Transcript Sistem Digital 1A

Kuliah Rangkaian Digital
Kuliah 1: Pengantar
Teknik Komputer
Universitas Gunadarma
Introduction to Digital Systems
This course is about …

Logic and digital circuits/gates to implement logic
What you will get at the end of this semester …

A systematic way to specify, design, and analyze digital systems
What I expect from you …

Get involved and work hard
Sistem Analog vs. Digital
Sistem Analog/Digital memroses sinyal-2 bervariasi dengan waktu yang
memiliki nilai-2 kontinyu/ 2phase diskrit values.
vs.
High
Low
NILAI 2-phase diksrit (Boolean,binary):

tinggi/rendah (high/low), benar/salah (true/false), atau 1/0.
Komputer-2 digital:

komputasi melalui representasi logika guna menyelesaikan tugas-2 (tasks)
Berbagai contoh sistem digital saat ini (sebelumnya sistem analog):




Audio recording (CDs, DAT, mp3)
Phone system switching
Automobile engine control
Movie effects, still and video cameras….
Keuntungan Sistem Digital dibandingkan
Sistem Analog
Reproduksibiltas akan hasil-hasil (results) dan akurat
lebih reliable (noisenya lebih rendah, akibat imunitas yang lebih baik thp
noise)
Mudah di desain: tidak perlu kemampuan matematik khusus untuk
memvisualisasikan sifat-2 rangkaian digital yang kecil
Fleksibilitas dan fungsionalitas
Programmability
Speed: sebug IC complete complex digital dapat memproduksi sebuah
keluaran lebih kecil dari 2 nano detik (2 ns atau 2x10-9 seconds)
Economy: Biaya IC sanga rendah (akibat pengulangan dan produksi
massal dari integrasi jutaan elemen logika digital pada sebuah chip
miniatur tunggal
Apa sebenarnya logika digital ?
Menggunakan kombinasi-2 biner BENAR & SALAH u/ menyerupai
cara ketika kita menyelesaikan masalah – sehingga biasa disebut
logika-logika kombinasional
Kita dapat menggunakan langkah-2 berpikir logis dan/atau
keputusan-2 masa
lalu (yaitu memory) u/ menyelesaikan masalah –
Combinational
outputs (terurut)
sehingga biasa disebut
logika-logika Memory
sekuensial
outputs
Combinational
logic
External inputs
Memory
elements
Berbagai Representasi Logika
Digital
Tabel kebenaran (Truth tables) ()
Ekspresi-2 Boolean ()
Digram gerbang logika (Logic gate diagrams) ()
Diagram level transistor
Diagram penempatan bagian (parts placement
diagrams) ()
High level description languages (VHDL)
(): fokus kuliah ini
Represntasi Logika Digital
Aljabar Switching:

Elemen-2: {0,1}

Operator-operator: { · , + , ‘ , … }
Tergantung pd teknologi
fabrikasi technology - Vcc
dapat 5v atau 3V
Kadang
dinyatakan dgn X,
~X or ¬X
Representasi: tabel kebenaran &
ekspresi Boolean
Tabel kebenaran: menyediakan suatu daftar
setiap kombinasi yang mungkin dari masukan-2
biner pada sebuah rangkaian digital dan
keluaran-2 yang terkait.
Ekspresi Boolean: mengekspresikan logika
pada sebuah format fungsional
contoh: Multiplexer


Z = S A + S  B
S menetukan apakah keluaran Z sama dengan
masukan A atau B A
Z
B
S
9
Representasi: diagram gerbang
logika
Contoh: multiplekser

Z = S A + S  B
S’· A
A
S
Z
S’· A + S · B
B
A
B
S·B
2:1 MUX
S
Z
Dpt digunakan u/
Rangkaian yg
lebih besar
Representasi: diagram lever
transistor
Contoh: multiplekser

Z = S A + S  B
# gerbang/transistor
(fan-out) yg dapat diatur
Tergantung pada ukuran & #
dari pengatur transistor
(fan-in)
Representasi: diagram peletakan
bagian-2
Bagian-2: real world hardware yang merealisasi logika-2
digital logics
Keluarga Transistor-transistor logic (TTL) 74LS dari IC
digital memproduksi dua level tegangan:


< 0.5V merepresentasikan tegangan rendah (low / L (0))
> 2.7V merepresentasikan tegangan tinggi (high/ H (1))
Diagran penempatab bagian:


Bagian-2 dikoneksi via kabel
Kemudian rangkain-2 di- debug
Contoh TTL IC: Inverter
A
A'
A
A'
A A'
Vcc
14
13
12
11
10
9
8
0
1
1
0
Tabel kebenaran
1
2
3
4
5
6
7
Ground
TTL 74LS family 74LS04 Hex Inverter IC Package
Contoh TTL IC: Gerbang AND
A
A·B
B
Vcc
14
13
12
11
10
9
8
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
A·B
0
0
0
1
Tabel kebenaran
1
2
3
4
5
6
7
Ground
TTL 74LS family 74LS08 Quad 2-input AND Gate IC Package
Contoh TTL IC: gerbang OR
A
B
A+B
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
A+B
0
1
1
1
Tabel kebenaran
TTL 74LS family 74LS08 Quad 2-input OR Gate IC Package
Contoh TTL IC: Gerbang NAND
A
B
(A·B)'

A
(A·B)'
B
Gerbang NAND  self-sufficient: dapat membangun setiap rangk. Logika
manapun, termasuk AND/OR/NOT.
x
x'
Contoh: implementasi NOT menggunakan NAND
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
(A·B)'
1
1
1
0
Tabel kebenaran
TTL 74LS family 74LS00 Quad 2-input NAND Gate IC Package
Contoh TTL IC: Gerbang NOR
A
B
(A+B)'

A
(A+B)'
B
Gerbang NOR juga self-sufficient.
Pertanyaan: Bagaimana membangun gerbang NOT dengan
menggunakan NOR?
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
(A+B)'
1
0
0
0
Tabel kebenaran
TTL 74LS family 74LS02 Quad 2-input NOR Gate IC Package
Contoh TTL IC: Gerbang XOR
A  B = A B’ + A’ B
A
AB
B
Vcc
14
13
12
11
10
9
8
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
AB
0
1
1
0
Tabel kebenaran
1
2
3
4
5
6
7
Ground
TTL 74LS family 74LS86 Quad 2-input XOR Gate IC Package
Rangkaian u/ menentukan
gerbang AND
Vcc
Vcc
Vcc
750 ohm
750 ohm
750 ohm
LED
U1A
S1
U2A
1
3
1
2
2
S2
Va
Vb
74LS08
Vf
74LS04
D1
LATIHAN
Download student version PSPICE dari
http://www.orcad.com, dan gambarkan sebuah diagram
gerbang logika spt tampak dibawah ini.
Tuliskan ekspresi Boolean dari F.
X
Y
Z
F