RANGKAIAN LOGIKA KOMBINASIONAL DAN SEKUENSIAL

1.  Pengertian rangkaian logika kombinasional

          Rangkaiana logika kombinasi merupakan rangkaian logika yang outputnya hanya tergantung pada input-inputnya saja dan tidak tergantung pada keadaan output sebelumnya logika kombinasi disebut juga rangaian logika yang outputnya tidak tergantung pada waktu.

Bentuk persamaan logika

              Secara umum rangkaian logika diklasifikasikan kedalam dua bentuk yakni sum of product (SOP) dan product of sum (POS). Dari masing-masing persamaan tersebut dapat diklasifikasikan lagi menjadi bentuk standar dantak standar.

a.  Sum of product (SOP)

              Merupakan persamaan logika yang mengekpresikan operasi OR dari suku-suku berbentuk operasi AND.Secara lebih sederhana dapat dikatakan bahwa SOP adalah bentuk persamaan yang melakukan operasi OR terhadap AND.

b.  Product of sum (POS)

             Untuk menjelaskan sum of product, perlu dikaji ulang mengenai perkalian dua perubah atau lebih ialah fungsi AND yang berinput dua atau lebih sebanyak satu atau lebih gerbang AND yang dijalin dalam bentuk penjumlah fungsi OR dengan gerbang OR berinput dua atau lebih.

•  Jenis-jenis rangkaian logika kombinasional

1.    Enkoder

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

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.

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.

2.    Dekoder

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 DemultiplekserRangkaian 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.

2. Pengertian rangkaian logika sekuensial

Pada rangkaian logika sekuensial, keadaan keluaran selain ditentukan oleh keadaan masukan juga ditentukan oleh keadaan keluaran sebelumnya. Hal itu menunjukkan bahwarangkaian logika sekuensial harus mempunyai pengingat (memory), atau kemampuan untuk menyimpan informasi.Rangkaian dasar yang dapat dipakai untuk membentukrangkaian logika sekuensial adalah latch dan flip-flop.Perbedaan latch dan flip-flop terletak pada masukanclock. Pada flip-flop dilengkapi dengan masukan clock,sedangkan pada latch tidak. Flip-flop hanya akan bekerjapada saat transisi pulsa clock dari tinggi ke rendah ataudari rendah ke tinggi, tergantung dari jenis clock yangdigunakan. Transisi pulsa clock dari rendah ke tinggi disebut transisi positif, sedangkan transisi tinggi kerendah di sebut transisi negatif.

• Jenis-jenis rangkaian logika sekuensial

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

5.      REGISTER

Register adalah himpunan dari sejumlah sel yang masing-masing terdiri dari sebuah flip-flop, dimana setiap sel dapat menyimpan data sebanyak 1-bit. Register ini umumnya dapat dibaca dan ditulis sehingga berfungsi sebagai memori yang berukuran kecil. Fungsi dari register kadang-kadang lebih dari hanya sekedar menyimpan data, tetapi dapat juga mengolahnya secara terbatas, misalnya menggeser kekiri atau kekanan.

Register Pemalang (Latch)

Disebut pemalang karena register ini berfungsi untuk memalang data. Artinya nilai data yang menjadi masukannya akan dipertahankan pada keluarannya, walaupun masukan tersebut telah dihilangkan. Register ini sangat diperlukan untuk menghubungkan peralatan berkecepatan tinggi dengan yang berkecepatan rendah. Dalam hal ini register berfungsi sebagai penyangga (buffer). Pemalang umumnya dibentuk dengan menggunakan flip-flop D.

Jika masukan LE (Latch Enable) tinggi maka semua flip-flop mendapat pulsa clock sehingga menangkap data masukannya. Selanjutnya jika data masukan dihilangkan maka nilai data sebelumnya akan tetap ada pada keluaran register. Data ini akan tetap dipertahankan sampai ada pengambilan data yang baru.

Pemalang Transparan

Pemalang umumnya dibuat transparan dimana masukan LE bersifat level sensitive. Jika LE bernilai tinggi maka nilai keluaran flip-flop yang bersangkutan akan sama dengan nilai keluarannya. Saat LE beralih ke rendah maka nilai masukan pada saat itu akan ditangkap dan dipertahankan.

Memori

Memori berfungsi untuk menyimpan informasi. Jumlah data yang dapat disimpan tergantung kapasitas memori tersebut. Ada memori yang hanya dapat dibaca (ROM) ada pula yang dapat dibaca dan ditulis (RAM)

Register Geser Kanan

 

Pada register ini flip-flop yang dikanan mendapat masukan dari keluaran flip-flop yang dikiri.

Register Geser Kiri

Pada register ini flip-flop yang dikiri mendapat masukan dari keluaran flip-flop yang dikanan.

Register Geser Kanan / Kiri

Masukan suatu flip-flop bisa dari flip-flop yang dikiri ataupun yang dikanannya, tergantung pada nilai logika masukan S (select).

Parallel Input Serial Output

Data untuk masing-masing flip-flop akan di-loading pada saat masukan LD (load) berlogika tinggi. Selanjutnya data akan digeser kekanan pada setiap pulsa CP.

Serial Input Parallel Output

Data untuk masing-masing flip-flop akan dikeluarkan pada saat masukan OE (output enable) berlogika tinggi.

 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.