fig 6.17

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan bahan

4. Dasar Teori

5. Prinsip Kerja

6. download file

CHAPTER 11

OP-AMP Applications

1. Pendahuluan (kembali)

Rangkaian digital memiliki peran penting dalam berbagai aplikasi elektronika, terutama dalam pengolahan data biner. Salah satu operasi dasar dalam sistem digital adalah penjumlahan dan pengurangan bilangan biner, yang dapat dilakukan secara efisien menggunakan rangkaian adder/subtractor. Rangkaian adder/subtractor 4-bit ini dirancang untuk memperlihatkan cara kerja penjumlahan dan pengurangan biner menggunakan IC 74LS283, yang merupakan adder biner paralel 4-bit. Dengan tambahan gerbang logika seperti AND, OR, dan XOR, rangkaian ini mampu memilih secara otomatis antara mode penjumlahan atau pengurangan berdasarkan sinyal kontrol yang diberikan. Selain memperkenalkan fungsi dasar dari IC 74LS283, rangkaian ini juga memberikan pemahaman tentang bagaimana metode komplemen dua digunakan dalam proses pengurangan. Rangkaian ini sangat berguna dalam pembelajaran sistem digital karena memperlihatkan prinsip kerja dasar aritmatika biner secara praktis dan visual.

2. Tujuan (kembali)

• Untuk melakukan operasi penjumlahan (A + B) terhadap dua bilangan biner 4-bit.

• Untuk melakukan operasi pengurangan (A − B) menggunakan metode komplemen dua.

• Untuk menunjukkan bagaimana IC 74LS283 dapat digunakan dalam aplikasi aritmatika digital.

• Untuk mempraktikkan penggunaan gerbang logika (AND, OR, XOR) dalam pengolahan data biner.

• Untuk memberikan pemahaman tentang cara mengontrol fungsi adder/subtractor melalui sinyal kontrol (ADD/SUB).

• Untuk menampilkan hasil operasi aritmatika secara visual menggunakan output LED.

• Sebagai alat bantu pembelajaran digital di bidang sistem digital dan logika kombinasi.

3. Alat dan Bahan (kembali)

 a. Gerbang AND

jenis pertama adalah gerbang AND. Gerbang AND ini memerlukan dua atau lebih input untuk menghasilkan satu output. Jika semua atau salah satu inputnya merupakan bilangan biner 0, maka outputnya akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner 1, maka outputnya akan menjadi 1.

Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan
logika 1 jika semua masukan berlogika 1, jika tidak
maka output yang dihasilkan akan berlogika 0.

 

IC 7411 berisi tiga gerbang AND dengan tiga input dari keluarga Transistor Transistor Logic

Konfiugurasi pin:

- Vcc : Kaki 14

 - GND : Kaki 7

- Input : Kaki 1, 2, 3, 4, 5, 9,10,11 dan 13

- Output : Kaki 6, 8,  dan 12

b. Gerbang OR

Jenis kedua adalah gerbang OR. Sama seperti gerbang sebelumnya, gerbang ini juga memerlukan dua input untuk menghasilkan satu output. Gerbang OR ini akan menghasilkan output 1 jika semua atau salah satu input merupakan bilangan biner 1. Sedangkan output akan menghasilkan 0 jika semua inputnya adalah bilangan biner 0.

Gerbang OR merupakan operasi boolean penjumlahan yang bersimbol (+).

Gambar 3. Gerbang OR di proteus

 

 

Spesifikasinya:

- Tegangan Suply : 7V

- Tegangan Input : 5,5 V

- Beroperasi pada suhu udara 0 sampai +70 derjat

- Kisaran suhu penyimpanan : -65 derjat sampai +150 derjat celcius

c.   IC  4 - bit paraller adder

Penambah penuh ini melakukan penjumlahan dua angka biner 4-bit. Output penjumlahan (R) disediakan untuk setiap bit dancarry (C4) yang dihasilkan diperoleh dari bit keempat. Penambah ini memiliki fitur tampilan internal penuh ke depan di keempat bit. Hal ini memberikan perancang sistem dengan kinerja lookahead parsial pada ekonomi dan mengurangi jumlah paket implementasi ripple-carry. Logika adder, termasuk carry, diimplementasikan dalam bentuk sebenarnya yang berarti bahwa carry akhir dapat dicapai tanpa perlu logika atau inversi level.

function table

logic diagram

d. logic state

Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan  input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya

Gambar 6. Logic State di proteus

Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan  input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya

Gambar 6. Logic State di proteus

e. logic Probe

Logic probe adalah alat yang dapat menganalisa suatu rangkaian IC dengan cara menunjukkan logika keluar dari kaki pin IC tersebut.

Gambar 7. Logic Probe di proteus

4. Dasar Teori (kembali)

INTEGRATED-CIRCUIT PARALLEL ADDER
Beberapa adder paralel tersedia sebagai IC. Yang paling umum adalah IC adder paralel empat-bit
yang berisi empat FA yang saling berhubungan dan sirkuit pembawa yang diperlukan untuk operasi kecepatan tinggi. 7483A, 74LS83A,74LS283, dan 74HC283 adalah chip penambah paralel empat-bit.74HC283 empat-bit paralel adder (dan ekuivalennya). Input ke IC ini adalah dua buah penjumlah empat bit, dan , dan carry, ke posisi LSB. Keluarannya adalah bit penjumlahan dan Keluarannya adalah bit penjumlahan dan carry, , dari posisi MSB. Jumlah bit diberi label , di mana sigma adalah huruf kapital Yunani. Label hanyalah alternatif umum untuk label S untuk bit penjumlahan.

• Penambah Paralel Bertingkat

Dua atau lebih IC penambah dapat dihubungkan bersama (bertingkat) untuk mencapai penjumlahan bilangan biner yang lebih besar. Gambar 6-11(b) menunjukkan dua adder 74HC283 yang dihubungkan untuk menambahkan dua bilangan 8-bit dan Penambah di sebelah kanan menambahkan bit-bit orde rendah dari bilangan tersebut. Penambah di sebelah kiri menambahkan bit orde lebih tinggi ditambah pelaksanaan adder orde rendah Delapan keluaran jumlah adalah jumlah yang dihasilkan dari keduanya

Bilangan 8-bit. adalah carry dari posisi MSB. Ini dapat digunakan sebagai input carry ke tahap adder ketiga jika bilangan biner yang lebih besar akan ditambahkan. Fitur carry look-ahead dari 74HC283 mempercepat operasi adder dua tahap ini karena level logika pada, carry out dari tahap urutan yang lebih rendah, dihasilkan lebih cepat daripada jika tidak ada sirkuit look-ahead carry pada chip 74HC283. Ini memungkinkan urutan yang lebih tinggi tahap yang lebih tinggi untuk menghasilkan output penjumlahan lebih cepat.

STUDI KASUS PEMECAHAN MASALAH

Seorang teknisi sedang menguji adder/subtractor yang digambar ulang pada Gambar 6-17 dan mencatat hasil pengujian berikut ini untuk berbagai mode operasi:

Mode 1: TAMBAH 0, SUB 0. Hasil penjumlahan selalu sama dengan angka di register A ditambah satu. Misalnya, ketika jumlah adalah Ini tidak benar karena keluaran OR dan harus bernilai 0 pada mode ini untuk menghasilkan

Mode 2: TAMBAH 1, SUB 0. Jumlahnya selalu 1 lebih banyak dari yang seharusnya.

Misalnya, dengan dan keluaran jumlah adalah 0111 di-bukan 0110.

Mode 3: Tambah 0, SUB 1. Outputnya selalu sama dengan seperti yang diharapkan.

Ketika dia memeriksa hasil tes ini, teknisi melihat bahwa jumlah keluaran melebihi hasil yang diharapkan sebesar 1 untuk dua mode operasi pertama. Pada pertama, dia mencurigai kemungkinan kesalahan pada salah satu input LSB ke adder, tetapi dia menolaknya karena kesalahan seperti itu juga akan mempengaruhi operasi pengurangan, yang bekerja dengan benar. Akhirnya, dia menyadari bahwa ada kesalahan lain yang dapat menambahkan 1 tambahan pada hasil untuk dua mode pertama tanpa menyebabkan kesalahan pada mode pengurangan. Ingatlah bahwa angka 1 pada mode pengurangan merupakan bagian dari operasi penambahan 2 pada [B]. Untuk mode lainnya, adalah menjadi 0. Teknisi C0

memeriksa koneksi antara sinyal SUB dan input ke adder dan menemukan bahwa koneksi tersebut terbuka karena koneksi solder yang buruk. Koneksi terbuka ini menjelaskan hasil yang diamati karena adder TTL merespons seolah-olah adalah logika 1 yang konstan, menyebabkan tambahan 1 ditambahkan ke hasil dalam mode 1 dan 2. Sambungan terbuka tidak akan berpengaruh pada mode 3 karena seharusnya adalah 1.

5. Percobaan [kembali]

Rangkaian pada gambar merupakan rangkaian 4-bit parallel adder/subtractor yang menggunakan IC 74LS283 sebagai komponen utama untuk melakukan operasi penjumlahan dan pengurangan bilangan biner. Rangkaian ini memiliki dua buah input utama yaitu bilangan biner 4-bit A (A1–A4) dan B (B1–B4), serta dua kontrol logika, yaitu ADD dan SUB, yang menentukan mode operasi. Ketika mode ADD diaktifkan (ADD = 1), maka input B digunakan langsung tanpa perubahan dan dijumlahkan dengan input A oleh IC 74LS283, dengan carry-in awal (C0) diset ke 0. Sebaliknya, saat mode SUB diaktifkan (SUB = 1), input B akan dikomplemen menggunakan gerbang XOR dan kemudian ditambahkan dengan 1 (melalui carry-in = 1) untuk membentuk komplemen dua dari B, sehingga rangkaian dapat melakukan operasi A − B. Gerbang logika AND, OR, dan XOR digunakan untuk mengatur alur logika input berdasarkan kondisi ADD atau SUB yang aktif. Hasil dari operasi (penjumlahan atau pengurangan) akan ditampilkan melalui LED output. Dengan demikian, rangkaian ini mampu berfungsi sebagai penjumlah dan pengurang biner 4-bit secara paralel hanya dengan mengubah logika kontrol antara ADD dan SUB.

6. Download File [kembali]

• Rangkaian simulasi klik disini
• Download Datasheet Logicstate klik disini
• Download Datasheet Logicprobe klik disini
• Download Datasheet gerbang AND klik disini
• Download Datasheet Gerbang OR klik disini
• Download Datasheet IC 74LS283 klik disini

[menuju awal]