Rangkaian Logika Sequensial dan Kombinasional

Rangkaian Logika Sequensial

                Rangkaian logika sequensial ini pada dasarnya mempunyai prinsip keadaan keluaran ditentukan oleh keadaan masukan dan juga ditentukan oleh keadaan keluaran sebelumnya. Oleh sebab itulah rangkaian logika sequensial ini mempunyai pengingat (memori) dalam arti dapat menyimpan informasi sebelumnya.

Bentuk dasar dari rangkaian logika sequensial ini adalah rangkaian flip – flop yang dirangkai melalui gerbang logika NAND dan AND. Nama lain dari flip – flop yakni multivibrator bistabil, yang memiliki 2 keluaran yaitu keluaran tinggi (high) : 1 , dan keluaran rendah (low):0. Keluaran ini akan tetap rendah atau tinggi selama belum ada yang merubah keadaan tersebut. Rangkaian ini harus dikendalikan oleh satu masukan yang disebut sebagai pemicu keadaan, terus seperti itu dan berubah sampai ada masukan dari pemicu lagi. Sebenarnya ada 3 jenis multivibrator, yaitu astabil, monostabil, dan bistabil. Namun kali ini yang dibahas adalah hanya yang bistabil (Flip-flop).

                Berdasarkan cara penyimpanannya, flip – flop dapat digolongkan atas:

          -          RS Flip –flop

          -          JK Flip – flop

          -          D Flip – flop

          -          T Flip – flop

1.      RS FLIP-FLOP

Flip-flop RS atau SR (Set-Reset) merupakan dasar dari flip-flop jenis lain. Flip-flop ini mempunyai 2 masukan: satu disebut S (SET) yang dipakai untuk menyetel (membuat keluaran flip-flop berkeadaan 1) dan yang lain disebut R (RESET) yang dipakai untuk me-reset (membuat keluaran berkeadaan 0).

a. FF-RS (dirangkai dari NAND gate)

Rangkaian Logika FF-RS

Tabel Kebenaran FF RS

b. FF – RS Berdetak

Dengan adanya detak akan membuat FF-RS bekerja sinkron atau aktif HIGH

Simbol Logika

Rangkaian Logika FF-RS Berdetak

Tabel Kebenaran FF-RS Berdetak

2.      D FLIP-FLOP

Sebuah masalah yang terjadi pada Flip-flop RS adalah dimana keadaan R = 1, S = 1 harus dihindarkan. Satu cara untuk mengatasinya adalah dengan mengizinkan hanya sebuah input saja dimana FF-D mampu mengatasi masalah tersebut

Simbol Logika

Rangkaian Logika

Tabel Kebenaran

3.      JK FLIP-FLOP 

FF JK mempunyai masukan “J” dan “K”. FF ini “dipicu” oleh suatu pinggiran pulsa clock positif atau negatif. FF JK merupakan rangkaian dasar untuk menyusun sebuah pencacah. FF JK dibangun dari rangkaian dasar FF SR dengan menambahkan dua gerbang AND pada masukan R dan S serta dilengkapi dengan rangkaian diferensiator pembentuk denyut pulsa clock

Simbol logika

Rangkaian Logika

Tabel Kebenaran

4.      T FLIP-FLOP

Nama flip-flop T diambil dari sifatnya yang selalu berubah keadaan setiap ada sinyal pemicu (trigger) pada masukannya. Input T merupakan satu-satunya masukan yang ada pada flip-flop jenis ini sedangkan keluarannya tetap dua, seperti semua flip-flop pada umumnya. Kalau keadaan keluaran flip-flop 0, maka setelah adanya sinyal pemicu keadaan-berikut menjadi 1 dan bila keadaannya 1, maka setelah adanya pemicuan keadaannya berubah menjadi 0. Karena sifat ini sering juga flip-flop ini disebut sebagai flip-flop toggle (berasal dari scalar toggle/pasak).

Simbol Logika

 Rangkaian Logika

Tabel Kebenaran

Rangkaian Logika Kombinasional

Rangkaian Logika Kombinasional memiliki prinsip output yang selalu bergantung pada kombinasi input yang ada. Rangkaian logika kombinasional tidak memiliki sifat penyimpan (memori) jadi nilai keluarannya bergantung pada nilai masukannya itu. Pada rangkaian logika ini, dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu, Product of sum dan Sum of Product

Sum Of Product , nilai 1

Bentuk rangkaian SOP ini terdiri dari sekumpulan gerbang AND yang diumpankan

ke sebuah gerbang OR.

Prosedur desain dengan metode SOP (Sum of Product) :

1. Menentukan tabel kebenaran

2. Menulis minterm (ANDterm) dari masing-masing kombinasi input yang menghasilkan output 1

3. Menulis persamaan SOP sebagai persamaan outputnya

4. Menyederhanakan persamaan output tersebut

5. Menggambarkan rangkaian dari hasil step 4

Product Of Sum, nilai 0

Rangkaiannya akan terdiri dari sekumpulan gerbang OR yang diumpankan ke sebuah gerbang AND.

Prosedur desain dengan metode POS (Product of Sum) :

1. Menentukan tabel kebenaran

2. Menulis maxterm (ORterm) dari masing-masing kombinasi input yang menghasilkan output 0

3. Menulis persamaan POS sebagai persamaan outputnya

4. Menyederhanakan persamaan output tersebut

5. Menggambarkan rangkaian dari hasil step 4

Ada beberapa Rangkaian logika kombinasional yang akan dibahas adalah Encoder, Decoder, Multiplexer, dan Demultiplexer.

1.    Encoder

Enkoder adalah rangkaian logika kombinasional yang berfungsi untuk mengubah atau mengkodekan suatu sinyal masukan diskrit menjadi keluaran kode biner.

Enkoder disusun dari gerbanggerbang logika yang menghasilkan keluaran biner sebagai hasil tanggapan adanya dua atau lebih variabel masukan. Hasil keluarannya dinyatakan dengan aljabar boole, tergantung dari kombinasi – kombinasi gerbang yang digunakan.

Sebuah Enkoder harus memenuhi syarat perancangan m < 2 n . Variabel m adalah kombinasi masukan dan n adalah jumlah bit keluaran sebuah enkoder. Satu kombinasi masukan hanya dapat mewakili satu kombinasi keluaran.

2.    Decoder

Rangkaian Dekoder mempunyai sifat yang berkebalikan dengan Enkoder yaitu merubah kode biner menjadi sinyal diskrit. Sebuah dekoder harus memenuhi syarat perancangan m < 2 n . Variabel m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan. Satu kombinasi masukan hanya dapat mewakili satu kombinasi keluaran.

3.    Rangkaian logika kombinasional Multiplexer

Rangkaian logika kombinasional Multiplexer atau disingkat MUX adalah alat atau komponen elektronika yang bisa memilih input (masukan) yang akan diteruskan ke bagian output (keluaran). Pemilihan input mana yang dipilih akan ditentukan oleh signal yang ada di bagian kontrol (kendali) Select.

4.    Rangkaian Logika kombinasional Demultiplekser

Rangkaian logika kombinasional Demultiplekser adalah Komponen yang berfungsi kebalikan dari MUX. Pada DEMUX, jumlah masukannya hanya satu, tetapi bagian keluarannya banyak. Signal pada bagian input ini akan disalurkan ke bagian output (channel) yang mana tergantung dari kendali pada bagian SELECTnya.

 Suatu rangkaian diklasifikasikan   sebagai kombinasional jika memiliki   sifat yaitu keluarannya ditentukan   hanya oleh masukkan eksternal saja. Suatu rangkaian diklasifikasikan   sequential jika ia memiliki sifat   keluarannya ditentukan oleh tidak   hanya masukkan eksternal tetapi juga   oleh kondisi sebelumnya.