Jayanti T korpriani
catatan ku selama kuliah..
Selasa, 19 Juni 2012
Selasa, 12 Juni 2012
TEORI ALJABAR BOOLEAN
TEORI
ALJABAR BOOLEAN
- Aljabar Boolean
Aljabar
Boolean memuat variable dan simbul operasi untuk gerbang logika.
Simbol yang digunakan pada aljabar Boolean adalah: (.) untuk AND, (+)
untuk OR, dan ( ) untuk NOT. Rangkaian logika merupakan gabungan
beberapa gerbang, untuk mempermudah penyeleseian perhitungan secara
aljabar dan pengisian tabel kebenaran digunakan sifat-sifat aljabar
Boolean
Dalam
aljabar boolean digunakan 2 konstanta yaitu logika 0 dan logika 1.
ketika logika tersebut diimplementasikan kedalam rangkaian logika
maka logika tersebut akan bertaraf sebuah tegangan. kalau logika 0
bertaraf tegangan rendah (aktive low) sedangkan kalau logika 1
bertaraf tegangan tinggi (aktive high). pada teori – teori aljabar
boolean ini berdasarkan aturan – aturan dasar hubungan antara
variabel – variabel boolean.
- Dalil-dalil Boolean (Boolean postulates) P1: X= 0 atau X=1
P2: 0 . 0 = 0
P3: 1 + 1 = 1
P4: 0 + 0 = 0
P5: 1 . 1 = 1
P6: 1 . 0 = 0 . 1 = 0
P7: 1 + 0 = 0 + 1 = 1
- Theorema Aljabar Boolean
- T1: Commutative Law
a. A + B = B + A
b. A . B = B . A - T2: Associative Law
a. ( A + B ) + C = A + ( B + C )
b. ( A . B ) . C = A . ( B . C ) - T3: Distributive Law
a. A . ( B + C ) = A . B + A . C
b. A + ( B . C ) = ( A + B ) . ( A + C ) - T4: Identity Law
a. A + A = A
b. A . A = A - T5: Negation Law
1. ( A’ ) = A’
2. ( A’ )’ = A - T6: Redundant Law
a. A + A . B = A
b. A . ( A + B ) = A - T7: 0 + A = A
1 . A = A
1 + A = 1
0 . A = 0 - T8: A’ + A = 1
A’ . A = 0 - T9: A + A’ . B = A + B A . ( A’ + B ) = A . B
- T10: De Morgan’s Theorem
a. (A+B)’ = A’ . B’
b. (A . B)’= A’ + B’
Contoh Soal :
Contoh :
1. X + X’ .Y = (X + X’).(X +Y) = X+Y
1. X + X’ .Y = (X + X’).(X +Y) = X+Y
2. X .(X’+Y) = X.X’
+ X.Y = X.Y
3. X.Y+ X’.Z+Y.Z =
X.Y + X’.Z + Y.Z.(X+X)’
= X.Y + X’.Z + X.Y.Z
+ X’.Y.Z
= X.Y.(1+Z) +
X’.Z.(1+Y)
= X.Y + X’.Z
CONTOH.
Buatlah rangkaian
dengan Gerbang Logika untuk aljabar
Boolean sbb.
X . ( X’ + Y )
Jawab.
- IMPLEMENTASI DEMORGAN DALAM RANGKAIAN LOGIKA
- Hukum De Morgan
(A
+ B)’ = A’ . B’
A + B = (A’ . B’)’
(A
. B)’ = A’ + B’
A . B = (A’ + B’)’
- Gerbang Logika
Gerbang digit dikenal pula sebagai perangkat digit atau sebagai
perangkat logika (logic device). Perangkat ini memiliki satu atau
lebih masukan dan satu keluaran. Masing-masing masukan (input) atau
keluaran (output) hanya mengenal dua keadaan logika, yaitu logika '0'
(nol, rendah) atau logika '1' (satu, tinggi) yang oleh perangkat
logika, '0' direpresentasikan dengan tegangan 0 sampai 0,7 Volt DC
(Direct Current, arus searah), sedangkan logika '1' diwakili oleh
tegangan DC setinggi 3,5 sampai 5 Volt untuk jenis perangkat logika
IC TTL (Integrated Circuit Transistor-Transistor Logic) dan 3,5
sampai 15 Volt untuk jenis perangkat IC CMOS (Integrated Circuit
Complementary Metal Oxyde Semiconductor).
- Gerbang AND
Gerbang AND dapat memiliki dua masukan atau lebih. Gerbang ini akan
menghasilkan keluaran 1 hanya apabila semua masukannya sebesar 1.
Dengan kata lain apabila salah satu masukannya 0 maka keluarannya
pasti 0.
Sebagai contoh, perhatikanlah kasus berikut:
- Kasus
Sebuah tim ganda dari regu bulutangkis Indonesia, adalah absah apabila kedua anggotanya lengkap hadir, yaitu Amir dan Badu. Apabila salah satu dari Amir atau Badu ada yang absen atau tidak hadir, maka regu tersebut tidak absah untuk Mewakili Indonesia dalam turnamen bulu tangkis tersebut.
Dalam dunia logika digital, semua aspek positif dari suatu kasus
diinterpretasikan sebagai true (baca: tru) suatu kata bahasa Inggris
yang berarti 'benar'. Pada komputer (sebagai perangkat), 'true'
diwujudkan sebagai logika '1' atau 'high' (baca: hay') = tinggi. Pada
tingkat perangkat keras, 'true' mempunyai acuan tegangan listrik
mendekati 5 Volt DC (dalam TTL Level).}
Pada kasus di atas, yang termasuk aspek positif adalah 'absah' dan 'hadir'.
Sebaliknya, logika digital menentukan bahwa semua aspek negatif dalam suatu kasus
harus dianggap sebagai false (baca: fals) yang berarti 'salah'. Ini dimanifestasikan sebagai logika
'0' atau low = rendah oleh komputer (sebagai perangkat). Perangkat keras melaksanakan hal ini
dengan memberikan tegangan DC mendekati atau sama dengan nol Volt, TTL level.
Yang termasuk aspek negatif dalam hal ini adalah 'tidak absah' dan 'absen'.
Dengan demikian, kita sudah dapat menjabarkan kasus tersebut secara logika seperti ini:
a. Penyelesaian (output) kasus disandikan dengan 'Q'.
Pada kasus di atas, yang termasuk aspek positif adalah 'absah' dan 'hadir'.
Sebaliknya, logika digital menentukan bahwa semua aspek negatif dalam suatu kasus
harus dianggap sebagai false (baca: fals) yang berarti 'salah'. Ini dimanifestasikan sebagai logika
'0' atau low = rendah oleh komputer (sebagai perangkat). Perangkat keras melaksanakan hal ini
dengan memberikan tegangan DC mendekati atau sama dengan nol Volt, TTL level.
Yang termasuk aspek negatif dalam hal ini adalah 'tidak absah' dan 'absen'.
Dengan demikian, kita sudah dapat menjabarkan kasus tersebut secara logika seperti ini:
a. Penyelesaian (output) kasus disandikan dengan 'Q'.
b.
Peserta (input), dalam hal ini Amir dan Badu, disandikan sebagai A
dan B.
c.
Sinopsis yang dihasilkan menyatakan bahwa:
- Q akan true apabila A dan B true
- Q akan false bila salah satu di antara A dan B ada yang false
- Q akan true apabila A dan B true
- Q akan false bila salah satu di antara A dan B ada yang false
Bentuk
logika kasus diatas disebut logika 'AND', yang dalam bahasa Indonesia
berarti 'DAN'. Tampaknya, nama logika ini diperoleh dengan mengambil
patokan pada sinopsis bagian pertama, yang menyatakan bahwa output
akan true bila A dan B true.
Penjabaran dapat lebih disederhanakan lagi dengan mempergunakan tabel yang bernama' Tabel Kebenaran' (truth table).
Penjabaran dapat lebih disederhanakan lagi dengan mempergunakan tabel yang bernama' Tabel Kebenaran' (truth table).
Bentuk tabel kebenaran dalam kasus ini adalah sebagai berikut:
- GERBANG NAND (NOT AND)
Berlawanan dengan
gerbang AND, pada gerbang NAND keluaran akan selalu 1 apabila salah
satu masukannya 0. Dan keluaran akan sebesar 0 hanya apabila semua
masukannya 1. Gerbang NAND ekuivalen dengan NOT AND. Tabel kebenaran
gerbang NAND adalah sebagai berikut.
- GERBANG OR
Keluaran gerbang OR
akan sebesar 0 hanya apabila semua masukannya 0. Dan keluarannya akan
sebesar 1 apabila saling tidak ada salah satu masukannya yang
bernilai 1. Sebagai contoh, perhatikanlah kasus berikut:
A. Kasus
Dalam suatu rapat Universitas, Amir dan badu bertindak sebagai wakil resmi Fakultas Teknik jurusan elektro. Sidang rapat menyatakan apabila salah satu dari Amir atau Badu hadir,maka hal itu sudah absah untuk mewakili fakultas tersebut.
Untuk kasus ini, penjabaran masalah tidak banyak berbeda dengan yang sebelumnya yaitu:
A. Kasus
Dalam suatu rapat Universitas, Amir dan badu bertindak sebagai wakil resmi Fakultas Teknik jurusan elektro. Sidang rapat menyatakan apabila salah satu dari Amir atau Badu hadir,maka hal itu sudah absah untuk mewakili fakultas tersebut.
Untuk kasus ini, penjabaran masalah tidak banyak berbeda dengan yang sebelumnya yaitu:
a. Penyelesaian
(output) kasus disandikan dengan 'Q'.
b. Peserta (input), dalam hal ini Amir dan Badu, disandikan sebagai A dan B.
c. Sinopsis yang dihasilkan menyatakan bahwa:
- Q akan true apabila salah satu dari A dan B ada dalam kondisi true.
- Q akan false, apabila A dan B (semuanya) ada dalam keadaan false.
b. Peserta (input), dalam hal ini Amir dan Badu, disandikan sebagai A dan B.
c. Sinopsis yang dihasilkan menyatakan bahwa:
- Q akan true apabila salah satu dari A dan B ada dalam kondisi true.
- Q akan false, apabila A dan B (semuanya) ada dalam keadaan false.
Kasus ini memakai
bentuk logika 'OR' dan tabel kebenarannya menjadi tersusun sebagai
berikut:
- GERBANG NOR (NOT OR)
Gerbang NOR ekuivalen
dengan NOT OR. Berlawanan dengan gerbang OR, keluaran sebesar 1 hanya
akan terjadi apabila semua masukannya sebesar 0. Dan keluaran 0 akan
terjadi
apabila terdapat masukan yang bernilai 1. Tabel kebenaran gerbang NOR.
apabila terdapat masukan yang bernilai 1. Tabel kebenaran gerbang NOR.
- GERBANG NOT
Pada gerbang ini nilai
keluarannya selalu berlawanan dengan nilai masukannya. Apabila
masukannya sebesar 0 maka keluarannya akan sebesar 1 dan sebaliknya
apabila masukannya sebesar 1 maka keluarannya akan sebesar 0. Pada
tabel kebenaran gerbang NOT berikut, yaitu tabel yang menggambarkan
hubungan antara masukan (A) dan keluaran (B) perangkat digit gerbang
NOT.
- GERBANG XOR (Exclusive OR)
Apabila
input A dan B ada dalam keadaan logika yang sama, maka output Q akan
menghasilkan logika 0, sedangkan bila input A dan B ada dalam keadaan
logika yang berbeda, maka output akan menjadi logika 1. XOR
sebetulnya merupakan variasi dari cara kerja logika OR. Untuk lebih
jelas, coba perhatikan tabel kebenarannya:
- GERBANG XNOR (Exclusive NOR)
Apabila
input A dan B ada dalam keadaan logika yang sama, maka output Q akan
menghasilkan logika 1, sedangkan bila input A dan B ada dalam keadaan
logika yang berbeda, maka output akan menjadi logika 0. XNOR bisa
juga dikatakan memiliki sifat dari kebalikan XOR. XNOR dan NOR
hanyalah berbeda pada langkah ke-empat yaitu apabila A dan B pada
logika 1 maka output Q juga 1, bukan 0 seperti pada logika NOR.
Contoh Soal :
1.
Gambarlah table dari gerbang AND ?
Masukan
|
Keluaran
|
|
A
|
B
|
Y
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
Bilangan hexadecimal di
ubah menjadi bilangan decimal..
Caranya, , x=
variable, pada Hexadesimal = 16
n=banyaknya angka
(dari soal di atas, 3A=mempunyai 2 nilai,jadi n = 2)
karena A memiliki nilai
“10” pada bilangan hexadecimal….
3A (16) = (3 x ) + (10 x )
=
(3 x 16) + (10 x 1)
= 48 + 10
= 58,
- Rangkaian Kombinasional
- Penyederhanaan Fungsi Boolean
Contoh.
f(x, y) = x’y + xy’ + y’
disederhanakan
menjadi
f(x,
y) = x’ + y’
- Penyederhanaan fungsi Boolean dapat dilakukan dengan 3 cara:
- Secara aljabar
- Menggunakan Peta Karnaugh
- Menggunakan metode Quine Mc Cluskey (metode Tabulasi)
Penyederhanaan
Secara Aljabar
Contoh:
f(x, y) = x + x’y
= (x + x’)(x + y)
= 1 × (x + y )
= x + y
f(x, y, z) = x’y’z
+ x’yz + xy’
= x’z(y’ + y) + xy’
= x’z + xy’
f(x, y, z) = xy + x’z
+ yz = xy + x’z + yz(x + x’)
= xy + x’z + xyz +
x’yz
= xy(1 + z) + x’z(1 +
y) = xy + x’z
X
|
y
|
z
|
xy
|
xy + x’z
|
X’z
|
X’yz
|
xyz
|
xy + x’z + xyz + x’yz
|
yz
|
Yz+x’z
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
Peta Karnaugh
a. Peta Karnaugh
dengan dua peubah
y
0
1
|
m0
|
m1
|
x 0
|
x’y’
|
x’y
|
|
m2
|
m3
|
1
|
xy’
|
xy
|
b. Peta dengan tiga
peubah
|
|
|
|
|
|
|
yz
00
|
01
|
11
|
10
|
|
m0
|
m1
|
m3
|
m2
|
|
x 0
|
x’y’z’
|
x’y’z
|
x’yz
|
x’yz’
|
|
m4
|
m5
|
m7
|
m6
|
|
1
|
xy’z’
|
xy’z
|
xyz
|
xyz’
|
Contoh. Diberikan tabel
kebenaran, gambarkan Peta Karnaugh.
x
|
y
|
z
|
f(x, y, z)
|
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
|
0
|
0
|
1
|
0
|
|
|
0
|
1
|
0
|
1
|
|
|
0
|
1
|
1
|
0
|
|
|
1
|
0
|
0
|
0
|
|
|
1
|
0
|
1
|
0
|
|
|
1
|
1
|
0
|
1
|
|
|
1
|
1
|
1
|
1
|
|
|
|
yz
00
|
01
|
11
|
10
|
x 0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b. Peta dengan empat
peubah
|
|
|
|
|
|
|
yz
00
|
01
|
11
|
10
|
|
m0
|
m1
|
m3
|
m2
|
wx 00
|
w’x’y’z’
|
w’x’y’z
|
w’x’yz
|
w’x’yz’
|
|
|
m4
|
m5
|
m7
|
m6
|
|
01
|
w’xy’z’
|
w’xy’z
|
w’xyz
|
w’xyz’
|
|
m12
|
m13
|
m15
|
m14
|
|
11
|
wxy’z’
|
wxy’z
|
wxyz
|
wxyz’
|
|
m8
|
m9
|
m11
|
m10
|
|
10
|
wx’y’z’
|
wx’y’z
|
wx’yz
|
wx’yz’
|
Contoh. Diberikan tabel
kebenaran, gambarkan Peta Karnaugh.
w
|
x
|
y
|
z
|
f(w, x, y, z)
|
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
|
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
|
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
|
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
|
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
|
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
|
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
|
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
|
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
|
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
|
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
|
|
1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
|
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
|
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
|
|
|
Yz
00
|
01
|
11
|
10
|
wx 00
|
0
|
1
|
0
|
1
|
01
|
0
|
0
|
1
|
1
|
11
|
0
|
0
|
0
|
1
|
10
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
|
|
|
|
- Teknik Minimisasi Fungsi Boolean dengan Peta Karnaugh
- Pasangan: dua buah 1 yang bertetangga
|
yz
00
|
01
|
11
|
10
|
wx 00
|
0
|
0
|
0
|
0
|
01
|
0
|
0
|
0
|
0
|
11
|
0
|
0
|
1
|
1
|
10
|
0
|
0
|
0
|
0
|
Sebelum disederhanakan:
f(w, x, y, z) = wxyz + wxyz’
Hasil
Penyederhanaan: f(w, x, y, z) = wxy
Bukti secara aljabar:
f(w, x, y, z) = wxyz +
wxyz’
= wxy(z + z’)
= wxy(1)
= wxy
2. Kuad: empat buah 1
yang bertetangga
|
Yz
00
|
01
|
11
|
10
|
wx 00
|
0
|
0
|
0
|
0
|
01
|
0
|
0
|
0
|
0
|
11
|
1
|
1
|
1
|
1
|
10
|
0
|
0
|
0
|
0
|
Sebelum disederhanakan:
f(w, x, y, z) = wxy’z’ + wxy’z + wxyz + wxyz’
Hasil penyederhanaan:
f(w, x, y, z) = wx
Bukti secara aljabar:
f(w, x, y, z) = wxy’
+ wxy
= wx(z’ + z)
= wx(1)
= wx
|
Yz
00
|
01
|
11
|
10
|
wx 00
|
0
|
0
|
0
|
0
|
01
|
0
|
0
|
0
|
0
|
11
|
1
|
1
|
1
|
1
|
10
|
0
|
0
|
0
|
0
|
3. Oktet: delapan
buah 1 yang bertetangga
|
Yz
00
|
01
|
11
|
10
|
wx 00
|
0
|
0
|
0
|
0
|
01
|
0
|
0
|
0
|
0
|
11
|
1
|
1
|
1
|
1
|
10
|
1
|
1
|
1
|
1
|
Sebelum disederhanakan:
f(a, b, c, d) = wxy’z’ + wxy’z + wxyz + wxyz’ +
wx’y’z’ + wx’y’z
+ wx’yz + wx’yz’
Hasil penyederhanaan:
f(w, x, y, z) = w
Bukti secara
aljabar:
f(w, x, y, z) = wy’ +
wy
= w(y’ + y)
= w
|
Yz
00
|
01
|
11
|
10
|
wx 00
|
0
|
0
|
0
|
0
|
01
|
0
|
0
|
0
|
0
|
11
|
1
|
1
|
1
|
1
|
10
|
1
|
1
|
1
|
1
|
Contoh
Sederhanakan fungsi
Boolean f(x, y, z) = x’yz + xy’z’ + xyz + xyz’.
Jawab:
Peta Karnaugh untuk
fungsi tersebut adalah:
|
yz
00
|
01
|
11
|
10
|
x 0
|
|
|
1
|
|
1
|
1
|
|
1
|
1
|
Hasil penyederhanaan:
f(x, y, z) = yz + xz’
Peta
Karnough
Metode grafik menyediakan sebuah prosedur yang sederhana dan langsung
untuk penyederhanaan fungsi-fungsi aljabar Boolean. Metode grafik
yang dikenal yaitu metode pemetaan yang dikenal dengan nama Peta
Karnaugh atau Karnaugh Map.
Variabel-variabel dalam tabel kebenaran disebut minterm. Sebuah
fungsi yang terdiri dari n buah variabel, jika diekspresikan ke dalam
sebuah tabel kebenaran akan memiliki 2n minterm, yang berarti
ekuivalen dengan 2n bilangan biner yang diperoleh dari n digit.
Sebuah fungsi Boolean akan sama dengan 1 untuk beberapa minterm dan
sama dengan 0 untuk yang lain. Informasi yang terkandung dalam sebuah
tabel kebenaran dapat diekspresikan dalam bentuk baku dengan membuat
daftar desimal ekuivalennya, untuk minterm yang menghasilkan sebuah
angka 1 untuk suatu fungsi. Peta Karnaugh adalah suatu diagram yang
terdiri dari bujursangkar-bujursangkar dimana setiap bujur sangkar
mewakili sebuah minterm. Bujursangkar-bujursangkar yang berkaitan
dengan minterm yang menghasilkan 1 pada fungsinya diberitanda 1 dan
yang lain diberi tanda 0 atau dibiarkan kosong. Jumlah bujursangkar
pada peta Karnaugh ditentukan oleh banyaknya variabel masukan.
Terdapat peta-peta untuk fungsi-fungsi yang terdiri atas 2 variabel
masukan, 3 variabel masukan atau 4 variabel masukan.
Pada peta
Karnaugh, bujursangkar yang bersebelahan atau berbatasan hanya boleh
berbeda satu nilai logika saja.
Peta Karnaugh untuk 2
variabel masukan (A dan B):
Peta Karnaugh untuk 3
variabel masukan (A,B dan C):
Peta Karnaugh untuk 4
variabel masukan (A, B, C dan D):
- Aturan dasar penyederhanaan dengan menggunakan peta Karnaugh :
- Peta digambarkan sedemikian rupa sehingga suku-suku dari bujursangkar yang bersebelahan hanya berbeda satu variabel saja.
- Suku-suku dari persamaan yang akan disederhanakan dimasukkan ke dalam variabel bujursangkar yang berpadanan dengan memberi tanda 1 di dalamnya.
- Bila pada bujuursangkar yang bersebelahan terdapat tanda 1, maka variabel yang berbeda bagi kedua bujursangkar tersebut dapat dihilangkan (sesuai dengan hukum komplementasi).
- Sehingga bagi suku tersebut tinggal hanya hanya variabel yang sama yang akan merupakan bagian dari hasil akhir penyederhanaan.
- Pengelompokkan dua bujursangkar akan menghilangkan satu variabel, mungkin juga terjadi bahwa suatu variabel lenyap karena diabsorpsi.
- jika semua suku telah disederhanakan, maka persamaan akhir telah diperoleh dengan menuliskan semua suku-suku yang telah disederhanakan dan selanjutnya menjalin mereka.
Rankaian
Sekuensial
Flip-flop
adalah suatu rangkaian bistabil dengan triger yang dapat menghasilkan
kondisi logika 0 dan 1 pada keluarannya. Keadaan dapat dipengaruhi
oleh satu atau kedua masukannya. Tidak seperti fungsi gerbang logika
dasar dan kombinasi, keluaran suatu flip-flop sering tergantung pada
keadaan sebelumnya. Kondisi tersebut dapat pula menyebabkan keluaran
tidak berubah atau dengan kata lain terjadi kondisi memory. Oleh
sebab itu flip-flop dipergunakan sebagai elemen memory.
Rangkaian
flip-flop yang paling sederhana adalah RS Flip-flop yang memiliki dua
masukan yaitu R = Reset dan S = Set serta dua keluaran Q dan .
Perhatikan Tabel
Kebenaran dan Gambar Flip-flop R-S Berikut:
Sesuai dengan namanya,
keluaran flip flop Q = 1 dan pada saat S = 1 dan R = 0,dan reset
ketika S = 0 dan R = 1 akan menghasilkan keluaran Q = 0 dan .
Kondisi tersebut adalah
kondisi satbbil dari RS flip-flop.
Ketika
kedua masukan R dan S berlogika 0, keluaran flip-flop tidak berubah
tetap seperti pada kondisi sebelumnya. Tetapi ketika kedua masukan R
dan S berlogika 1 maka keluaran flip-flop tidak dapat diramalkan
karena kondisinya tidak tentu tergantung pada toleransi komponen dan
tunda waktu temporal dan lain sebagainya dan kondisi tersebut dapat
diabaikan.
Pada
prakteknya sebuah RS Flip-flop dapat dibangun dari rangkaian dua buah
gerbang AND yang saling dihubungkan silang seperti ditunjukan pada
Gambar berikut.
Berbeda
dengan flip flop dengan Gambar pertama, keluaran dari flip-flop
adalah kebalikan dari flip-flop tersebut. Hal ini dapat dilihat dari
adanya garis di atas variabel inputnya.
Lebih
lanjut tipe yang sangat penting dari flip-flop adalah master slave
flip-flop atau disebut juga dua memory yang pada dasarnya dibangun
dari dua flip-flop yang terhubung secara seri. Jalur kontrol dapat
diatur dari sebuah clock melalui penambahan sebuah gerbang NAND.
Gambar rangkaian dasrnya ditunjukkan dalam gambar berikut:
Pertama
kita lihat pada master flip-flop. Jika masukan clock adalah 0 kedua
keluaran dari kontrol clock I adalah 1. Ini artinya bahwa suatu
perubahan keadaan pada masukan S dan R tidak berpengaruh pada master
flip-flop. Flip flop tersebut mempertahankan keadaan. Di sisi lain
jika masukan clock adalah 1 maka keadaan dari S dan R menentukan
keadaan master flip-flop.
Slave
flip flop memperlihatkan perilaku yang sama. Kadang kontrol clock
adalah dibalik oleh sebuah inverter. Ini artinya bahwa clock 1 dari
master flip flop menjadi 0 pada slve flip flop.
Operasi flip-flop ini
dijelaskan lebih mudah dari sekuensial temporal dari pulsa clock
seperti ditunjukan oleh Gambar berikut.
- t1 : Ketika pulsa clock muncul dari 0 ke 1 terjadi toleransi daerah 0 ke arah 1 keluaran clock terbalik ke 0. Misalnya keluaran slave flip flop akan off dan mempertahankan kondisi.
- t2 : Ketika pulsa clock muncul dari 0 ke 1 mencapai batas terendah dari toleransi daerah 1 masukan dari master flip flop adalah dapat diatur, misalnya master flip flop dipengaruhi oleh masukan R dan S.
- t3 : Ketika pulsa clock turun dari 1 ke 0 terjadi toleransi daerah 1 ke arah 0 masukan master flip flop kembali ditahan. Mmisalnya master flip flop menghasilkan keadaan baru.
- T4 : Ketika pulsa clock turun dari 1 ke 0 mencapai batas tertinggi dari toleransi daerah 0 masukan dari master flip flop adalah dapat diatur, misalnya master flip flop dipengaruhi oleh masukan R dan S.
Hasilnya bahwa pengaruh
masukan R dan S terjadi pada interval t1 sampai t2 data dikirim ke
flip flop dan pada saat t4 baru data dikirim ke keluaran. Selama
masukan clock 0 data tersimpan di dalam flip flop.
Contoh Soal :
Ubahlah flip-flop di
bawah ini menjadi D flip-flop!
a.
S-R flip-flop
b.
J-K flip-flop
c.
T flip-flop
d.
Master Slave D flip-flop
Jawab :
- D Flip-Flop denganmenggunakan IC 74009.
- Nyalakan Komputer
- Jalankan aplikasi Circuit maker
- Setelah aplikasi Circuit maker terbukakitaletakkankomponen-komponen yang diperlukan untuk membuat rangkaian D Flip-Flop.
- Untuk IC yang digunakan IC 7400 caranyapilih Digital by Function > Gate NAND >pilih IC7400.Dan juga Pilih Gate NOT caranya Digital by Function > Gate inverter > 7404.
- Tempatkan Switch caranyapilih Switches > Digital Switch > Logic Switch.
- Tempatkanlampuuntuk display caranyapilih Digital Animated > Display > Logic Display.
- Setelahsemuakomponendiletakkansesuaidengantempatnya, lakukan wiring dengan mengklik Hingga terbentuk rangkaian
- Setelah semua terhubung lakukan pengetesan.
B. D Flip-Flop
menggunakan IC 7474
- NyalakanKomputer.
- Jalankanaplikasi Circuit maker.
- Setelahaplikasi Circuit maker terbuka kita letakkan komponen-komponen yang diperlukan untuk membuat rangkaian D Flip-Flop.
- Untuk IC yang digunakan IC 7474 caranyapilih Digital by Function > Flip-Flop>lalupilih IC 7474>7474 ½.
- Tempatkan Switch caranyapilih Switches > Digital Switch > Logic Switch.
- Tempatkan lampu untuk display caranya pilih Digital Animated > Display > Logic Display.
- Setelah semua komponen diletakkan sesuai dengan tempatnya, lakukan wiring dengan Mengklik hingga terbentuk rangkaian.
- Setelah semua terhubung lakukan pengetesan.
C.
JK Flip-Flop menggunakan IC 7476
- Nyalakan Komputer
- Jalankan aplikasi Circuit maker.
- Setelah aplikasi Circuit maker terbukakita letakkan komponen-komponen yang diperlukan untuk membuat rangkaian JK Flip-Flop.
- Untuk IC yang digunakan IC 7476 caranyapilih Digital by Function > Flip-Flop>lalupilih IC 7476>7476 ½.
- Tempatkan Switch caranyapilih Switches > Digital Switch > Logic Switch.
- Tempatkan lampu untuk display caranya pilih Digital Animated > Display > Logic Display.
- Setelah semua komponen diletakkan sesuai dengan tempatnya, lakukan wiring dengan mengklik Hingga terbentukr angkaian.
- Setelah semua terhubung lakukan pengetesan.
a. Flip-Flop S-R yang
dibangun menggunakan Flip-Flop D.
b. Flip-flop yang dibangun menggunakan Flip-flop D.
c. Flip-flop T yang dibangun menggunakan Flip-flop D
b. Flip-flop yang dibangun menggunakan Flip-flop D.
c. Flip-flop T yang dibangun menggunakan Flip-flop D
Langganan:
Postingan (Atom)