Pertemuan 6 - Rangkaian Decoder, Encoder, Multiplexer Demultiplexer [PDF]

Citation preview

MODUL PERKULIAHAN



Perancangan Sistem Digital Rangkaian Decoder, Encoder, Multiplexer & Demultiplexer Fakultas



Program Studi



FAKULTAS TEKNIK



TEKNIK ELEKTRO



TatapMuka



Kode MK



DisusunOleh



06



A51144EL A51145EL



Trya Agung Pahlevi, ST, MT.



Abstract



Kompetensi



Decoder merupakan rangkaian kombinasional yang berfungsi mengkodekan kembali (menafsirkan) kode pada inputnya menjadi data pada outputnya. Pada dasarnya merupakan kumpulan gerbang AND sehingga dapat digunakan sebagai pembangkit fungsi.Encoder merupakan kebalikan dari decoder. Encoder merupakan rangkaian kombinasional yang berfungsi mengubah data yang ada pada inputnya menjadi kode-kode biner pada outputnya.



Mahasiswa/i dapat mengerti dan menjelaskan mengenai rangkaian decoder, encoder, multiplexer, dan demultiplexer



Pembahasan Rangkaian Decoder Decoder merupakan rangkaian kombinasional yang berfungsi mengkodekan kembali (menafsirkan) kode pada inputnya menjadi data pada outputnya. Pada dasarnya merupakan kumpulan gerbang AND sehingga dapat digunakan sebagai pembangkit fungsi. Decoder mengubah informasi biner dari n saluran input menjadi maximum 2n saluran output. Sebagai contoh: banyaknya input n=3 maka banyaknya saluran output adalah m=23. Contoh decoder 3 to 8. Input n= 3, maka outputnya 23 = 8 saluran. Decoder biasanya memiliki saluran enable. Saluran enable berfungsi untuk mengaktifkan dan menonaktifkan decoder. Terdapat 2 jenis pengkaktifan yakni: aktif high dan aktif low. Pada decoder dengan saluran enable aktif high, jika enable=0, decoder off. Berarti semua saluran output akan bernilai nol. Jika enable=1, decoder on dan sesuai dengan inputnya, saluran output yang aktifakan 1, dan yang lainnya 0.Berikut adalah blok diagram untuk decoder 3 to 8:



Rangkaian logika dari decoder 3 to 8 adalah sebagai berikut:



2016



2



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT



RangkaianLogika Decoder 3 to 8 Ilustrasi fungsi enable-disable-nya adalah sebagai berikut:



2016



3



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT



Tabel kebenaran decoder 3 to 8 adalah sebagai berikut:



Gambar berikut memperlihatkan diagram logika dari rangkaian decoder 2 to 4 dengan saluran enable aktif low. Dapat dilihat pada tabel kebenarannya apabila E= 1 maka decoder tidak akan aktif. Sebaliknya jika enable E = 0, decoder ON, dan sesuai dengan inputnya saluran output yang aktif akan 0, dan yang lainnya 1.



2016



4



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT



Tabel kebenarannya:



Contoh aplikasi Decoder Decoder biasa digunakan dalam implementasi bermacam rangkaian kombinational (fn). Sebagai contoh: tabel kebenaran untuk rangkaian full adder adalah s (x,y,z) = Σ (1,2,4,7) dan C(x,y,z)= Σ (3,5,6,7). Implementasinya menggunakan decoder adalah:



Rangkaian Encoder Encoder merupakan kebalikan dari decoder. Encoder merupakan rangkaian kombinasional yang berfungsi mengubah data yang ada pada inputnya menjadi kode-kode biner pada outputnya. Contoh encoder oktal ke biner atau disebut juga encoder 8 ke 3, berfungsi mengubah data bilangan oktal pada inputnya menjadi kode biner 3-bit pada outputnya. Pada umumnya encoder menghasilkan kode 2-bit, 3-bit atau 4-bit. Encoder n bit 2016



5



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT



memiliki 2n saluran input. Sebagai contoh encoder 2 bit memiliki 22 saluran input. Gambar contoh encoder adalahsebagaiberikut:



Apabila salah satu dari ke-4 saluran input aktif maka encoder akan menghasilkan kode biner sesuai dengan salurannya. Apabila lebih dari satu saluran input diaktifkan/semua maka outputnya tidak dapat didefinisikan. Untuk kondisi seperti ini, kita dapat mengganggap “don’t care” tetapi pada umumnya hal ini dapat diatasi dengan menggunakan priority encoder. Priority encoder adalah rangkaian encoder yang memiliki fungsi prioritas. Hal ini berarti, jika dua atau lebih input sama dengan 1 pada saat yang sama, input yang memiliki subscript number yang tinggi adalah mempunyai prioritas yang tinggi. Sebagai contoh jika D3 adalah 1 berapapun saluran input yang lain maka outputnya adalah 3 yaitu 11. Jika semua input 0, maka tidak ada input yang valid. Untuk mendeteksi situasi ini maka kita membuat output ke 3 dengan nama V. V = 0 jika semua input adalah 0 dan bernilai 1 jika inputnya sesuai dengan situasi pada tabel kebenaran. Dengan menggunakan tabel kebenaran dan K-map kita akan mendapatkan fungsi boolean 4-input (or 2-bit) priority encoder, sebagai berikut: X = D2 + D3 Y = D3 + D1D’2 V= D0 + D1 + D2 + D3 Dengan demikian akan dihasilkan rangkaian logika untuk 2 bit priority encoder seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:



2016



6



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT



Rangkaian Multiplexer Multiplexer merupakan rangkaian kombinasional yang berfungsi untuk memilih informasi biner dari satu saluran input dan menyalurkannya sebagai satu saluran output. Biasanya terdapat 2n saluran input dan n saluran pemilih dimana kombinasi bit-nya menentukan input yang mana yang dipilih. Sebagai contoh untuk multiplexer 2-to-1, jika pemilih S = 0 maka I0 yang mendapatkan jalan sebagai output. Jika S = 1, maka I1 yang akan mendapatkan jalan sebagai output. Lihat gambar berikut untuk multiplexer 2 to 1:



2016



7



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT



Gambar berikut mengilustrasikan multiplexer 4 to 1:



Implementasi Fungsi Boolean menggunakan Multiplexer Salah satu metoda pengimplementasian fungsi boolean adalah dengan menggunakan multiplexer. Untuk melakukannya, asumsikan fungsi boolean memiliki n variabel. Dengan demikian kita harus menggunakan multiplexer dengan n-1 saluran pemilih dan: 1. n-1 variabel pertama dari fungsi digunakan untuk data input



2016



8



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT



2. satu variabel sisa (dinamakan z) digunakan sebagai data input. Tiap data input dapat berupa z, z’, 1 atau 0. Dari tabel kebenaran kita harus menemukan relasi dari F dan z untuk dapat merancang saluran input. Contoh: f(x,y,z) = Σ(1,2,6,7) Maka akan diperoleh tabel kebenaran dan realisasinya menggunakan multiplexer seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:



Contohlain : Implementasikan fungsi Boolean berikut ! F A,B,C,D = Σ(1,3,4,11,12,13,14,15) Jawab:



2016



9



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT



Multiplexer 8 to 1 Gerbang Three State (TigaKeadaan) Gerbang three state memperlihatkan tiga keadaan, yaitu: 1. High : 1 2. Low : 0 3. High impedance :pada keadaan ini, output tidak terhubung, hal ini sama seperti keadaan open circuit. Kita dapat menggunakan gerbang AND atau NAND untuk membuat gerbang treestate, tetapi pada umumnya digunakan gerbang three-state buffer. Catatan bahwa buffer menghasilkan fungsi transfer dan dapat digunakan untuk penguat daya. Three state buffer memiliki saluran extra input kontrol memasuki bagian bawah dari simbol gerbang. Gambar berikut mengilustrasikan Three State Buffer:



2016



10



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT



Three-state buffers dapat digunakan untuk mengimplementasikan multiplexer. Sebagai contoh implementasi three-state buffer untuk multiplexer 2 to 1 ditunjukkan pada gambar berikut:



Rangkaian Demultiplexer Demultiplexer merupakan rangkaian logika yang berfungsi menyalurkan data yang ada pada inputnya ke salah satu dari beberapa outputnya dengan bantuan sinyal pemilih atau sinyal kontrol. Dalam penyebutannya, demultiplexer sering dikemukakan dalam bentuk singkatannya saja yakni DEMUX.



2016



11



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT



Demultiplexer disebut juga sebagai penyalur data (data distributor), dan fungsinya merupakan kebalikan dari fungsi multiplexer. Gambar berikut mengilustrasikan rangkaian demultiplexer:



2016



12



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT



DaftarPustaka [1] Marian Adamski, Alexander Barkalov, Marek Wegrzyn-Design. Digital Systems and Devices. Springer (2011) [2] Tri T. Ha.Theory and Design of Digital Communication Systems. Cambridge University Press (2010) [3] Parag K. Lala. Principles of Modern Digital Design. Wiley (2007) [4] Arijit Saha, Nilotpal Manna. Digital Principles and Logic Design. Jones & Bartlett Publishers (2007) [5] John F. Wakerly. Digital Design, Principles and Practices (3rd Edition). Prentice Hall (2000) [6] John P. Uyemura. A First Course in Digital Systems Design. An Integrated Approach. Brooks Cole Publishing Company (1999) [7] Daniel D. Gajski. Principles of Digital Design. Prentice Hall (1996)



2016



13



Perancangan Sistem Digital Trya Agung Pahlevi, ST, MT