Makalah Gerbang Logika dan Flip - Flop

BAB I
PENDAHULUAN

1.1  Latar_Belakang

Gerbang logika adalah rangkaian dasar yang membentuk komputer. Jutaan transistor di dalam mikroprosesor membentuk ribuan gerbang logika. Sebuah gerbang logika sederhana mempunyai satu terminal output dan satu atau lebih terminal input. Keluarannya dapat tinggi (1) atau rendah (0), tergantung level digital yang diberikan pada terminal input. Ada 7 jenis gerbang logika yaitu OR, AND, NAND, NOR, Inverter, EXOR, dan EXNOR.

Flip-flop adalah keluarga Multivibrator yang mempunyai dua keadaaan stabil atau disebut Bistobil Multivibrator. Rangkaian flip-flop mempunyai sifat sekuensial karena sistem kerjanya diatur dengan jam atau pulsa, yaitu sistemsistem tersebut bekerja secara sinkron dengan deretan pulsa berperiode T yang disebut jam sistem (System Clock atau disingkat menjadi CK).

1.2  Tujuan

      Menjelaskan tentang gerbang logika

      Menjelaskan tentang flip flop

1.3  Metode

Metode yang saya gunakan :

      Mengumpulkan informasi

       Menganalisis data – data yang sudah ada

1.4   Batasan Permasalahan

Dalam hal ini saya mempunyai batasan – batasan masalah , diantaranya :

      Gerbang Logika

      7 jenis gerbang logika yaitu OR, AND, NAND, NOR, Inverter, EXOR, dan EXNOR.

      Flip – flop

      Flip  – flop R-S, flip – flop D, flip – flop J-K, dan flip – flop T

1.5  Sistematika Penulisan

1        Judul

2        Kata pengantar

3        Daftar isi

4        Pendahuluan

5        Pembahasan

6        Kesimpulan

BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Gerbang Logika

Gerbang dasar logika merupakan bentuk gambaran yang mengkombinasikan masukan–masukan sinyal digital menjadi satu keluaran digital yang baru. Dalam elektronika digital bilangan matematika yang digunakan adalah adalah bilangan Biner. Bilangan ini hanya terdiri dari dua sistem bilangan yaitu “0“ dan “1“, berbeda dengan bilangan desimal yang memiliki 10 sistem bilangan mulai “0“ sampai dengan “9“.

Pada elektronika digital angka “0“ pada bilangan biner mewakilkan tingkat tegangan rendah (dibawah 1V) dan angka “1“ mewakilkan tingkat tegangan tinggi (antara 3V s.d. 5V). Untuk mengetahui lebih banyak tentang bilangan biner, kunjungi artikel “Bilangan-Bilangan Dalam Elektronika Digital“. Ada 7 jenis gerbang logika yaitu OR, AND, NAND, NOR, Inverter, EXOR, dan EXNOR.

2.1.1 Gerbang OR

Jika di ibaratkan sakelar, maka gerbang OR merupakan dua sakelar elektronik dalam kombinasi paralel. Bila salah satu atau keduanya terhubung maka arus listrik dapat mengalir melalui sakelar (tingkat tegangan “1“ ) tetapi jika keduanya terputus maka tidak akan ada arus listrik yang mengalir (tingkat tegangan “0“ ), seperti yang terlihat pada gambar berikut.

Kombinasi sakelar diatas merupakan operasi penjumlahan bilangan biner A+B =Y, dimana “A“ dan “B“ merupakan masukan dan “Y“ merupakan keluaran atau hasil penjumlahan, sehingga dari hasil penjumlahan tersebut dapat dibuat dalam suatu tabel kebenaran.

Tabel diatas merupakan tabel kebenaran dan simbol dari gerbang OR yang digunakan pada rangkaian elektronika. Operasi penjumlahan bilangan biner A+B = Y disebut juga sebagai “Ekspresi Boelan“.

2.1.2 Gerbang AND

Gerbang AND jika di ibaratkan lagi sebagai sakelar maka gerbang AND merupakan kombinasi sakelar secara seri. Dimana, agar arus listrik dapat mengalir maka kedua sakelar harus dalam keadaan tertutup jika hanya salah satu-nya saja yang tertutup maka arus listrik tidak dapat mengalir.

Jika di notasi-kan terhadap operasi matematika, maka gerbang AND merupakan operasi perkalian bilangan biner A x B = Y. Dimana ”A” dan ”B” merupakan masukan dan “Y“ merupakan keluaran.

Seperti gerbang OR dan gerbang logika lainnya, maka gerbang AND juga memiliki tabel kebenaran dan simbol rangkaian elektronika seperti diatas.

2.1.3 Gerbang NOT (Pembalik)

Gerbang NOT merupakan gerbang logika yang hanya memiliki satu masukan dan satu keluaran, berbeda dengan gerbang logika lainnya yang memiliki jumlah masukan lebih dari satu.

Seperti namanya “inverter“ yang berarti pembalik, maksudnya adalah jika ada suatu tingkat tegangan logika masuk ke gerbang ini maka keluaran-nya akan merupakan kebalikan dari masukan-nya, contoh jika masukan logika “1“ maka keluaran-nya akan berubah menjadi “0“ begitu pula sebaliknya.

2.1.4 Gerbang NOR

Gerbang NOR (NOT-OR) merupakan penggabungan gerbang OR dan NOT yang keluaran-nya merupakan kebalikan dari gerbang OR. Berikut ekspresi boelan dari gerbang NOR dan simbol elektronika-nya.

Dari tabel kebenaran gerbang NOR diatas terlihat bahwa keluaran “Y“ gerbang NOR merupakan kebalikan dari gerbang OR, keluaran gerbang NOR hanya akan bernilai logika “1“ jika kedua masukan-nya memiliki tingkat logika “0“.

2.1.5 Gerbang NAND

Gerbang NAND (NOT-AND) merupakan penggabungan gerbang AND dan NOT yang keluaran-nya merupakan kebalikan gerbang AND. Berikut ekspresi boelan dari gerbang NAND dan simbol logikanya.

Keluaran gerbang NAND hanya akan bernilai logika “0“ jika kedua masukan-nya memiliki tingkat logika “1“, selain daripada itu keluaran-nya akan memiliki nilai logika “1“.

2.1.6 Gerbang XOR

Gerbang XOR atau biasa disebut juga sebagai Eksklusif-OR. Simbol, ekspresi boelan, dan tabel kebenaran dari gerbang XOR diperlihatkan pada gambar dibawah ini.

Dari tabel kebenaran diatas terlihat bahwa keluaran gerbang XOR hanya akan bernilai logika “1“ jika kedua masukan-nya memiliki nilai logika yang berbeda, sedangkan jika kedua masukan-nya memiliki nilai logika yang sama maka keluaran-nya akan bernilai logika “0“.

2.1.7 Gerbang XNOR

Gerbang Eksklusif-NOR atau biasa disingkat sebagai gerbang XNOR merupakan gabungan dua gerbang logika yaitu gerbang XOR dan NOT. Keluaran dari gerbang XNOR merupakan kebalikan dari gerbang XOR.

Keluaran gerbang XNOR hanya akan bernilai logika “1“ jika kedua masukan-nya memiliki nilai logika yang sama, selain daripada itu keluaran dari gerbang XNOR akan bernilai logika “0“.

2.2 Flip – Flop

Flip-flop adalah keluarga Multivibrator yang mempunyai dua keadaaan stabil atau disebut Bistobil Multivibrator. Rangkaian flip-flop mempunyai sifat sekuensial karena sistem kerjanya diatur dengan jam atau pulsa, yaitu sistemsistem tersebut bekerja secara sinkron dengan deretan pulsa berperiode T yang disebut jam sistem (System Clock atau disingkat menjadi CK).

Flip-flop adalah rangkaian yang mempunyai fungsi pengingat (memory). Artinya rangkaian ini mampu melakukan proses penyimpanan data sesuai dengan kombinasi masukan yang diberikan kepadanya. Data yang tersimpan itu dapat dikeluarkan sesuai dengan kombinasi masukan yang diberikan. Ada beberapa macam flip-flop yang akan dibahas, yaitu flip-flop R-S, flipflop J-K, dan flip-flop D.

2.2.1 Flip – Flop R-S

Flip-flop R-S adalah rangkaian dasar dari semua jenis flip-flop yang ada. Terdapat berbagai macam rangkaian flip-flop R-S, pada percobaan ini flip-flop RS disusun dari empat buah gerbang NAND 2 masukan. Dua masukan flip-flop ini adalah S (set) dan R (reset), serta dua keluarannya adalah Q dan Q’.

Kondisi keluaran akan tetap ketika kedua masukan R dan S berlogika 0. Sedangkan pada kondisi masukan R dan S berlogika 1 maka kedua keluaran akan berlogika 1, hal ini sangat dihindari karena bila kondisi masukan diubah menjadi berlogika 0 kondisi kelurannya tidak dapat diprediksi (bisa 1 atau 0). Keadaan ini disebut kondisi terlarang.

Rangkaian Percobaan Flip-Flop R-S

            rangkaian internal flip flop R-S

2.2.2 Flip – Flop D

Flip-flop D dapat disusun dari flip-flop S-R atau flip-flop J-K yang masukannya saling berkebalikan. Hal ini dimungkinkan dengan menambahkan salah satu masukannya dengan inverter agar kedua masukan flip-flop selalu dalam kondisi berlawanan. Flip-flop ini dinamakan dengan flip-flop data karena keluarannya selalu sama dengan masukan yang diberikan. Saat flip-flop pada keadaan aktif, masukan akan diteruskan ke saluran keluaran.

            Contoh rangkaian Flip-flop D

                        Contoh rangkaian internal Flip-flop D

2.2.3 Flip – Flop J-K

Flip-flop J-K merupakan penyempurnaan dari flip-flop R-S terutama untuk mengatasi masalah osilasi, yaitu dengan adanya umpan balik, serta masalah kondisi terlarang seperti yang telah dijelaskan di atas, yaitu pada kondisi masukan J dan K berlogika 1 yang akan membuat kondisi keluaran menjadi berlawanan dengan kondisi keluaran sebelumnya atau dikenal dengan istilah toggle. Sementara untuk keluaran berdasarkan kondisi-kondisi masukan yang lain semua sama dengan flip-flop R-S.

Flip – flop J-K

Contoh rangkaian internal Flip-flop J-K

2.2.4 Flip – Flop T

T Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop J-K yang kedua inputnya dihubungkan menjadi satu maka akan diperoleh flip-flop yang memiliki watak membalik output sebelumnya jika inputannya tinggi dan outputnya akan tetap jika inputnya rendah.

Flip flop T atau flip flop toggle adalah flip flop J-K yang kedua masukannya (J dan K) digabungkan menjadi satu sehingga hanya ada satu jalan masuk. Karakteristik dari flip flop ini adalah kondisi dari keluaran akan selalu toogle atau selalu berlawanan dengan kondisi sebelumnya apabila diberikan masukan logika 1. Sementara itu kondisi keluaran akan tetap atau akan sama dengan kondisi keluaran sebelumnya bila diberi masukan logika 0.

Contoh rangkaian internal Flip-flop T
BAB III
KESIMPULAN

Gerbang dasar logika merupakan bentuk gambaran yang mengkombinasikan masukan–masukan sinyal digital menjadi satu keluaran digital yang baru. Dalam elektronika digital bilangan matematika yang digunakan adalah adalah bilangan Biner. Bilangan ini hanya terdiri dari dua sistem bilangan yaitu “0“ dan “1“, berbeda dengan bilangan desimal yang memiliki 10 sistem bilangan mulai “0“ sampai dengan “9“.

Ada 7 jenis gerbang logika yaitu OR, AND, NAND, NOR, Inverter, EXOR, dan EXNOR.

Flip-flop adalah keluarga Multivibrator yang mempunyai dua keadaaan stabil atau disebut Bistobil Multivibrator. Rangkaian flip-flop mempunyai sifat sekuensial karena sistem kerjanya diatur dengan jam atau pulsa, yaitu sistemsistem tersebut bekerja secara sinkron dengan deretan pulsa berperiode T yang disebut jam sistem (System Clock atau disingkat menjadi CK).

Macam - macam Flip-Flop:

1.   RS Flip-Flop

2.   D Flip-Flop

4.   T Flip-Flop

5.   J-K Flip-Flop