembagian Bilangan Heksadesimal

Pembagian pada bilangan Heksadesimal sama seperti pembagian pada bilangan decimal.

Contoh :

C.              Kegiatan Pembelajaran

1.                   Mengamati untuk mengidentifikasi dan merumuskan masalah tentang operasi logika Aritmatik (Half-Full Adder, Ripple Carry Adder)

2.                   Mengumpulkan data tentang operasi logika Aritmatik (Half-Full Adder, Ripple Carry Adder)

 

3.                   Mengolah data tentang operasi logika Aritmatik (Half-Full Adder, Ripple Carry Adder)

4.                   Mengomunikasikan tentang operasi logika Aritmatik (Half-Full Adder, Ripple Carry Adder)

Sumber : e-learning SMK Mekanik Cibinong

Menganalisis relasi logika dasar, kombinasi dan sekuensial (NOT, AND, OR); (NOR,NAND,EXOR,EXNOR); (Flip Flop, counter)

 1. Menganalisis relasi logika dasar, kombinasi dan sekuensial (NOT, AND, OR); (NOR,NAND,EXOR,EXNOR); (Flip Flop, counter)

A. Relasi Logika.

Informasi dalam bentuk sinyal 0 dan 1 saling memberikan kemungkinan hubungan secara logik. Fungsi dasar relasi logik adalah : Fungsi AND, OR, dan Fungsi NOT. Disamping ketiga fungsi dasar tersebut ada beberapa fungsi logik yang sering digunakan yaitu : Fungsi EXCLUSIVE OR ( EX-OR ) dan Fungsi EQUIVALENCE. Di dalam Eletronika, fungsi-fungsi logik diatas dinyatakan dalam bentuk : Simbol, Tabel Kebenaran, Persamaan Fungsi dan Diagram Sinyal Fungsi Waktu.

B. Gerbang Logika.

Gerbang Logika atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Logic Gate adalah dasar pembentuk Sistem Elektronika Digital yang berfungsi untuk mengubah satu atau beberapa Input (masukan) menjadi sebuah sinyal Output (Keluaran) Logis. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

C. Jenis-jenis Gerbang Logika Dasar dan Simbolnya.

Terdapat 7 jenis Gerbang Logika Dasar yang membentuk sebuah Sistem Elektronika Digital, yaitu :

1. Gerbang AND
2. Gerbang OR
3. Gerbang NOT
4. Gerbang NAND
5. Gerbang NOR
6. Gerbang X-OR (Exclusive OR)
7. Gerbang X-NOR (Exlusive NOR)

Tabel yang berisikan kombinasi-kombinasi Variabel Input (Masukan) yang menghasilkan Output (Keluaran) Logis disebut dengan “Tabel Kebenaran” atau “Truth Table”.

Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :

• HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)
• TRUE (benar) dan FALSE (salah)
• ON (Hidup) dan OFF (Mati)
• 1 dan 0

Contoh Penerapannya ke dalam Rangkaian Elektronika yang memakai Transistor TTL (Transistor-transistor Logic), maka 0V dalam Rangkaian akan diasumsikan sebagai “LOW” atau “0” sedangkan 5V akan diasumsikan sebagai “HIGH” atau “1”.

Berikut ini adalah Penjelasan singkat mengenai 7 jenis Gerbang Logika Dasar beserta Simbol dan Tabel Kebenarannya.

Gerbang AND (AND Gate)

Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0. Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika AND adalah tanda titik (“.”) atau tidak memakai tanda sama sekali. Contohnya : Z = X.Y atau Z = XY.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang AND (AND Gate)

Gerbang OR (OR Gate)

Gerbang OR memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang OR akan menghasilkan Keluaran (Output) 1 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.

Simbol yang menandakan Operasi Logika OR adalah tanda Plus (“+”). Contohnya : Z = X + Y.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang OR (OR Gate)

Gerbang NOT (NOT Gate)

Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (Pembalik) karena menghasilkan Keluaran (Output) yang berlawanan (kebalikan) dengan Masukan atau Inputnya. Berarti jika kita ingin mendapatkan Keluaran (Output) dengan nilai Logika 0 maka Input atau Masukannya harus bernilai Logika 1. Gerbang NOT biasanya dilambangkan dengan simbol minus (“-“) di atas Variabel Inputnya.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NOT (NOT Gate) 

Gerbang NAND (NAND Gate)

Arti NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND, Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang AND dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang AND. Gerbang NAND akan menghasilkan Keluaran Logika 0 apabila semua Masukan (Input) pada Logika 1 dan jika terdapat sebuah Input yang bernilai Logika 0 maka akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NAND (NAND Gate) 

Gerbang NOR (NOR Gate)

Arti NOR adalah NOT OR atau BUKAN OR, Gerbang NOR merupakan kombinasi dari Gerbang OR dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang OR. Gerbang NOR akan menghasilkan Keluaran Logika 0 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin mendapatkan Keluaran Logika 1, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NOR (NOR Gate) 

Gerbang X-OR (X-OR Gate)

X-OR adalah singkatan dari Exclusive OR yang terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1 Keluaran (Output) Logika. Gerbang X-OR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan-masukannya (Input) mempunyai nilai Logika yang berbeda. Jika nilai Logika Inputnya sama, maka akan memberikan hasil Keluaran Logika 0.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang X-OR (X-OR Gate) 

Gerbang X-NOR (X-NOR Gate)

Seperti Gerbang X-OR, Gerban X-NOR juga terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1 Keluaran (Output). X-NOR adalah singkatan dari Exclusive NOR dan merupakan kombinasi dari Gerbang X-OR dan Gerbang NOT. Gerbang X-NOR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang sama dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang berbeda. Hal ini merupakan kebalikan dari Gerbang X-OR (Exclusive OR).

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang X-NOR (X-NOR Gate)

Incoming Search Terms :

• Relasi Logik
• logika dasar
• Menjelaskan simbol gerbang-gerbang logika dasar dan fungsi keluaranya.
• Menjelaskan truth table dari gerbang logika dasar.
• Mengkombinasikan gerbang-gerbang dasar secara sekuensial.
• Operasi logik.
• Fungsi gerbang dasar (AND, OR, NOT).
• Fungsi gerbang kombinasi (NAND, EXOR).
• Penggunaan operasi logika

Sumber : 

1. e-learning SMK Mekanik Cibinong

2. teknikelektronika.com