Logic Gate

by Hilda N' Aulia 05.14 0 comments Programming

Gerbang Logika
Gerbang logika adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik

Gerbang yang diterjemahkan dari istilah asing gate, adalah elemen dasar dari semua rangkaian yang menggunakan sistem digital. Semua fungsi digital pada dasarnya tersusun atas gabungan beberapa gerbang logika dasar yang disusun berdasarkan fungsi yang diinginkan. Gerbang -gerbang dasar ini bekerja atas dasar logika tegangan yang digunakan dalam teknik digital.Logika tegangan adalah asas dasar bagi gerbang-gerbang logika. Dalam teknik digitalapa yang dinamakan logika tegangan adalah dua kondisi tegangan yang saling berlawanan. Kondisi tegangan “ada tegangan” mempunyai istilah lain “berlogika satu” (1) atau “berlogika tinggi” (high), sedangkan “tidak ada tegangan” memiliki istilah lain “berlogika nol” (0) atau “berlogika rendah” (low). Dalam membuat rangkaian logika kita menggunakan gerbang-gerbang logika yang sesuai dengan yang dibutuhkan. Rangkaian digital adalah sistem yang mempresentasikan sinyal sebagai nilai diskrit. Dalam sebuah sirkuit digital,sinyal direpresentasikan dengan satu dari dua macam kondisi yaitu 1 (high, active, true,) dan 0 (low, nonactive,false).

Gerbang NOT

“Gerbang NOT atau juga bisa disebut dengan pembalik (inverter) memiliki fungsi membalik logika tegangan inputnya pada outputnya. Sebuah inverter (pembalik) adalah gerbang dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran dimana keadaan keluaranya selalu berlawanan dengan keadaan masukan. Membalik dalam hal ini adalah mengubah menjadi lawannya. Karena dalam logika tegangan hanya ada dua kondisi yaitu tinggi dan rendah atau “1” dan “0”, maka membalik logika tegangan berarti mengubah “1” menjadi "0” atau sebaliknya mengubah nol menjadi satu. Simbul atau tanda gambar pintu NOT ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

A	B
0	1
1	0

Gerbang AND

Gerbang AND (AND GATE) atau dapat pula disebut gate AND ,adalah suatu rangkaian logika yang mempunyai beberapa jalan masuk (input) dan hanya mempunyai satu jalan keluar (output). Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan sinyal keluaran tinggi maka semua sinyal masukan harus bernilai tinggi.

A	B	C
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

 Gerbang OR 

Gerbang OR berbeda dengan gerbang NOT yang hanya memiliki satu input, gerbang ini memiliki paling sedikit 2 jalur input. Artinya inputnya bisa lebih dari dua, misalnya empat atau delapan. Yang jelas adalah semua gerbang logika selalu mempunyai hanya satu output.Gerbang OR akan memberikan sinyal keluaran tinggi jika salah satu atau semua sinyal masukan bernilai tinggi, sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah.

A	B	C
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Gerbang NAND

Gerbang NAND adalah suatu NOT-AND, atau suatu fungsi AND yang dibalikkan. Dengan kata lain bahwa gerbang NAND akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai tinggi.

A	B	C
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Gerbang NOR

Gerbang NOR adalah suatu NOT-OR, atau suatu fungsi OR yang dibalikkan sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukanya bernilai rendah.

A	B	C
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0

Gerbang X-OR 

Gerbang X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah atau semua masukan bernilai tinggi atau dengan kata lain bahwa X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika sinyal masukan bernilai sama semua.

A	B	C
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Gerbang X-NOR 

Gerbang X-NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukan bernilai sama (kebalikan dari gerbang X-OR).

A	B	C
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Flip-Flop

n  Merupakan suatu rangkaian digital yang mempunyai 2 (dua) buah output yang satu sama lain mempunyai keadaan output yang berbeda.

n  Jenis – Jenis Flip – Flop :

1.      RS Flip-flop (RS-FF)

2.      D Flip-flop (D-FF)

3.      JK Flip-flop (JK-FF)

RS Flip-Flop

n  Rangkaian R-S Flip-Flop dengan 2 buah gerbang NOR :

   Tabel Kebenaran:

S	R	Q	~Q
0	0	Q	~Q	®   Keadaan memori
0	1	0	1	®   Keadaan reset
1	0	1	0	®   Keadaan set
1	1	0	0	®   Keadaan illegal

n  Rangkaian R-S Flip-Flop dengan 2 buah gerbang NAND :

 Tabel Kebenaran:

S	R	Q	~Q
0	0	1	1	®   Keadaan illegal
0	1	0	1	®   Keadaan reset
1	0	1	0	®   Keadaan set
1	1	Q	~Q	® Keadaan memori

RS-FF mempunyai 4 kemungkinan keadaan output yaitu :

n  Keadaan Set

             ® apabila keadaan output     = 1 dan       = 0

n  Keadaan Reset

            ® apabila keadaan output     = 0 dan      = 1

n  Keadaan memori

            ® apabila keadaan outputnya sama dengan keadaan output sebelumnya (mempertahankan keadaan set atau reset)

n  Keadaan illegal

            ® Keadaan ini tidak diinginkan karena kedua output mempunyai keadaan logika yang sama

R-S-T Flip-Flop

            Rangkaian:

 

 Tabel Kebenaran:

T	S	R	Q	~Q
0	X	X	Q	~Q
1	0	0	Q	~Q
1	0	1	0	1
1	1	0	1	0
1	1	1	1	1

D Flip-Flop

n  Kelemahan RS flip-flop ® adanya keadaan ilegal.

n  Untuk mengatasi hal tersebut RS flip-flop dikembangkan menjadi D flip flop yang hanya memiliki keadaan set, reset dan memori.

n  Rangkaian dan tabel kebenaran D Flip-flop :

 

J-K Flip-Flop

n  Pada J-K flip-flop selain terdapat keadaan set, reset, dan memori, terdapat keadaan baru yang disebut keadaan toggle yaitu suatu keadaan output flip-flop yang merupakan komplemen dari keadaan output sebelumnya.

n  Berikut ini rangkaian dan tabel kebenaran untuk J-K flip-flop yang aktif selama input T (clock) berlogika 1.