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.
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.
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.
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
|
|
||||||||||||||||
OR
|
X = A+B
|
|
|
|||||||||||||||
NOT
|
X = A’
|
|
||||||||||||||||
NAND
|
X = A’.B’
|
|
|
|||||||||||||||
NOR
|
X = A’+B’
|
|
|
EXOR
|
X =A B
|
|
|
||||||||||||||||||
EXNOR
|
X’ =A B
|
|
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
|
hai kakak novita
BalasHapusmantab
BalasHapusMantap
BalasHapus