Rangkaian Logika

Rangkaian Logika Sequensial dan Kombinasional

1. Rangkaian Logika Sequensial

Rangkaian Logika Sequensial  adalah rangkaian yang mempunyai output yang tidak hanya bergantung pada masukan sekarang, melainkan juga pada masukan sebelumnya. Dari segi susunan, rangkaian sequensial merupakan suatu rangkaian yang berisi paling sedikit satu elemen memori. Sequential Logic Circuit atau juga bisa disebut Rangkaian Logika Sekuensial, adalah rangkaian logika yang memperhatikan adanya faktor clock (waktu).

Prinsip Kerja

Rangkaian sekuensial memiliki prinsip kerja yang berbeda dengan rangkaian kombinasional. Keluaran suatu rangkaian sekuensial tidak hanya tergantung dari kondisi saluran masukannya, tetapi juga tergantung dari kondisi keluaran sebelumnya. Rangkaian sekuensial memiliki elemen umpan balik. Rangkaian sekuensial dapat dibedakan menjadi rangkaian sekuensial sinkron serta rangkaian sekuensial asinkron. Semua perpindahan state (keadaan) pada rangkaian sekuensial sinkron dilakukan secara serentak berdasarkan suatu clock tertentu. Rangkaian sekuensial asinkron tidak memiliki clock seperti rangkaian sekuensial sinkron, sehingga perpindahan state pada rangkaian sekuensial asinkron dapat terjadi kapan saja dengan memanfaatkan konsep kestabilan.

Berdasarkan waktu sinyal, dapat dibedakan menjadi :

·         Rangkaian sekuensial sinkron

Operasinya disinkronkan dengan pulsa waktu yang dihasilkan oleh pembangkit pulsa yang merupakan masukan bagi rangkaian. Sehingga keluaran akan berubah hanya setiap adanya masukan  pulsa waktu, meskipun inputnya tidak berubah.

·         Rangkaian sekuensial asinkron :

Operasinya hanya bergantung pada input, dan dapat dipengaruhi setiap waktu.

Piranti sekuensial : Flip-flop, register dan counter.

a.      Flip-Flop (FF)

Flip-flop adalah perangkat bistabil, hanya dapat berada pada salah satu statusnya saja, jika input tidak ada, FF tetap mempertahankan statusnya. Maka FF dapat berfungsi sebagai memori 1-bit. Flip-Flop disebut juga kancing, multivibrator,biner. Flip-flop dapat dibuat dari dua buah gerbang NAND atau NOR berikut ini:

Flip-flop terdiri dari berbagai type :

- RS Flip-flop

 

- JK Flip-flop

 

- D Flip-flop

 

- T Flip-flop

b.     Register

Register sebagai memori sementara untuk penggeseran data ke kiri atau ke kanan.Dibangun dari kumpulan flip-\, banyaknya flip-flop menentukan panjang register dan juga panjang kata biner yang dapat disimpan di dalam register. Register terdiri dari :

-          Register Seri, dan

-          Register Paralel

c.       Counter

Merupakan rangkaian logika pengurut yang membutuhkan karakteristik memori dan sangat ditentukan oleh pewaktu. Disusun dari sejumlah flip-flop.

Karakteristik utamanya :

1.    Jumlah hitungan maksimum (modulus pencacah)

2.    Menghitung ke atas (up counter) atau ke bawah (down counter) Operasi sinkron (serempak, pencacah paralel) atau asinkron (seri, pencacah gelombang)

3.   Operasi sinkron (serempak, pencacah paralel) atau asinkron (seri, pencacah gelombang)

2. Rangkaian Logika Kombinasional

Rangkaian kombinasional adalah gerbang logika yang memiliki output yang selalu tergantung pada kombinasi input yang ada/ rangkaian logika yang meiliki input dan output dalam waktu yang bersamaan . Rangkaian kombinasional melakukan operasi yang dapat ditentukan secara logika dengan memakai sebuah fungsi boolean.

Adapun aturan dalam aljabar klasik yang juga berlaku pada Aljabar Boolean, yaitu :

a. Komutatif  : A + B = B + A(penjumlahan),dan perkalian : AB=BA

b. Asosiatif    : A + (B + C) = (A + B) + C(penjumlahan),dan perkalian : A(BC) = (AB)C.

c. Distributif  : A(B + C) = AB + AC dan  (A + B)(C + D) = AC + AD + BC + BD (hanya penjumlahan).

Ada beberapa Rangkaian Logika Kombinasional, yaitu :

1. Enkoder

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

Enkoder disusun dari gerbang gerbang logika yang menghasilkan keluaran biner sebagai hasil tanggapan adanya dua atau lebih variabel masukan. Hasil keluarannya dinyatakan dengan aljabar boolean, tergantung dari kombinasi – kombinasi gerbang yang digunakan.

Satu kombinasi masukan hanya dapat mewakili satu kombinasi keluaran.

Gambar Diagram Enkoder

Gambar Tabel kebenaran dan Rangkaian Logika Enkoder

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.

 

Gambar Diagram Dekoder

Gambar Rangkaian Dekoder

3. 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.

Gambar Diagram Multiplexer

 


Gambar Tabel Kebenaran dan Rangkaian Multiplexer 2 Input

4. Demultiplexer

Rangkaian logika kombinasional Demultiplexer atau biasa di sebut Demux 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. Berkebalikan dari multiplexer yang dapat dipilih intputnya, demultiplexer ini yang dipilih adalah outputnya.

Gambar Diagram Demux


Gambar Tabel Kebenaran dan Rangkaian Demultiplexer

Perbedaan antara Rangkaian  Logika Sequensial dan Rangkaian Logika Kombinasional

Perbedaan antara keduanya yaitu :

Rangkaian kombinasional terdiri dari gerbang logika yang memiliki output yang selalu tergantung pada kombinasi input yang ada. Sedangkan Rangkaian Sekuensial merupakan rangkaian logika yang keadaan outputnya tergantung pada keadaan input – inputnya juga tergantung pada keadaan output sebelumnya.Rangkaian kombinasional melakukan operasi yang dapat ditentukan secara logika memakai sebuah fungsi boolean. Rangkaian sekuensial juga didefinisikan  sebagai rangkaian logika yang outputnya tergantung waktu.