RANGKAIAN GERBANG LOGIKA

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI............................................................................................................ 1
BAB I
Pendahuluan ................................................................................................. 2
a. Latar Belakang....................................................................................................................4
b. Perumusan Masalah........................................................................................................4
c. Deskripsi Tentang Materi Praktek.................................................................................5
i. Gerbang logika.................................................................................................................5
ii. Rangkaian Terpadu (IC) Untuk Gerbang –Gerbang........................................................6
BAB II........................................................................................................... TEORI
2.1. Rangkaian Dasar Gerbang Logika ........................................................... 7
2.1.1. Gerbang Not (Not Gate)............................................................................................7
2.1.2. Gerbang And (And Gate)...........................................................................................7
2.1.3. Gerbang Or (Or Gate)................................................................................................8
2.1.4. Gerbang NAND...........................................................................................................8
2.1.5. Gerbang NOR..............................................................................................................9
2.1.6. Gerbang X-OR............................................................................................................9
2.1.7. Gerbang X-NOR.........................................................................................................9
Contoh Penerapan Gerbang Logika.................................................................................10
2.2. RANGKAIAN GERBANG KOMBINASI....................................................................11
2.2.1. PERANCANGAN RANGKAIAN KOMBINASI..................................................12
2.3. Implementasi Rangkaian Gerbang Logika Dengan Gerbang Nand...........................14
2.3.1. Gerbang NAND (NOT And)....................................................................................14
2.4. Decoder.............................................................................................................................16

1
Created by Sa’duddin

BAB III Langkah – Langkah Kegiatan
3.1. langkah kegiatan I...........................................................................................................17
3.1.1. Instalasi Electronic Workbench..............................................................................17
3.1.2. Pengenalan Program Electronich Workbench Dan Penggunaan Nya................20
3.2. Langkah Kegiatan II Kombinasi Gerbang Logika........................................................28
3.3. Langkah Kegiatan III Implementasi Gernbang NAND................................................32
3.4. Langkah Kegiatan IV DECODER..................................................................................37
3.4.1. Rangkaian Gerbang Nand dari Decoder................................................................38

DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................42

2

BAB I
PENDAHULUAN

“Pada jaman sekarang ini, teknologi berkembang sangat pesat. Bermacam – macam alat
dihasilkan Sekarang, hampir semua peralatan yang bekerja dengan tegangan listrik sudah
menggunakan rangkaian digital. Saat ini rangkaian elektronika digital sudah bukan barang asing
lagi. Rangkaian digital sudah ada di mana-mana dan bersinergi dengan rangkaian elektronika
analog untuk membentuk rangkaian-rangkaian elektronika yang lebih cermat, cepat, dan tepat
sasaran Sebenarnya, sebuah rangkaian digital tidak harus selalu berupa rangkaian rumit dengan
banyak komponen kecil seperti yang kita lihat di dalam komputer, handphone, ataupun
kalkulator. Sebuah rangkaian dengan kerja sederhana yang menerapkan prinsip-prinsip digital,
juga merupakan sebuah rangkaian digital. Contoh rangkaian digital sederhana adalah rangkaian
pengaman yang ditambahkan pada rangkaian kunci kontak sepeda motor atau mobil. Pada
rangkaian pengaman terdapat kontak (berupa relay atau transistor) yang aktivitasnya dikontrol
oleh pemilik sepeda motor. Kontak pengaman ini harus dihubungkan seri dengan rangkaian
kunci kontak. Akibatnya, walau kunci kontak terhubung, sepeda motor tidak dapat distarter jika
kontak pengaman ini masih terbuka. Cara ini cukup manjur untuk menghindari pencurian sepeda
motor.
Gerbang (gate) dalam rangkaian logika merupakan fungsi yang menggambarkan
hubungan antara masukan dan keluaran. Untuk menyatakan gerbang-gerbang tersebut biasanya
digunakan simbol-simbol tertentu. Ada beberapa standar penggambaran simbol. Salah satu
standar simbol yang populer adalah MIL-STD-806B yang dikeluarkan oleh Departemen
Pertahanan Amerika Serikat untuk keperluan umum pada bulan Februari 1962. Untuk
menunjukkan prinsip kerja tiap gerbang (atau rangkaian logika yang lebih kompleks) dapat
digunakan beberapa cara. Cara yang umum dipakai antara lain adalah tabel kebenaran (truth
table) dan diagram waktu (timing diagram). Karena merupakan rangkaian digital, tentu saja level
kondisi 2 yang ada dalam tabel atau diagram waktu hanya dua macam, yaitu logika 0 (low, atau
hight) dan logika 1 (atau False, atau true). Kondisi lain yang mungkin ada adalah kondisi X
(level bebas, bisa logika 1 atau 0), dan kondisi high impedance (impedansi tinggi). Kondisi X
biasanya ada di masukan gerbang dan menyatakan bahwa apa pun logika masukannya (logika 0
atau 1) tidak akan mempengaruhi logika keluaran yang dihasilkan. (Hodges D. , Jacson, Nasution S).”

3

“Kondisi impedansi tinggi pada suatu titik (point) menunjukkan titik yang bersangkutan
diisolasi dari rangkaian lain, sehingga tidak ada logika yang akan mempengaruhi titik tersebut
gerbang dan rangkaian logika juga dapat diimplementasikan dalam bentuk rangkaian dioda,
transistor, ataupun rangkaian terpadu yang disebut integrated circuit (IC). Dengan semakin
majunya teknologi pembuatan komponen mikro-elektronika, perkembangan komponen IC untuk
rangkaian digital menjadi pesat. IC logika jenis TTL (Transistor- Transistor Logic) dan CMOS
(Complementary Metal Oxide Semiconductor) cukup populer di kalangan masyarakat
penggemar elektronika. Walaupun sudah mulai berkurang, jenis IC tersebut masih banyak
digunakan hingga saat ini.
Dalam mengimplementasikan rangkaian digital, kita juga dapat mengunakan Electronics
Workbench (EWB) diteliti untuk diaplikasikan sebagai program simulasi bagi alat-alat elektronik
yang dirancang. Dalam hal ini diteliti mengenai seberapa akurat respons yang diperoleh dari
simulasi EWB dibandingkan dengan respons dari beberapa alat elektronik real dan juga seberapa
banyak jenis alat elektronik yang dapat disimulasikan atau seberapa banyak jenis komponen atau
rangkaian terintegrasi yang terdapat dalam EWB. Aplikasi EWB ini diharapkan dapat
menjembatani kesenjangan antara teori dan praktek seperti disebut di atas. Biasanya pada suatu
karya tulis ilmiah mengenai perancangan dan penganalisaan suatu alat elektronik hanyalah
didasarkan pada studi literatur dan tidak melalui suatu pembuktian praktis. Pembuktian dengan
komponen-komponen dan rangkaian-rangkaian terintegrasi fisik selain membutuhkan biaya
pengadaan yang tinggi (untuk jenis dan jumlah besar), juga sering terjadi kerusakan pada
komponen-komponen fisik tersebut. Penggunaan EWB dapat mengatasi kelemahan-kelemahan
perangkat keras di atas dan membangkitkan kepercayaan diri para mahasiswa bahwa alat
elektronik yang dirancang dapat bekerja seperti yang dikehendaki.
Penelitian ini dibatasi dengan menguji coba alat elektronik analog, yang dirancang dan
dianalisa oleh mahasiswa Jurusan Teknik Elektro untuk mata ajaran Analisa dan Perancangan.
Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki keakuratan respons yang diperoleh dari simulasi EWB
dibandingkan dengan respons secara fisik dan teoritis dari alat elektronik yang dipilih, yakni
suatu alat elektronik analog dan berapa banyak jenis komponen atau rangkaian terintegrasi yang
terdapat dalam EWB Transmitter vibrasi adalah alat yang dapat mengukur level dan komponen
frekuensi dari vibrasi mesin secara elektronik serta dapat mengirimkan data-data itu ke ruang
pemantauan sejauh 100 m dari alat tersebut. Transmitter vibrasi ini menggunakan suatu

4

transduser vibrasi yang disebut akselerometer piezoelektrik / AP (piezoelectric accelerometer)
dan terdiri dari penguat depan muatan, penguat instrumentasi, penguat tegangan tak membalik
dua tingkat, filter lolos bawah, filter lolos pita, dan pengubah tegangan ke arus. Dengan software
tersebut, kita dapat merancang dan menyimulasi rangkaian di komputer PC, Perancangan
rangkaian dapat kita lakukan dengan cara skematis, yang menggunakan simbol-simbol layaknya
menggambar rangkaian digital di kertas. Atau dengan bahasa VHDL (Visual Hardware
Description Language) dan Verilog yang lebih sulit.”. (Boylestad, Robert dan Louis Nashelsky)

1.1. Latar Belakang
“Gerbang yang diterjemahkan dari istilah asing gate, adalah elemen dasar dari semua
rangkaian yang menggunakan sistem digital. Boleh jadi mereka mengena l istilah pencacah
(counter), multiplekser ataupun encoder dan decoder dalam teknik digital, tetapi adakalanya
mereka tidak tahu dari apa dan bagaimana alat-alat tersebut dibentuk. Ini dikarenakan oleh
mudahnya mendapatkan fungsi tersebut dalam bentuk satu serpih IC (Integrated Circuit). Bagi
yang telah mengetahui dari apa dan bagaimana suatu fungsi digital seperti halnya pencacah
dibentuk hal ini tak akan menjadi masalah, namun bagi pemula dan autodidak yang terbiasa
menggunakan serpih IC berdasarkan penggunaannya akan menjadi memiliki pendapat yang salah
mengenai teknik digital. Untuk itulah artikel berikut yang ditujukan bagi pemula ditulis. 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”. (Hodges D. , Jacson, Nasution S).”

1.2. Perumusan Masalah
Permasalahan yang dibahas dalam makalah ini adalah mempelajari dan memahami
tentang gerbang logika AND, NOT, OR dan NAND dengan menggunakan program Electronics
Workbench (EWB) kemudian merealisasikannya dengan membangun sendiri sebuah
premasalahan mengunakan gerbang NOT OR dan matrik AND. Dimana sebagai implementasi
gerbang NAND dan di lanjutkan dengan menggunakan IC dan penerapan Dekoder.

5

1.3. Deskripsi Tentang Materi Praktek
1.3.1. Gerbang Logika
“Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan
matematika boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal
keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan
dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-
komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay). Logika merupakan dasar
dari semua penalaran (reasoning). Untuk menyatukan beberapa logika, kita membutuhkan
operator logika dan untuk membuktikan kebenaran dari logika, kita dapat menggunakan tabel
kebenaran. Tabel kebenaran menampilkan hubungan antara nilai kebenaran dari proposisi
atomik. Dengan tabel kebenaran, suatu persamaan logika ataupun proposisi bisa dicari nilai
kebenarannya. Tabel kebenaran pasti mempunyai banyak aplikasi yang dapat diterapkan
karena mempunyai fungsi tersebut. Salah satu dari aplikasi tersebut yaitu dengan menggunakan
tabel kebenaran kita dapat mendesain suatu rangkaian logika. Dalam makalah ini akan
dijelaskan bagaimana peran dan kegunaan tabel kebenaran dalam proses pendesainan suatu
rangkaian logika.
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 digital
apa 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).” (Sendra, Smith, Keneth C)

6

1.3.2. Rangkaian Terpadu (IC) Untuk Gerbang -Gerbang Dasar
“Setelah mengenal gerbang-gerbang dasar yang digunakan dalam teknik digital, bagi para
pemula mengkin saja timbul pertanyaan dimana gerbang-gerbang ini dapat diperoleh? Jawabannya
mudah sekali, karena gerbang- gerbang ini telah dijual secara luas dipasaran dalam IC tunggal
(single chip). Yang perlu diperhatikan sekarang adalah dari jenis apa dan bagaimana penggunaan
dari kaki-kaki IC yang telah didapat. Sebenarnya informasi dari IC-IC yang ada dapat dengan
mudah ditemukan dalam buku data sheet IC yang sekarang ini banyak dijual. Namun sedikit contoh
berikut mungkin akan me mpermudah pencarian. Berikut adalah keterangan mengenai IC-IC yang
mengandung gerbang-gerbang logika dasar yang dengan mudah dapat dijumpai dipasaran.
Catatan:
• Ada dua golongan besar IC yang umum digunakan yaitu TTL dan CMOS.
• IC dari jenis TTL memiliki mutu yang relatif lebih baik daripada CMOS dalam hal daya yang
dibutuhkan dan kekebalannya akan desah.
• IC TTL membutuhkan catu tegangan sebesar 5 V sedangkan CMOS dapat diberi catu
tegangan mulai 8 V sampai 15 V. Hali ini harus diingat benar-benar karena kesalahan
pemberian catu akan merusakkan IC.
• Karena adanya perbedaan tegangan catu maka tingkat tegangan logika juga akan berbeda.
Untuk TTL logika satu diwakili oleh tegangan sebesar maksimal 5 V sedangkan untuk
CMOS diwakili oleh tegangan yang maksimalnya sebesar catu yang diberikan, bila catu yang
diberikan adalah 15 V maka logika satu akan diwakili oleh tegangan maksimal sebesar 15 V.
Logika pada TTL dan CMOS adalah suatu tegangan yang harganya mendekati nol.
• Untuk TTL nama IC yang biasanya terdiri atas susunan angka dimulai dengan angka 74 atau
54 sedangkan untuk CMOS angka ini diawali dengan 40.”( Ian Robertson Sinclair, Suryawan)

7

BAB II
TEORI

2.1. RANGKAIAN DASAR GERBANG LOGIKA
2.1.1. Gerbang Not (Not Gate)
“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.

2.1.2. GERBANG AND (AND GATE)
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.

8

2.1.3. GERBANG OR (OR GATE)
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.

2.1.4. 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.

9

2.1.5. 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.

2.1.6. 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.

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

10

CONTOH PENERAPAN GERBANG LOGIKA

Contoh1: F = A + B.C

Gambar1: Rangkain gerbang logika.

Contoh2: F = A’ + B’.C’

Gambar2 Rangkain gerbang logika.”

(David Bucchlah, Wayne McLahan,)

11

2.2. RANGKAIAN GERBANG KOMBINASI

“Semua rangkaian logika dapat digolongkan atas dua jenis, yaitu rangkaian kombinasi
(combinational circuit) dan rangkaian berurut (sequential circuit). Perbedaan kedua jenis
rangkaian ini terletak pada sifat keluarannya. Keluaran suatu rangkaian kombinasi setiap saat
hanya ditentukan oleh masukan yang diberikan saat itu. Keluaran rangkaian berurut pada setiap
saat, selain ditentukan oleh masukannya saat itu, juga ditentukan oleh keadaan keluaran saat
sebelumnya, jadi juga oleh masukan sebelumnya. Jadi, rangkaian berurut tetap mengingat
keluaran sebelumnya dan dikatakan bahwa rangkaian ini mempunyai ingatan (memory).
Kemampuan mengingat pada rangkaian berurut ini diperoleh dengan memberikan tundaan waktu
pada lintasan balik (umpan balik) dari keluaran ke masukan. Secara diagram blok, kedua jenis
rangkaian logika ini dapat digambarkan seperti pada Gambar 1.” (Albert Paul Malvino, Ph.D.)

Gambar 3. Model Umum Rangkaian Logika
(a) Rangkaian Kombinasi
(b) Rangkaian Berurut

12

2.2.1. PERANCANGAN RANGKAIAN KOMBINASI

“Rangkaian kombinasi mempunyai komponen-komponen masukan, rangkaian logika,
dan keluaran, tanpa umpan balik. Persoalan yang dihadapi dalam perancangan (design) suatu
rangkaian kombinasi adalah memperoleh fungsi Boole beserta diagram rangkaiannya dalam
bentuk susunan gerbang-gerbang. Seperti telah diterangkan sebelumnya, fungsi Boole
merupakan hubungan aljabar antara masukan dan keluaran yang diinginkan. Langkah pertama
dalam merancang setiap rangkaian logika adalah menentukan apa yang hendak direalisasikan
oleh rangkaian itu yang biasanya dalam bentuk uraian kata-kata (verbal). Berdasarkan uraian
kebutuhan ini ditetapkan jumlah masukan yang dibutuhkan serta jumlah keluaran yang akan
dihasilkan. Masing-masing masukan dan keluaran diberi nama simbolis. Dengan membuat tabel
kebenaran yang menyatakan hubungan masukan dan keluaran yang diinginkan, maka keluaran
sebagai fungsi masukan dapat dirumuskan dan disederhanakan dengan cara-cara yang telah
diuraikan dalam bab-bab sebelumnya.
Berdasarkan persamaan yang diperoleh ini, yang merupakan fungsi Boole dari pada
rangkaian yang dicari, dapat digambarkan diagram rangkaian logikanya Ada kalanya fungsi
Boole yang sudah disederhanakan tersebut masih harus diubah untuk memenuhi kendala yang
ada seperti jumlah gerbang dan jenisnya yang tersedia, jumlah masukan setiap gerbang, waktu
perambatan melalui keseluruhan gerbang (tundaan waktu), interkoneksi antar bagian-bagian
rangkaian, dan kemampuan setiap gerbang untuk mencatu (drive) gerbang berikutnya. Harga
rangkaian logika umumnya dihitung menurut cacah gerbang dan cacah masukan keseluruhannya.
Ini berkaitan dengan cacah gerbang yang dikemas dalam setiap kemasan.
Gerbang-gerbang logika yang tersedia di pasaran pada umumnya dibuat dengan teknologi
rangkaian terpadu (Integrated Circuit, IC). Pemaduan (integrasi) gerbang-gerbang dasar seperti
NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR pada umumnya dibuat dalam skala kecil (Small Scale
Integration, SSI) yang mengandung 2 sampai 6 gerbang dalam setiap kemasan. Kemasan yang
paling banyak digunakan dalam rangkaian logika sederhana berbentuk DIP (Dual- In-line
Package), yaitu kemasan dengan pen-pen hubungan ke luar disusun dalam dua baris sejajar.
Kemasan gerbang-gerbang dasar umunya mempunyai 14-16 pen, termasuk pen untuk catu daya

13

positif dan nol (Vcc dan Ground). Setiap gerbang dengan 2 masukan membutuhkan 3 pen (1 pen
untuk keluaran) sedangkan gerbang 3 masukan dibutuhkan 4 pen. Karena itu, satu kemasan 14
pen dapat menampung hanya 4 gerbang 2 masukan atau 3 gerbang 3 masukan.
Dalam praktek kita sering terpaksa menggunakan gerbang-gerbang yang tersedia di
pasaran yang kadang-kadang berbeda dengan kebutuhan rancangan kita. Gerbang yang paling
banyak tersedia di pasaran adalah gerbang-gerbang dengan 2 atau 3 masukan. Umpamanya,
dalam rancangan kita membutuhkan gerbang dengan 4 atau 5 masukan dan kita akan mengalami
kesulitan memperoleh gerbang seperti itu. Karena itu kita harus mengubah rancangan sedemikian
sehingga rancangan itu dapat direalisasikan dengan gerbang-gerbang dengan 2 atau 3 masukan.
Kemampuan pencatuan daya masing-masing gerbang juga membutuhkan perhatian. Setiap
gerbang mampu mencatu hanya sejumlah tertentu gerbang lain di keluarannya (disebut sebagai
fan-out). Ini berhubungan dengan kemampuan setiap gerbang dalam menyerap dan mencatu arus
listrik. Dalam perancangan harus kita yakinkan bahwa tidak ada gerbang yang harus mencatu
terlalu banyak gerbang lain di keluarannya. Ini sering membutuhkan modifikasi rangakaian
realisasi yang berbeda dari rancangan semula. Mengenai karakteristik elektronik gerbang-
gerbang logika dibahas dalam Lampiran A.” (Albert Paul Malvino, Ph.D.)

14

2.3. IMPLEMENTASI RANGKAIAN GERBANG LOGIKA DENGAN GERBANG NAND
2.3.1. Gerbang NAND (NOT And)
“Gerbang NAND dan NOR merupakan gerbanguniversal, artinya hanya dengan
menggunakan jenisgerbang NAND saja atau NOR sajadapat menggantikan fungsi dari 3 gerbang
dasar yang lain (AND, OR, NOT). Multilevel, artinya: denganmengimplementasikan gerbang
NAND atau NOR, akan ada banyak level / tingkatan mulai dari sisitem input sampai kesisi
output. Keuntungan pemakaian NAND saja atau NOR saja dalam sebuah rangkaian digital
adalah dapat mengoptimalkan pemakaian seluruh gerbang yang terdapat dalam sebuah IC,
sehingga menghemat biaya
Gerbang NAND adalah pengembangan dari gerbang AND. Gerbang ini sebenarnya adalah
gerbang AND yang pada outputnya dipasang gerbang NOT. Gerbang yang paling sering digunakan
untuk membentuk rangkaian kombinasi adalah gerbang NAND dan NOR, dibanding dengan AND
dan OR. Dari sisi aplikasi perangkat luar, gerbang NAND dan NOR lebih umum sehingga gerbang-
gerbang tersebut dikenal sebagai gerbang yang “universal”. Gerbang-gerbang NOT, AND dan OR
dapat di-substitusi ke dalam bentuk NAND saja, dengan hubungan seperti gambar 2.

Gambar 4. Substitusi Beberapa Gerbang Dasar Menjadi NAND

15

Rangkaian Asal Rangkaian Dengan NAND saja
Gambar 5, impelemtasi Gergang NAND

Untuk mendapatkan persamaan dengan menggunakan NAND saja, maka persamaan asal
harus dimodifikasi sedemikian rupa, sehingga hasil akhir yang didapatkan adalah persamaan dengan
NAND saja. Gerbang NAND sangat banyak di pakai dalam computer modern dan mengeti
pemakaiannya sangat berharga bagi kita, untuk merancang jaringan gerbang NAND ke NAND,
gunakan prosedur tabel kombinasi untuk ungkapan jumlah hasil kali,
Dalam perancangan logika, gerbang logika siskrit tidak selalu digunakan ttapi biasanya beisi
banyak gerbang, karena itu, biasanya lebih disukai untuk memanfaatkan satu jenis gerbang, dan
bukan campuran beberapa gerbang untuk alasan ini konversi gerbang digunakan untuk menyatukan
suatu fungsi gerbang tertentu dengan cara mengombinasikan beberapa gerbang yang bertipe sama,
suatu misal implementasi gerbang NAND ke dalam gerbang NO, gerbang AND dan gerbang OR (Kf
Ibrahim, “Tehnik Digital”)
Pertimbangan lain nya dalam impelemtasi fungis boole berkaitan dengan jenis gate yang
digunakan, seringkali di rasakan perlu nya untuk mengimplimentasikan fungsi boole dengan hanya
menggunakan gate-gate NAND saja, walaupun mungkin tidak merupakan implementasi gate
minimum, teknik tersebut memiliki keuntungan dan keteraturan yang dapat menyederhanakan proses
pembuatan nya di pabrik. (wiliam steling).

16

2.4. Decoder
“Decoder adalah suatu rangkaian logika kombinasional yang mampu mengubah masukan kode
biner n-bit ke m-saluran keluaran sedemikian rupa sehingga setiap saluran keluaran hanya satu
yang akan aktif dari beberapa kemungkinan kombinasi masukan. Gambar 2.14 memperlihatkan
diagram dari decoder dengan masukam n = 2 dan keluaran m = 4 ( decoder 2 ke 4). Setiap n
masukan dapat berisi logika 1 atau 0, ada 2N kemungkinan kombinasi dari masukan atau kode-
kode. Untuk setiap kombinasi masukan ini hanya satu dari m keluaran yang akan aktif (berlogika
1), sedangkan keluaran yang lain adalah berlogika 0. Beberapa decoder didisain untuk
menghasilkan keluaran low pada keadan aktif, dimana hanya keluaran low yang dipilih akan
aktif sementara keluaran yang lain adalah berlogika 1. Dari keadaaan aktif keluaranya, decoder
dapat dibedakan atas “non inverted output” dan “inverted output”. (David Bucchlah, Wayne
McLahan)

17

BAB III

Langkah-langkah kegiatan

3.1. langkah kegiatan I
3.1.1. Instalasi Electronic Workbench
Pada praktikum ini kita akan menggunakan sofewere Elektronik Workbench atau EWB
adalah softwere yang digunakan dalam praktek system digital yang diberikan oleh dosen. Cara
penggunan dan penginstalannya sangatlah mudah, sebelum kita beranjak lebih lanjut terlebih
dahulu kita akan membahas bagaimana cara penginstalan sofewer tersebut, berikut proses
pengistalan nya:
Langkah pertama adalah copy atau download master electronics workbench dan cari tempat
folder nya seperti gambar di bawah ini

Gambar 6, Pencarian Folder Master

Dari gambar di atas kita dapat meliaht pencarian folder electronics workbench, kebetulan
folder tersebut berada pada parisi F (MASTER), setelah di temukan maka klik folder
tersebut dan klik dua kali pada tulisan SETUP, untuk memulai proses instalasi. Berikut
gambar setelah di klik dua kali atau di RUN.

18

Gambar 7, Proses Instalasi EWB

Gambar di atas adalah tampilan awal untuk proses instalasi dan pengenalan pembuatan
sofwere tersebut, untuk melanjutkan proses intsatalasi klik next untuk melanjutkan dan pilih
cancel utnuk membatalkan proses instalasi. Setelah itu maka akan muncul gambar seperti di
bawah ini.

Gamar 8, Penetuan directory yang digunakan
Gambar diatas menjelaskan pemilihan directory mana tempat di simpan electronic
workbench tersebut, pada gambar di atas kita akan menyimpan nya di directory C: apabila
ingin mengubah directori yang di ingin kan maka plih Brose untuk memilih direcotory dan

19

pilih Next untuk melanjutkan proses instalasi. Maka akan muncul gambar seperti di bawah
ini:

Gambar 9, Pentuan Shortcuts
Gambar di atas adalah kompirmasi penambahan shortcuts pada folder program, pilih
Next untuk melanjutkan proses instalasi.

Gambar 10, proses instalasi

20

Gambar di atas adalah konfirmasi untuk melanjutkan proses instalasi pilih Next
untuk melanjutkan, maka akan mucul gambar kedua proses pengkopyan data ke directoty
C: dan pilih pinish untuk mengahiri porses instalasi.

3.1.2. Pengenalan Program Electronich Workbench Dan Penggunaan Nya
Disini akan dijelaskan langkah-langkah kerja dari awal dan juga sedikit penjelasan
mengenai alat bantu yang dapat digunakan dalam Electronics Workbench(EWB). Yang pertama
kita menyiapkan rumusan rangkaian logika yang akan kita buat,misalnya.
F = B A' + A ( B'C' + B C )
Kita mulai langkah awal dari proses pengaksesan EWB dari start menu, Dengan cara :
Klik START > All Programs > pilih dan klik Program Elektronics Workbench, seperti pada
gambar dibawah ini .

Gambar 11, Cara Membuka WEB

Gambar1 : Cara mengakses Program Elektonics Workbench

Dari gambar di atas adalah tampilan bagaimana cara mengakses pemilihan program dari
Elektronics Workbench, setelah mengklik atau Enter maka akan muncul tampilan sebagai
berikut:

21

Gambar12 : Tampilan Awal Electronics Workbench

Gambar di atasa adalah tampilan awal dari elektronik workbench, gambar putih adalah area
untuk bekerja dan gambar yang ada pada samping kanan adalah power on / off . Kemudian alat-
alat bantu yang dapat digunakan antara lain dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar13: Tools-tools yang dapat digunakan

Dapat dilihat pada gambar diatas beberapa alat bantu yang digunakan diantaranya:
1. Sources
2. Logic gates
3. Miscellaneous

22

4. Indicators
5. Basic
6. Instruments

Dari alat – alat di atas kita dapat menggunakan nya untuk merancang berbagai macam
rangkaian logika dan mempermudah proses kerja adapun langkah awal yang bisa dilakukan di
mulai sproses pembuatan rangkaian sederhana yang telah kita buat rumusannya diatas.
Langkah awal yang kita lakukan adalah membuat rumusan rangkaian logika,dengan langkah
sebagai berikut.

F = B A' + A ( B'C' + B C )

Gambar14: Tool Miscellaneous Gambar15: Membuat rumus rangkaian
logika

Hurup A yang bertulis merah adalah untuk membuat teks pada lembar kerja dan aka muncul
seperti gambar di samping, setelah kalimat di tuliskan maka klik OK.
Kemudian dilanjutkan dengan meng-klik tools SOURCH dan pilih Vcc untuk memulai
pembuatan rangkaian logika. Caranya hanya dengan mendrag and drop Vcc ke area yang di
inginkan. VCC di sini adalah sebagai arus tegangan Listrik yang di inputkan.

Gambar 16: Memualai pembuatan rangkaian logika

Untuk langkah selanjutnya yaitu menaruh switch pada rangkaian,pilih tool basic
kemudian sama seperti langkah sebelumnya drag and drop ke area kerja.

23

Gambar 17: Peletakan Swith

Di sini fungsi swith adalah sebagai penetu / saklar untuk inputan apakah posisi inputan
nya 1 atau 0. Untuk mengganti [Space] pada switch, double click pada switch yang ingin diubah
namanya,contohnya seperti gambar dibawah ini.

Gambar 18: Memberi nama pada Inputan

Tampilan perubahan nama akan menjadi seperti gambar dibawah ini.

Gambar 19: Inputan sudah memiliki nama masing – masing

24

Langkah selanjutnya adalah membuat gerbang logika sesuai dengan rumusan yang telah dibuat.
Caranya Klik tool Logic Gate dan pilih gerbang yang dibutuhkan, dapat dilihat hasilnya seperti
gambar dibawah ini.

Gambar 20: Gerbang/rangkaian logika sesuai rumus

Gambar di atas adalah rangakaina Logika dengan masalah F = B A' + A ( B'C' + B C )
rangkaian di atas menggunakan 3 model gerbang yaitu gerbang NOT, AND dan Gerbang OR
Langkah berikutnya adalah menambahkan balon/lampu untuk membuktikan apakah hubungan
antara gerbang – gerbang tersambung dan menghasilkan konstante “1”Berikutnya
adalah memberi nilai Swith [A] yaitu konstante “1”, memulainya dengan meng-klik ON atau
START simulation. Pada gambar berikut:

25

Gambar22: Inputan [A] diberi nilai “1”

Gambar di atas adalah inputan pada A bernilai 1 cara nya dengan menekan tombol A
pada Keyboard maka secara otomatis inputan akan berupah apakah bernilai 1 / 0. Gambar di atas
menjelaskan posisi lampu menyala di karenakan kombinasi gerbang NOT, AND dan OR.

Gambar23: Inputan [B] diberi nilai “1”

Gambar di atas adalah pada inputan B bernilai nol dan lampu nyapun menyala karna dari
hasil kombinasi mengeluarkan output 1 Selanjutnya memberi nilai pada Swith [C] dengan
konstante “1” . cara nya pun dengan menekan tombol C pada keyboard.

26

Gambar24: Inputan [C] diberi nilai “1”

Gambar di atas menjelaskan inputan pada C itu bernilai 0 dan lampu nya tidak menya
karna hasil output nya 0 sehingga lampu tidak menyala

Selanjutnya memberi nilai pada Swith [A] dan [B] dengan konstante “1” .

Gambar25: Inputan [A] dan [B] diberi nilai “1”

Selanjutnya memberi nilai pada Swith [A] dan [C] dengan konstante “1”]

Gambar26: Inputan[A] dan [C] diberi nilai “1”

27

Selanjutnya memberi nilai pada Swith [B] dan [C] dengan konstante “1” .

Gambar27: Inputan [B] dan [C] diberi nilai “1”

Selanjutnya memberi nilai pada Swith [A], [B],dan [C] dengan konstante “1” .

Gambar28: Inputan [A], [B] dan [C] diberi nilai “1”

Dari gambar di atas dapat di ketahui imputan seluruh nya adalah bernilai 1 sehingga lampu
menyala. Percobaan antara segmen dengan segmen lain nya untuk membuktikan apakah gerbang
tersebut menyala.

28

3.2. Langkah Kegiatan II Kombinasi Gerbang Logika

Sistem logika biasanya melibatkan lebih dari satu gerbang yang membentuk
asuatukombinasi untuk melakukan suatu fungsi tertentu. Sebangai contoh kombinasi sederhana
dari sebuah gerbang AND dan sebuah gerbang Not yang akan di sajikan pada langkah – langkah
kegiatan yang di gabungkan dengan Rangkaian gerbang OR Kemudaian bagaimana gerbang –
gerbang tersebut akan di terapkan menjadi IC sesuai dengan gerbang – gerbang yang di gunakan.
Pada gambar di bawah ini akan di jelaskan.

Gambar 29. Gerbang logika dan model IC

Dari gambar di atas kita dapat mengetahui model IC gerbang AND dan Gerbang OR dan
Gerbang Not, adapun dari gambar di atas dapat di jelaskan sebagai berikut :
1. Macam – macam gerbang (logic gate)

29

2. Pilihan IC gerbang
3. VCC yang ada pada IC ( tempat di sambungkan nya Power atau catu daya )
4. A dan B adalah Inputan
5. Y adalah Output dari Inputan
6. GND adalah Keluaran sebagai Ground
7. Tipe IC yang di gunakan
8. Model IC yang mana yang akan di gunakan dan berapa Inputan yang akan di gunakan
Dari penjelasand di atas kita dapat merangkai sebuah permasalahan F = B A' + A ( B'C' + B C )

yang akan di ubah menggunakan gerbang Model IC

Gambar 30. Rangkaian Kombinasi Gerbang dengan Model IC

Dari gambar di atas kita dapat mengetahui Rangkaian gerbang dengan model IC, yang
menggunakan Gerbang NOT, OR dan AND, kombinasi gerbang ketiga tersebut di jadikan
sebuah rangkaian IC yang dapat di buktikan pada gambar berikutnya.

30

Gambar 31, Percobaan Dengan tiga inputan

Dari gambar di atas kita dapat melihan bahwa inputan A itu berniai 1 dan imputan B dan
C bernilai 0, jadi output dari inputan A yang benilai 1 adalah lampu menyala dan Pengukuman.
Volt meter berjalan

Gambar 32, inputan C bernilai 1

31

Dari gambar di atas kita dapat melihat bahwa lampu tidak menyala karna dari hasil
kombinasi gerbang di atas mengeluarkan output 0 sehingga lampu tidak menyala, lampu
menyala jika imputan A dan imputan B itu bernilai 1.

Gambar 33, inputan A dan B berniali 1.
Dari kombinasi inputan A dan B bernilai 1 sehingga lampu menyala karna setelah dip roses
output nya bernilai 1, gerbang kombinasi And jika di hubungkan dengan Gerbang OR maka
kombinasi tersebut akan di kalikan.

Gambar 34. Inputan A dan C berniali 1.

32

Gambar 35, inputan A, B dan C bernilai 1

Dari gambar di atas kita dapat melihat bahwa ketiga imputan tersebut adalah bernilai 1
sehingga lampu tersebut menyala, dari semua pecobaan di atas kita dapat memahami bahwa
kombinasi gerbang AND, NOT dan OR itu memiliki outpun yang berpariasi tergantung dengan
rangkaian yang kita buat.

3.3. Langkah Kegiatan III Implementasi Gernbang NAND

Sistem logika biasanya melibatkan lebih dari satu gerbang yang membentuk suatu
kombinasi untuk melakukan suatu fungsi tertentu. Sebangai contoh kombinasi sederhana dari
sebuah gerbang AND dan sebuah gerbang Not yang akan di sajikan pada langkah – langkah
kegiatan yang di gabungkan dengan Rangkaian gerbang OR Kemudaian bagaimana gerbang –
gerbang tersebut akan di terapkan menjadi IC sesuai dengan gerbang – gerbang yang di gunakan.
Pada gambar di bawah ini akan di jelaskan. Bagaimana impelemetasi gerbang NAND
dari kombinasi gerbang AND, OR dan NOT. Suatu contoh permasalah di bawah ini akan di buat
kombinasi gerbang dan implementasi gerbang NAND.

33

Gambar, 36 pemilihan Gerbang atau IC yang digunakan

Dari gambar di atas kita dapat mengetahui bagaimna gambar tersebut menerapkan suatu
pemilihan gerbang yang akan di gunakan dan model IC yang di gunakan, adapun IC itu memiliki
pilihan – pilihan berapa imputan yang akan di gunakan seperti contoh tipe IC 7408 (Quad 2-in
AND) adalah type 2 inputan untuk gerbang AND.

Gambar 37, Rangkaian Kombinasi gerbang dan Model IC

34

Dari gambar di atas kita dapat mengetahui rangkaian kombinasi gerbang logic dan IC
yang belum di masukkan suatu inputan.

Gambar 38, semua Imputan Bernilai 1

Dari gambar di atas kita dapat mengetahui semua inputan di atas itu bernilai 1 dan
lampu nya menyala, ini membuktikan bahwa dari hasil kombinasi di atas itu menghasil kan
output 1. Rankaian di atas itu membutuhkan 3 model gerbang dan ini cukup boros untuk proses
kinerja suatu gerbang yang di rancang, dari itu kita akan menerapkan suatu implementasi
gerbang NAND yang hanya cukup mengguankan 1 gerbang saja, seperti gambar di bawah ini.

35

Gambar 39, implementasi gerbang NAND

Dari gambar di atas kita dapat mengetahui suatu implementasi Gerbang NAND dari
beberapa gerbang yaitu AND, OR dan NOT. Implementasi itu berfungsi untuk mempermudah
dan menghemat gerbang karna penggunaan tiga model gerbang itu lebih boros dari penggunaan
satu model gerbang. Setelah di konversikan hasil nya pun sama seperti yang di jelaskan pada
gambar berikutnya. Dengan adanya model penerapan inpelemtnasi gerbang maka perusahaan
akan mengirit biaya untuk perancangan model IC, dan juga dapat memperkecil suatu desing yang
di gunakan.

36

Gambar 40, implementasi gerbang NAND denga inputan 1

Dari gambar di atas dapat di ketahui bahwa imputan imlementasi gerbang NAND bernilai
1 sehingga outputnya berniai 1. Dari uji coba di atas dapat di ketahui bahwa fungsi dari
kombinasi gerbang AND, OR dan NOT itu sama hasilnya dengan implementasi gerbang NAND.
Jadi dengan mudah di pahami bahwa rangakian NAND adalah gambungan dari gerbang –
gerbang dasar yaitu AND, OR dan NOT.

37

3.4. Langkah Kegiatan IV DECODER

Dalam penjelasan decoder ini, kita tidak akan memulai langkah secara mendetail, kita
cukup hanya dengan menjelaskan bentuk rangkainnya. Pada penjelasan-penjelasan sebelumnya
kita sudah mengerti bagaimana mengakses program EWB tersebut, dan bagaimana pula kita
menggunakan tools yang pernah kita lakukan sebelumnya. Hanya dalam penjelasan ini
diterangakan bagaimana bentuk pengaksesan decoder tersebut.
Dalam hal ini kita akan menyelesaikan sebuah masalah yaitu berikut ini.
diketahui : 8 bit chip => D0-D7
00 - 5F decoder l chip enable=high

00--5F

0101–1111
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
Dimana D5—D0= 0-1

Berdasarkan bentuk persoalan di atas maka kita dapat merancang suatu tabel kebenaran seperti di
bawah ini :

D7 D6 D5 D4 OUT
0 0 0 0 1
0 0 0 1 1
0 0 1 0 1
0 0 1 1 1
0 0 0 0 1
0 0 1 0 1
0 1 0 0 1
0 1 1 0 0
0 0 0 0 1
0 1 0 0 1
1 0 0 0 0
1 1 0 0 0

Berdasarkan table tersebut, gerbang yang cocok untuk output diatas adalah gerbang
NAND. Karena apabila nilai D5 dan D6 bernilail 1 maka rangkain yang terjadi adalah enable
low sedangkan rangkaian yang diminta adalah enable High. Jadi jelaslah table tersebut gerbang

38

NAND karna sifat gerbang ini adalah 1 jika salah satu dan keduanya berniali 0.
Karena jawaban untuk table tersebut sudah ditemukan maka langkah yang kita lakukan adalah
menggabungkan rangkain-rangkaian tersebut. Maka hasil dari rangkain tersebut adalah sebagai
berikut.

3.4.1. Rangkaian Gerbang Nand dari Decoder
Setelah kita mengetahui gerbang apa yang akan di gunakan pada persoalan DECODER
ini maka kita akan mencoba untuk merancang suatu Gerbang logika dengan menggunakan
gerbang NAND untuk membuktikan dari hasil tabel kebenaran di atas,.

Gambar 41, Gerbang Logika

Gambar di atas adalah pengguanaan gerbang NAND dan OR pada persoalan decoder
tersebut dan kita akan mecoba untuk memberikan inputan pada masing variable, terlebih dahulu
pastikan sofwere dalam keadaan menyala untuk menguji suatu permasalahan seperti pada
gambar di bawah ini.

39

Gambar 42, Proses Pengetesan
Gambar diatas adalah ipuntan A, B dan C bernilai 0, tetapi lampu sudah menyala, karna
output yang di hasilkan adalah enable hight. Selanjutnya kita akan mencoba untuk memasukkan
inputan pada gambar berikutnya.

Gambar 43, inputan 1 pada Variabel A

Gambar di atas adalah inputan A berilai 1, pada D5 sehingga lampu masih menyala karna
antara D4 dan D5 itu mengeluarkan output enable HIGHT. Selanjunya kita akan mencoba untuk
memasukkan nilai 1 pada variable B, seperti gambar di bawah ini

40

Gambar 44, inputan pada Variabel

Gambar di atas adalah imputan variable B berniali 1, kita dapat melihat bahwa lampu
masih menyala dan juga pada inputan variable C berniali 1, lampu tetap menyala karna output
yang di ahsilkan itu bernilai 1 artinya enable HIGHT. Selanjutnya akan di jelaskan pada gambar
di bawah ini.

Gambar 45, inputan pada 2 Variabel

Gambar di atas adalah inputan variable A dan B bernilai 1 dan inputan pada variable A
dan C berniai 1 juga, sehigga output yang di hasilkan adalah enable Hight. Selanjutnya kita akan
mencoba kepada semua variable bernilai 1, akan di jelaskan pada gambar di bawah ini.

41

Gambar 46, inputan 1 pada semua variable.

Dari gambar di atas kita dapat mengetahui bahwa inputan A, B dan C itu bernilai 1 dan
lampu nya pun tidak menyala, karna setelah di proses pada ketiga gerbang tersebut itu
menghasilkan output enable LOW, sehingga lampu nya tidak menyala, seperti yang telah di
jelaskan pada tabel kebenaran sebelum nya, bahwa jika ketiga imputan tersebut bernilai variable
1 maka output nya akan berniali 0 atau di sebut enable LOW.

42

DAFTAR FUSTAKA

1. Brown, Stephen & Zvonko Vranesic. 2005. Fundamental of Digital Logic with VHDL
2. http://webmail.informatika.org/~rinaldi/Matdis/20092010/Makalah0910/MakalahStrukdis
0910-044.pdf Download tanggal 22 Juni 2010 Jam 10:15:59
3. Ian Robertson Sinclair, Suryawan,” Panduan Belajar Elektronik Digital”, Elex Media
Komputindo, Jakarta, 1993.
4. David Bucchlah, Wayne McLahan, “Applied Electronic Instrumentation And
Measurment”, MacMilian Publishing Company, 1992
5. Hodges D. , Jacson, Nasution S.” Analisa dan Desain Rangkaian Terpadu Digital”,
Erlangga, Jakarta, 1987
6. Tokheim. R., “Elektronika Digital”, Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta, 1995
7. Sofyan H. Nasution, “Analisa dan Desain Rangkaian Terpadu Digital”, Penerbit
Erlangga, Jakarta, 1987
8. Sendra, Smith, Keneth C.,” Rangkaian Mikroelektronika”, Penerbit Erlangga, Jakarta,
1989.
9. http://id.wikipedia.org/wiki/Gerbang_logika,http://en.wikipedia.org/wiki/Logic_gate
http://en.wikipedia.org/wiki/Inverter_(logic_gate),http://hyperphysics.phy-
astr.gsu.edu/hbase/electronic/nand.html

43

RANGKAIAN GERBANG LOGIKA

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (20)

Semelhante a RANGKAIAN GERBANG LOGIKA

Semelhante a RANGKAIAN GERBANG LOGIKA (20)

Último

Último (20)

RANGKAIAN GERBANG LOGIKA