Gerbang Logika dan Contoh Soal

GERBANG LOGIKA
Gerbang-gerbang logika merupakan dasar untuk merancang dan membangun rangkaian elektronika digital. Suatu gerbang logika mempunyai satu terminal keluaran dan satu atau lebih terminal masukan. Keluaran dan masukan gerbang logika ini dinyatakan dalam kondisi HIGH (1) atau LOW (0). Dalam suatu sistem TTL level HIGH diwakili dengan tegangan 5V, sedangkan level LOW diwakili dengan tegangan 0V.
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhHWArzrN4bk3vtIlJM_TiP-9MngrGKZwEm_wX-b_THD-CJitB9bWFGEfq6lfqPXnwEBjjifGDFv0tjkPwAD3ZyLbN6C3BoFLi5bBlhmUwDscoD2-xrAsI3Ej9jigqOl-rJdqnWBRyxyuVj/s320/1.jpg
Gambar 3.1.   Simbul gerbang AND, OR, INVERTER, NAND, dan NOR yang digunakan oleh American National Standard Institute (ANSI) dan Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) (a) lama dan (b) baru.

          Dengan menggunakan gerbang-gerbang logika, kita dapat merancang suatu sistem digital yang akan mengevaluasi level masukan dan menghasilkan respon keluaran yang spesifik berdasar rancangan rangkaian logika. Gambar 3.1.a menunjukkan simbul lama dan gambar 3.1.b. simbul baru dari lima gerbang  logika dasar AND, OR, INVERTER, NAND, NOR yang digunakan oleh American National Standard Institute (ANSI) dan Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE).

1.     Gerbang AND
Gerbang  AND merupakan suatu rangkaian logika yang mempunyai 2 buah saluran masukan (input) atau lebih dari sebuah saluran keluaran (output). Suatu gerbang and akan menghasilkan sebuah keluaran biner tergantung dari kondisi masukan dan fungsinya.prinsip kerja dari gerbang AND adalah kondisi keluaran (output) akan berlogic 1 bila semua saluran masukan (input) berlogic 1. Selain itu output akan berlogic 0. Simbol gerbang logika 2 input:
A                                     Y
B
Y=A.B
Dengan persamaan boolean fungsi AND adalah Y= A.B (dibaca Y=A AND B).

Tabel 3.1  Tabel kebenaran Gerbang AND 2 masukan :
Masukan
Keluaran
A
B
CAND
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1



2.       Gerbang OR
Gerbang  OR merupakan suatu rangkaian logika yang mempunyai 2 buah saluran masukan (input) atau lebih dari sebuah saluran keluaran (output). Berapapun jumlah saluran masukan yang dimiliki oleh sebuah gerbang OR, maka tetap memiliki prinsip kerja yang sama dimana kondisi keluarannya akan berlogic 1 bila salah satu atau semua saluran masukannya berlogic 1. Selain itu output berlogic 0.


                                       
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjcSsNKOPYzS_KYeJXoFn08R-AlE18LppfJsN1ESkY13AsaTU2vBZB0IIGL-cEd4f3VkbQoOb4Vw0yBflxyx1ZAif0JTgmz5_bnXMlhn9gmcivtrnl5Je-O0lPeFH5O5ZbJoECE4FESMz5Q/s320/7.jpg

Tabel 3.4.  Tabel kebenaran Gerbang OR 2 masukan :

3.      Gerbang NOT
Gerbang inverter (NOT) merupakan suatu rangkaian logika yang berfungsi sebagai "pembalik", jika masukan berlogika 1, maka keluaran akan berlogika 0, demikian sebaliknya. Gerbang NOT memiliki 1 buah saluran masukan (input) dan 1 buah saluran keluaran (output). Gerbang NOT akan selalu menghasilkan nilai logika yang berlawanan dengan kondisi logika pada saluran masukannya. Bila pada saluran masukannya berlogic 1 maka pada saluran keluarannya akan berlogic 0 dan sebaliknya.



https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgRiyLljh78__o80iQ6PMgoTTwIjq7AKSqKcRXCa2RbqkYw2J7Ncv3UpOJORQ3OhuLi2BUC-Wafv-TOC0ncg4GmP5zddmyIEPAHZ1p79E21jvKnkM2NcmQG63GtRGPrxgqgpjE-SdSukKST/s1600/11.jpg



3.   Gerbang NAND
            Gerbang  NAND merupakan suatu rangkaian logika yang mempunyai 2 atau lebih masukan, dengan satu keluaran. Gerbang NAND merupakan rangkaian logika kombinasi dari gerbang AND yang dikuti gerbang NOT dimana keluaran gerbang AND dihubungkan ke saluran masukan dari gerbang NOT. Karena keluaran dari gerbang AND di “NOT” kan maka prinsip kerja dari gerbang NAND merupakan kebalikan dari gerbang AND. Outputnya merupakan kebalikan dari gerbang AND, yakni memberikan keadaan level logic 0 pada outputnya jika dan hanya jika keadaan semua inputnya berlogika 1.

Tabel 3.7.  Tabel kebenaran Gerbang NAND 2 masukan :
Masukan
Keluaran
A
B
CNAND
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0

4. Gerbang NOR
Gerbang  NOR merupakan suatu rangkaian logika yang mempunyai 2 atau lebih masukan, dengan satu keluaran. Gerbang NOR merupakan rangkaian logika kombinasi dari gerbang OR yang dikuti gerbang NOT.
Gerbang NOR dapat dianalogikan sebagai 2 sebuah saklar paralel yang dihubungkan paralel dengan lampu. Sama halnya dengan NAND, gerbang NOR merupakan kombinasi dari gerbang OR dengan gerbang NOT dimana keluaran gerbang OR dihubungkan ke saluran masukan dari gerbang NOT. Karena keluaran dari gerbang OR di “NOT”kan maka prinsip kerja dari gerbang NOR merupakan kebalikan dari gerbang OR. Outputnya merupakan komplemen atau kebalikan dari gerbang OR, yakni memberikan keadaan level logic o pada outputnya jika salah satu atau lebih inputnya berlogika 1.

Tabel kebenaran Gerbang NOR 2 masukan :
Masukan
Keluaran
A
B
CNOR
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
 

5.  Gerbang EXOR
Gerbang  EXOR merupakan suatu rangkaian logika khusus hanya mempunyai 2 masukan, dengan satu keluaran. Gerbang EXOR merupakan rangkaian logika kombinasi dari gerbang NOT, AND dan OR. EX-OR singkatan dari exclusive OR dimana jika input berlogic sama maka output akan berlogic 0 dan sebaliknya jika input berlogic beda maka output akan berlogic 1.

Tabel 3.11.  Tabel kebenaran Gerbang EXOR
Masukan
Keluaran
A
B
XEXOR
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
 
6. Gerbang EXNOR
Gerbang  EXNOR merupakan suatu rangkaian logika khusus hanya mempunyai 2 masukan, dengan satu keluaran. Gerbang EXNOR merupakan rangkaian logika kombinasi dari gerbang NOT, OR, dan AND. EX-NOR adalah kebalikan dari EX-OR dimana jika input berlogic sama maka output akan berlogic 1 dan sebaliknya jika input berlogic beda maka output akan berlogic 0.

 Tabel kebenaran Gerbang EXNOR
Masukan
Keluaran
A
B
XEXOR
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1




Tabel Ringkasan gerbang logika dasar
Gerbang
Logika
Exspresi
Aritmatik

Simbol
Tabel Kebenaran



AND



X =  A.B


A
B
X
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1



OR



X =  A+B



A
B
X
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1


NOT


X = A’

A
X
0
1
1
0



NAND




X = A’.B’


A
B
X
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0



NOR




X = A’+B’


A
B
X
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0




EXOR


Flowchart: Connector: +=+
 

X =A               B


A
B
X
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0



EXNOR


Flowchart: Connector: +=+
 

X’ =A              B

A
B
X
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1

Contoh Soal :
1.      Berapa jumlah sinyal masukan yang dapat dimiliki oleh suatu gerbang ? dan berapa jumlah sinyal keluarannya ?
2.      Bila kita mengkaskade (menghubungkan secara seri) tujuh buah inverter, maka seluruh rangkaian yang terjadi itu akan bertindak sebagai inverter atau non-inverter ?
3.      Inverter ganda akan terjadi bila dua inverter disusun dalam deskade. Apakah rangkaian gabungan ini berfungsi sebagai inverter atau non-inverter?
4.      Isi register 6-bit menjadi 101010. Bagaimana ekivalen desimal dari isi register itu ? dan berapa elovalen desimal dari keluaran inverter hehexsadesimal?
5.      Sebuah gerbang OR mempunyai 6 buah masukan. Berapa jumlah kata masukan yang terdapat pada logikanya ? kata manakah yang menghasilkan keluaran 0 ?

Penyelesaian :
1.      Pada sebuah gelombang terdapat 2 atau lebih sinyal masukan dan hanya menghasilkan 1 sinyal keluaran.
2.      Apabila 7 buah inverter dihubungkan secara seri, maka rangkaian akan bertindak sebagai inverter. Karena, apabila terdapat 2 inverter yang terhubung seri maka inverter akan dinon aktifkan, namun jika ada 3 inverter yang dihubung seri, maka inverter akan tetap aktif.
3.      Apabila terdapat 2 buah inverter yang terpasang seri, maka inverter tersebut tidak akan berfungsi atau akan menjadi non-inverter.
4.      -Ekivalen desimal:
1          0          1          0          1          0
25            24            23            22            21        20
= 32+8+4=4210
-Ekivalen hexsadesimal :
0010    1010
               
   2         A

Jadi, 2A16
5.      Jumlah masukannya ada 64. Kata yang menghasilkan keluaran 0.
A+B+C+D+E+F
=0+0+0+0+0+0
=0
Jadi, dari ke 64 masukan OR, hanya satu yang menghasilkan keluaran 0. Terletak di tabel pertama di tabel kebenaran.
Berikut Tabel Kebenarannya :
A
B
C
D
E
F
Y
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Makalah Gelombang Microwave

makalah Pidato