BAB VI ENCODER DAN DECODER
6.1.
TUJUAN EKSPERIMEN
Memahami prinsip kerja dari rangkaian Encoder Membedakan prinsip kerja rangkaian Encoder dan Priority Encoder Memahami prinsip kerja dari rangkaian Decoder Membuat simulasi rangkaian Decoder dari gerbang logika Menjelaskan fungsi IC Decoder
6.2.
DASAR TEORI
6.2.1. Encoder Sebuah rangkaian Encoder menterjemahkan keaktifan salah satu inputnya menjadi urutan bitbit biner. Encoder terdiri dari beberapa input line, hanya salah satu dari input-input tersebut diaktifkan pada waktu tertentu, yang selanjutnya akan menghasilkan kode output N-bit. Gambar 6.1. Menunjukkan blok diagram dari sebuah encoder. I0 Hanya salah satu input bernilai HIGH pada waktu tertentu
O0
I1 I2
O1
2n input – to – n output
Encoder
I2 n
On
Gambar 6.1. Blok Diagram Encoder Sebagai contoh pada common encoder (octal- to -binary encoder). Tabel kebenaran rangkaian encoder 8 to 3 ditunjukkan pada Tabel 6.1. Tabel 6.1. Tabel Kebenaran Encoder 8 to 3
I0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
I1 0 0 1 0 0 0 0 0 0
I2 0 0 0 1 0 0 0 0 0
I3 0 0 0 0 1 0 0 0 0
INPUT I4 0 0 0 0 0 1 0 0 0
I5 0 0 0 0 0 0 1 0 0
I6 0 0 0 0 0 0 0 1 0
I7 0 0 0 0 0 0 0 0 1
A 0 0 0 0 0 1 1 1 1
Output B 0 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 0 1 0 1 0 1 0 1
Decimal Code 0 1 2 3 4 5 6 7
memiliki 8 input, nilai HIGH untuk tiap digit octal (active-HIGH), dan tiga bit output (activeHIGH)active-HIGH yang berkorespondensi dengan binary code number. Persamaan logika untuk output A, B, C adalah
Berdasarkan output dari Tabel Kebenaran diatas, dibuat rangkaian encoder yang merupakan aplikasi dari gerbang OR, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 6.2.
Gambar 6.2. Rangkaian Encoder 8 to 3
6.2.2. Priority Encoder Ketika dua atau lebih input yang bernilai HIGH pada satu waktu, encoder secara umum tidak akan menghasilkan output yang valid, selain itu terjadi ambiguitas pada saat seluruh output bernilai 0, yakni ketika seluruh input = 0, dan pada saat I0 = 1. Solusi dari permasalahan ini adalah dengan menggunakan priority encoder yang menghasilkan output sesuai dengan input prioritasnya. Operasi dari rangkaian Priority Encoder adalah sebagai berikut : jika ada dua atau lebih input bernilai “1” pada saat yang sama, maka input yang mempunyai prioritas tertinggi yang akan diambil. Tabel kebenaran Priority Encoder diberikan pada pada tabel 6.2.
Tabel 6.2. Tabel Kebenaran 4 – to – 2 Priority encoder Input D3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
D2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
D1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
D0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Output Q0 X 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
Q1 X 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
V 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Dari tabel diatas terdapat 16 kombinasi input, dan 3 buah output (Q1, Q0, dan V). V adalah nilai output validitas yang akan bernilai “1” jika satu atau lebih inputnya bernilai HIGH dan akan bernilai “0” jika seluruh inputnya bernilai “0”. Input D 3 memiliki prioritas input tertinggi sehingga bila input ini benilai HIGH, maka output Q1 dan Q2 keduanya akan bernilai “1” (“1 1” menyatakan kode biner dari 3), dimana nilai input pada D3 = “1” (pada tabel blok warna biru muda). Input D2 memiliki prioritas kedua dengan output Q1 dan Q2 adalah “1 0” yang menyatakan kode biner dari 2, dimana input D2 = “1” sedangkan input D3 = “0” (pada tabel blok warna orange). Input D1 memiliki prioritas ketiga, dengan nilai output Q1 dan Q2 adalah “0 1” yang menyatakan kode biner dari 1, dimana input D1 = “1” sedangkan input D2 = D3 = “0” (pada tabel blok warna hijau). Input D0 memiliki prioritas terendah yang akan memberikan output Q1 dan Q2 adalah “0 0” (menyatakan biner 0), ketika input D0 = “1”, sedangkan ketiga input lainnya bernilai “0” (pada tabel blok warna ungu). Kondisi “X” adalah kondisi don’t care, yang menyatakan nilai input bisa 0 atau 1. Setelah mendapatkan tabel kebenaran, kemudian dibuat K-Map seperti Gambar 6.3. Hasil Penyederhanaan dengan K-Map menjadi acuan dalam membuat rangkaian Priority Encoder seperti disajikan pada Gambar 6.4 D1D0 D3D2 00 01 11 10
00 X 1 1 1
01 0 1 1 1
11 0 1 1 1
10 0 1 1 1
D1D0 D3D2 00 01 11 10
00
01
0 1 1 1
11
1 1 1 1
1 1 1 1
D1D0 D3D2 00 01 11 10
10
00
01
11
10
X 0 1 1
0 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
̅̅̅
1 1 1 1
Gambar 6.3. K-Map untuk rangkaian Priority Encoder
Gambar 6.4. rangkaian Priority Encoder Tabel 6.2 dapat dituliskan dalam bentuk yang lebih sederhana menggunakan notasi don’t care (X) seperti pada Tabel 6.3. Tabel 6.3. Pemadatan Tabel Kebenaran Priority Encoder INPUT D3 0 0 0 0 1
D2 0 0 0 1 X
D1 0 0 1 X X
D0 0 1 X X X
Q1 X 0 0 1 1
OUTPUT Q0 X 0 1 0 1
V 0 1 1 1 1
6.2.3. Decoder Sebuah Decoder adalah rangkaian logika yang menerima input-input biner dan mengaktifkan salah satu outputny sesuai dengan urutan biner inputnya. Blok Diagram dari rangakain Decoder disajikan pada Gambar 6.5. Beberapa rangkaian decoder yang sering dijumpai adalah decoder 3 x 8 (3 bit input dan 8 output line), decoder 4 x 16, decoder BCD to decimal (4 bit input dan 10 output line), decoder BCD to 7 segment (4
bit input dan 8 ouput line). Khusus BCD to 7 segment mempunyai prinsip kerja yang berbeda dengan decoder-decoder yang lain, dimana kombinasi dari setiap inputnya dapat mengaktifkan beberapa output line-nya (bukan salah satu line).
I0
O0
I1 I2
O1
n input – to – 2n output
Decoder O2n
In Gambar 6.5. Blok Diagram Decoder Tabel Kebenaran sebuah Decoder 3 x 8 ditunjukkan pada Tabel 6.4.
Tabel 6.4. Pemadatan Tabel Kebenaran Decoder 8 x 3 INPUT
OUTPUT
A2
A1
A0
Q0
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q7
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
Berdasarkan output dari Tabel Kebenaran diatas, dibuat rangkaian decoder yang merupakan aplikasi dari gerbang AND, seperti ditunjukkan pada Gambar 6.6. Salah satu jenis ID Decoder adalah 74138, IC ini mempnyai 3 input biner dan 8 output, dimana nilai output = 1 untuk salah satu dari ke 8 jenis kombinasi inputnya. IC decoder 3x8 ditunjukkan pada Gambar 6.7.
Gambar 6.6. Rangkaian Decoder 3 x 8
Gambar 6.7. IC Decoder 3 x 8 (74138) 6.3 Prosedur Eksperimen 6.3.1
ENCODER dan PRIORITY ENCODER
1.
Siapkan trainer (ingat trainer dalam keadaan off), rangkai IC 7432 (OR), 74HC4072 (OR 4 input), jika tidak tersedia bisa menggunakan 3 buah gerbang OR (pada IC 7432) yang akan digunakan pada bread board. Jangan lupa pasang Vcc (kaki 14) pada input (+5 v) dan ground-nya (kaki7). Lihat gambar berikut:
2. Pasang kabel input I1 – I7 pada saklar input. Dan output A, B, C pada led ouput yang terdapat pada trainer. 3. Setelah siap laporkan pada asisten 4. Nyalakan trainer, variasikan input sesuai tabel kebenaran. Catat hasilnya pada tabel dibawah ini. Gambarkan rangkaian pada laporan sementara. INPUT I0
I1
I2
I3
I4
Output I5
I6
I7
A
B
C
5. Bandingkan hasil pengamatan dari simulasi yang anda buat dengan Tabel 6.1. Analisis hasil percobaan yang diperoleh.
Priority Encoder 1.
Siapkan trainer (ingat trainer dalam keadaan off), rangkai IC 7432 (OR), IC 7404 (NOT), IC 7408 (AND), 74HC4075 (OR 3 input), jika tidak tersedia bisa menggunakan 2 buah gerbang OR (pada IC 7432) yang akan digunakan pada bread board. Jangan lupa pasang Vcc (kaki 14) pada input (+5 v) dan ground-nya (kaki7). Lihat gambar berikut:
2.
Pasang kabel input D3, D2, D1 dan D0 pada saklar input. Dan output Q0, Q1, V pada led ouput yang terdapat pada trainer.
3.
Setelah siap laporkan pada asisten
4.
Nyalakan trainer, variasikan input sesuai tabel kebenaran. Catat hasilnya pada tabel dibawah ini. Gambarkan rangkaian pada laporan sementara. INPUT
OUTPUT
D3
D2
D1
D0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
X
0
1
X
X
1
X
X
X
Q1
Q0
V
5.
Bandingkan tabel kebenaran yang diperoleh dari percobaan dengan tabel 6.2. Analisis hasil percobaan yang diperoleh
TUGAS Buatlah simulasi rangkaian Priority Encoder 8-LINE to 3-LINE (menggunakan gerbang Logika Dasar). Tuliskan Tabel Kebenarannya, Hasil penyederhanaan dengan K_Map, persamaan Boolean, dan skeman rangkaiannya, Bandingkan hasil pengamatan dengan tabel kebenaran pada datasheet 74LS148 jelaskan dalam pembahasan.
6.3.2
1.
Decoder
Siapkan trainer (ingat trainer dalam keadaan off), rangkai IC 7404 (NOT), IC 7408 (AND), IC 7411 (AND 3 input) yang akan digunakan pada bread board. Jangan lupa pasang Vcc (kaki 14) pada input (+5 v) dan ground-nya (kaki7). Lihat gambar berikut:
2. Pasang kabel input A0, A1, A2 pada saklar input. Dan output Q0, Q1, Q2, …, Q7 pada led ouput yang terdapat pada trainer. 3. Setelah siap laporkan pada asisten
4. Nyalakan trainer, variasikan input sesuai tabel kebenaran. Catat hasilnya pada tabel dibawah ini. Gambarkan rangkaian pada laporan sementara. INPUT
6.
OUTPUT
A2
A1
A0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
Q0
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q7
Bandingkan tabel kebenaran yang diperoleh dari percobaan dengan tabel 5.2. Analisis hasil percobaan yang diperoleh
TUGAS a.
Kemudian buatlah simulasi rangkaian decoder 3 x 8 dengan IC 74138. Perhatikan letak pinpinnya sesuai petunjuk datasheet. Buatlah Tabel Kebenaran sesuai dengan hasil pengamatan.
b.
̅
Fungsi logika ̅
̅
̅
̅
̅̅
̅̅
̅ ; Simulasikan rangkaian fungsi logika diatas dengan menggunakan
decoder dan gerbang logika dasar! c. Buatlah tabel kebenaran untuk mendesain rangkaian decoder 3 x 5, setelah itu buatlah simulasi rangkaiannya dengan software simulasi. Tuliskan hasilnya pada Tabel Kebenaran hasil pengamatan simulasi. Bandingkan Tabel Hasil Pengamatan dengan Tabel yang diperoleh sebelum simulasi dibuat.
Penting! Point Pembahasan : hasil simulasi, pembahasan hasil pengamatan, tabel kebenaran, prinsip kerja rangkaian, Penyederhanaan dengan K-Map, Persamaan Boolean
