DECODER Pokok Bahasan : 1. Pendahuluan 2. Dasar-dasar rangkaian Decoder. 3. Mendesain rangkaian Decoder Tujuan Instruksional Khusus : 1. Mahasiswa dapat menerangkan dan memahami rangkaian Decoder. 2. Mahasiswa dapat membuat dan mendesain rangkaian Decoder 3. Mahasiswa dapat membedakan antara rangkaian Decoder Dan rangkaian bukan Decoder 1
BINARY DECODING - Mengkonversi sebuah n-bit code ke dalam sebuah 1 (satu) output yang aktif (low/high) - Rangkaiannya dapat dibentuk menggunakan AND atau OR gate. - Jumlah masukan (input) < Jumlah Keluaran (Output)
n inputs
• •
Binary Decoder
2n outputs
n input dan 2n output Hanya satu output yang aktif(low/high) dari banyak input yang diberikan 2
1-to-2 Binary Decoder Tabel 1 to 2
A n
Y0
Y1
0
1
0
1
0
1
Y0 A
1-to-2 Decoder
Y1
Rangkaian
3
2-to-4 Binary Decoder Tabel Kebenaran: X 0 0 1 1
Y F0 F1 F2 F3 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1
F0 X Y
2-to-4 Decoder
F1 F2 F3
• Dari tabel kebenaran 2 to 4 diperoleh persamaan : 2-variable minterm (X'Y', X'Y, XY' , XY)
4
Rangkaian 2-to-4 Binary Decoder F0 = X'Y' F1 = X'Y F2 = XY' F3 = XY
X
Y 5
3-to-8 Binary Decoder Tabel Kebenaran x 0 0 0 0 1 1 1 1
y 0 0 1 1 0 0 1 1
z F0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0
F1 0 1 0 0 0 0 0 0
F2 0 0 1 0 0 0 0 0
F3 0 0 0 1 0 0 0 0
F4 0 0 0 0 1 0 0 0
F5 0 0 0 0 0 1 0 0
F6 0 0 0 0 0 0 1 0
F7 0 0 0 0 0 0 0 1
F0 F1 X Y Z
3-to-8 Decoder
F2 F3 F4 F5 F6 F7
6
Rangkaian 3-to-8 Binary Decoder F0 = x'y'z' F1 = x'y'z F2 = x'yz' F3 = x'yz F4 = xy'z' F5 = xy'z F6 = xyz' F7 = xyz
x
y
z 7
Rangkaian penghasil output ‘3’ (active HIGH) untuk input 0 1 1
2
2
0 22 1
2
1
1
1 2
2
0
3 Output =
2
2
2
1
2
0
( Active LOW )
1
1
1 20
8
Implementasi Decoder untuk Full Adder Tabel Kebenaran x 0 0 0 0 1 1 1 1
y 0 0 1 1 0 0 1 1
z 0 1 0 1 0 1 0 1
C 0 0 0 1 0 1 1 1
S 0 1 1 0 1 0 0 1
S(x, y, z) = Σ (1,2,4,7) C(x, y, z) = Σ (3,5,6,7)
3-to-8 0 Decoder 1 x
S2
y
S1
z
S0
2 3 4 5 6 7
S
C
9
Catatan : untuk Output aktif ‘High’ menggunakan Gate AND dan untuk Output aktif ‘Low’ menggunakan Gate NAND. Binary to Octal Decoding Tabel kebenaran Active High output 3-Bit Biner to Octal Decoder 2
2 0 0 0 0 1 1 1 1
Input 21 20 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1
0 1 0 0 0 0 0 0 0
1 0 1 0 0 0 0 0 0
2 0 0 1 0 0 0 0 0
Output 3 4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0
5 0 0 0 0 0 1 0 0
Aktif High menggunakan AND
6 0 0 0 0 0 0 1 0
Tabel kebenaran Active Low output 3-Bit Biner to Octal Decoder 7 0 0 0 0 0 0 0 1
2
2 0 0 0 0 1 1 1 1
Input 21 22 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1
0 0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1 1
2 1 1 0 1 1 1 1 1
Output 3 4 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1
5 1 1 1 1 1 0 1 1
6 1 1 1 1 1 1 0 1
7 1 1 1 1 1 1 1 0
Aktif Low menggunakan NAND 10
2 to 4 Decoder dengan Enable Input Tabel Kebenaran :
Diagram Logic:
11
Menggunakan 2 buah decoder 3 to 8 untuk membuat decoder 4 to 16 • • •
Enable dapat bernilai ‘active high’ Pada contoh dibawah, hanya 1 decoder dapat aktif setiap saat. Input x, y, z dipilih lewat w untuk memilih decoder yang mana yang aktif.
4 input
16 output
12
Contoh Standard MSI Binary Decoders IC 74138 adalah sebuah octal decoder (3-line to 8-line) 4 5 6 A
0 1
16
A
1 2
15
0
A
2 3
14
1
13
2
12
3
11
4
10
5
9
6
VCC
1
2
3 E1 E2 E3
E
2 5
E
3 6
7
7
GND 8
74138
E1 4
E
A A A 0 1 2
0
1
2
3
4
5
6
7
15
14
13
12
11
10
9
7
VCC = Pin 16 GND = Pin 8
Pin Configurasi IC 74138
Logic Simbol IC 74138
13
Logic Diagram IC 74138 A0
A1
A2 (3)
(2)
( ) = Pin Number VCC = Pin 16
E E E3 1 2 (4)
(1)
(5)
(6)
GND = Pin 8
(7)
(9)
7
(10)
6
5
(11)
(12)
4
(13)
3
2
(14)
1
(15)
0
14
Tabel Fungsi IC 74138 INPUT E1 H X X L L L L L L L L
E2 X H X L L L L L L L L
E3 X X L H H H H H H H H
A0 X X X L H L H L H L H
OUTPUT A1 X X X L L H H L L H H
A2 X X X L L L L H H H H
0 H H H L H H H H H H H
1 H H H H L H H H H H H
2 H H H H H L H H H H H
3 H H H H H H L H H H H
4 H H H H H H H L H H H
5 H H H H H H H H L H H
6 H H H H H H H H H L H
7 H H H H H H H H H H L
NOTES H = HIGH voltage level L = LOW voltage level X = Don't care
15
Type IC DECODER yang lain Device number Function 74138 1-of-8 octal decoder (3 line-to-8 line) 7442 1-of-8 BCD decoder (4 line-to-10 line) 74154 1-of-16 hex decoder (4 line-to-16 line) 7447 BCD-to-seven segment decoder
16
ENCODER Pokok Bahasan : 1. Pendahuluan 2. Dasar-dasar rangkaian Encoder. 3. Mendesain rangkaian Encoder Tujuan Instruksional Khusus : 1. Mahasiswa dapat menerangkan dan memahami rangkaian Encoder. 2. Mahasiswa dapat membuat dan mendesain rangkaian Enecoder 3. Mahasiswa dapat membedakan antara rangkaian Encoder Dan rangkaian bukan Encoder 17
Encoding • •
Adalah proses kebalikan dari Decoding Bila sebuah Decoder mempunyai bit-bit output lebih sedikit dari bitbit input, perangkat seperti itu biasanya disebut sebagai Encoder.
N Masukan
ENCODER
M Keluaran (M
Saluran Masukan > Saluran Keluaran 18
BINARY ENCODING - Mengkonversi 2n input dan dikeluarkan ke dalam bentuk n bit output - Banyak digunakan untuk kompresi data. - Dapat dibangun menggunakan AND atau OR Gate - Jumlah masukan (input) > Jumlah Keluaran (Output)
2n input
. . .
Binary encoder
. . .
n output
19
8-to-3 Binary Encoder Pada setiap (satu) waktu hanya ada 1 input line yang mempunyai nilai ‘1’. Tabel Kebenaran Inputs
I0 1 0 0 0 0 0 0 0
I1 0 1 0 0 0 0 0 0
I2 0 0 1 0 0 0 0 0
I3 0 0 0 1 0 0 0 0
I4 0 0 0 0 1 0 0 0
Outputs
I5 0 0 0 0 0 1 0 0
I6 0 0 0 0 0 0 1 0
I7 0 0 0 0 0 0 0 1
y2 0 0 0 0 1 1 1 1
y1 0 0 1 1 0 0 1 1
y0 0 1 0 1 0 1 0 1
Octal Input
0 1 2 3 4 5 6 7
LSB Y0 Y1 Y2
Binary output MSB
Blok Diagram Octal to Biner Encoder
20
Rangkaian 8-to-3 Binary Encoder I0 I1
y2 = I4 + I5 + I6 + I7
I2 I3
y1 = I2 + I3 + I6 + I7
I4 I5 I6 I7
y0 = I1 + I3 + I5 + I7
21
Desimal to BCD Encoder Tabel kebenaran Decimal Input 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
BCD output C B 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0
A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Decimal input
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
A
LSB
B
BCD output
C D
MSB
Blok Diagram Desimal to BCD Encoder
22
Rangkaian Desimal to BCD Encoder 1
LSB A
2 3
B
4 5 6 7
C
8 9
D MSB
23
Decimal to BCD Encoder IC 74147 adalah sebuah decimal to BCD encoder (10-line to 4-line) INPUT 11
12
13
1
2
3
4
5
10
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
I9
A1
A0
74147
V CC = Pin 16 GND = Pin 8
A3
A2
14
6
7
9
I1 H X X X X X X X X L
I2 H X X X X X X X L H
I3 H X X X X X X L H H
I4 H X X X X X L H H H
I5 H X X X X L H H H H
OUTPUT I6 H X X X L H H H H H
I7 H X X L H H H H H H
I8 H X L H H H H H H H
I9 H L H H H H H H H H
A3 H L L H H H H H H H
A2 H H H L L L L H H H
A1 A0 H H H L H H L L L H H L H H L L L H H L
H = HIGH voltage level L = LOW voltage level X = Don't care
24
8-to-3 Priority Encoder Tabel Kebenaran Inputs
I0 0 1 X X X X X X X
I1 0 0 1 X X X X X X
I2 0 0 0 1 X X X X X
I3 0 0 0 0 1 X X X X
I4 0 0 0 0 0 1 X X X
Outputs
I5 0 0 0 0 0 0 1 X X
I6 0 0 0 0 0 0 0 1 X
I7 0 0 0 0 0 0 0 0 1
y2 x 0 0 0 0 1 1 1 1
y1 x 0 0 1 1 0 0 1 1
y0 x 0 1 0 1 0 1 0 1
Idle 1 0 0 0 0 0 0 0 0
• Idle indicator bahwa tidak ada input bernilai 1. 25
Perbandingan Priority Encoder dengan Encoder 8 to 3 •
•
Priority Encoder : H7=I7 (Highest Priority) H6=I6.I7’ H5=I5.I6’.I7’ H4=I4.I5’.I6’.I7’ H3=I3.I4’.I5’.I6’.I7’ H2=I2.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’ H1=I1. I2’.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’ H0=I0.I1’. I2’.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’ IDLE= I0’.I1’. I2’.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’ Encoder Y0 = I1 + I3 + I5 + I7 Y1 = I2 + I3 + I6 + I7 Y2 = I4 + I5 + I6 + I7 26
Priority encoder Priority Circuit
Binary encoder
I0
I0
H0
I0
I1
I1
H1
I1
I2
I2
H2
I2
Y0
I3
I3
H3
I3
Y1
I4
I4
H4
I4
Y2
I5
I5
H5
I5
I6
I6
H6
I6
I7
I7
H7
I7
Y0 Y1 Y2
IDLE
IDLE
Blok Diagram Priority Encoder (8 to 3 encoder) 27
IMPEMENTASI 4-TO-2 ENCODER dgn V indikator
Input 0 V
Tabel Kebenaran 0 1 2 3
Input 1 S0
SI S0 V
0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0
0 0 1
0 1 1
0 0 1 0 0 0 0 1
1 1
0 1
1 1
Input 2 Input 3
S1
28
Encoder Application (Monitoring Unit) Alarm Signal
Controller Response
Machine 1 Machine 2
Machine Code Encoder
Action Controller
Machine n
29
COMPARATOR Pokok Bahasan : 1. Pendahuluan 2. Dasar-dasar rangkaian Comparator 3. Mendesain rangkaian Comparator Tujuan Instruksional Khusus : 1. Mahasiswa dapat menerangkan dan memahami rangkaian Comparator 2. Mahasiswa dapat membuat dan mendesain rangkaian Comparator
30
Code Comparator • Sebuah rangkaian Comparator berfungsi membandingkan dua buah bilangan input / kode. • Jika digunakan untuk membandingkan dua input dan kemudian menyatakan apakah kedua input tersebut sama, lebih besar atau lebih kecil, maka rangkaian tersebut dinamakan Magnitude Comparator. Tabel Kebenaran Xi Yi
X>Y Comparator
X=Y X
Xi
Yi
X >Y
X=Y
X
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
31
Rangkaian Comparator 2 input X dan Y
Xi
X>Y
X=Y
X
32
Comparator 2 input 2-bit
A1 A2
Tabel Kebenaran INPUT (A) A1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
(B) A2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
B1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
B2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
OUTPUT (A
B) L E G 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0
A > B (G) Comparator
A = B (E)
B1 A < B (L)
B2
Blok Diagram
Dari Tabel Kebenaran, didapatkan persamaan masing-masing output
L = A1 B1 + A1 A2 B2 + A2 B1 B2 G = A1 B1 + A1 A2 B2 + A2 B1 B2 E = A1 A2 B1 B2 + A1 A2 B1 B2 + A1 A2 B1 B2 + A1 A2 B1 B2
33
Rangkaian Comparator untuk 2 buah input 2-bit A
7408 7432 7404
L
7421 7432 7421
B 7408 7404
7432 G 7421
7432
C 7421 7404 7421 D
7432 E
7421 7432
7404 7421 7432 7421
34
Soal Latihan 1. Dengan Decoder 4 to 16, buat rangkaian yang akan memberikan output HIGH saat 4 bit inputnya bernilai lebih besar dari 12. 2. Dengan menggunakan IC 74138 (3 to 8 Decoder), carilah niai output decoder tersebut jika diketahui input-inputnya adalah sebagai berikut : E3=E2=1, E1=0, A2=A1=1, A0=0 E3=1,E2=E1=0,A2=0,A1=A0=1 Semua input = 0 Semua input = 0, kecuali E3 = 1 3. Dengan menggunakan Priority Encoder : - jika ada 2 bilangan desimal berbeda diinputkan, mana yang akan diencode kan ? - diinputkan I1= I2=I3=LOW dan I4=I5=I6=I7=I8=I9=HIGH. Berapa nilai A0,A1,A2 dan A3 ? 35
