PENGERTIAN ENCODER-DECODER DAN MULTIPLEKSER-DEMULTIPLEKSER

Pengertian Dan Jenis Gerbang Logika (Logic Gates)

1. PENGERTIAN GERBANG LOGIKA (LOGIC GATES)

 Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.

Pengertian Gerbang Logika (Logic Gates) berdasarkan wikipedia :

"Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan diode atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay), cairan, optik dan bahkan mekanik."

2. JENIS-JENIS GERBANG LOGIKA (LOGIC GATES)

  7 jenis gerbang logika :

1. Gerbang AND : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 1.
2. Gerbang OR  : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan menjadi 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 0.
3. Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.
4. Gerbang NAND : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 0, maka outputnya akan berlogika 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 0.
5. Gerbang NOR : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 1, maka outputnya akan berlogika 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 1.
6. Gerbang XOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.
7. Gerbang XNOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 0. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 1. 

 Pengertian dan Jenis-jenis Flip-Flop Beserta Rangkaiannya

1. Pengertian Flip-Flop
   
   
   Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang disimpan. Prinsip dasar dari flip-flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang dirangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial. Nama lain dari flip-flop adalah multivibrator bistabil.
   
   Jenis-Jenis Flip-Flop
   
   
   Ada berbagai jenis flip-flop ditinjau dari beberapa aspek namun pada penulisan ini yang kami bahas adalah  flip-flop yang ditinjau dari cara kerjanya yang terdiri dari:
   
   
   1. Flip-Flop RS

   Flip-flop ini mempunyai dua masukan dan dua keluaran, di mana salah satu keluarannya (y) berfungsi sebagai komplemen. Sehingga flip-flop ini disebut juga rangkaian dasar untuk membangkitkan sebuah variabel beserta komplemennya. Flip-flop RS dapat dibentuk dari kombinasi dua gerbang NAND atau kombinasi dua gerbang NOR.

   
   

   RS Flip-flop mempunyai dua masukan data, S dan R. Untuk menyimpan suatu bit tinggi, Anda membutuhkan S tinggi; untuk menyimpan bit rendah, Anda membutuhkan R tinggi. Membangkitkan dua buah sinyal untuk mendrive flip-flop merupakan suatu kerugian dalam berbagai penerapan. Tabel dibawah merupakan keringkasan suatu kemungkinan-kemungkinan masukan/keluaran bagi flip-flop RS. Kondisi masukan yang pertama adalah RS = 00. Ini berarti tidak diterapkan pemicu. Dalam hal ini keluaran Q mempertahankan nilai terakhir yang dimilikinya.

   
   

   Tabel Input Output Flip-Flop RS

   

   
   

   Kondisi masukan yang kedua adalah RS = 01 berarti bahwa suatu pemicu diterapkan pada masukan S. Seperti kita ketahui, hal ini mengeset flip-flop dan menghasilkan keluaran Q bernilai 1. Kondisi masukan yang ketiga adalah RS = 10 ini menyatakan bahwa suatu pemicu diterapkan pada masukan R. Keluaran Q yang dihasilkan adalah 0. 

   Kondisi masukan RS = 11 merupakan masukan terlarang. Kondisi ini berarti menerapkan suatu pemicu pada kedua masukan S dan R pada saat yang sama. Hal ini merupakan suatu pertentangan karena mengandung pengertian bahwa kita berupaya untuk memperoleh keluaran Q yang secara serentak sama dengan 1 dan sama dengan 0.

   
   

   

   
   

   Konsep RS Flip-Flop : 

   1. R dan S keduanya rendah berarti keluaran Q tetap berada pada keadaan terakhirnya secara tak terbatas akibat adanya aksi penggrendelan internal. 
   2. Masukan S yang tinggi mengeset keluaran Q ke 1, kecuali jika keluaran ini memang telah berada pada keadaan tinggi. Dalam hal ini keluaran tidak berubah, walaupun masukan S kembali ke keadaan rendah.
   3. Masukan R yang tinggi mereset keluaran Q ke 0, kecuali jika keluaran ini memang telah rendah. Keluaran Q selanjutnya tetap pada keadaan rendah, walaupun masukan R kembali ke keadaan rendah. 
   4. Memberikan R dan S keduanya tinggi pada saat yang sama adalah terlarang karena merupakan pertentangan (Kondisi ini mengakibatkan masalah pacu, yang akan dibahas kemudian). 

   
   

   Point-point diatas merupakan konsep dasar dalam mempelajari prinsip kerja dan fungsi RS flip-flop dalam elektronika digital.

   
   

   
   

   
   

   2. D Flip-Flop

   Nama flip-flop ini berasal dari Delay. Flip-flop ini hanya mempunyai satu masukan, yaitu D. Jenis flip-flop ini sangat banyak dipakai sebagai sel memori dalam komputer.

   D Flip-flop merupakan salah satu jenis flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop S-R. Perbedaannya dengan flip-flop S-R terletak pada inputan R, pada D Flip-flop inputan R terlebih dahulu diberi gerbang NOT, maka setiap input yang diumpankan ke D akan memberikan keadaan yang berbeda pada input S-R, dengan demikian hanya akan terdapat dua keadaan S dan R yaitu S=0 dan R=1 atau S=1 dan R=0, jadi dapat diisi. Master Save D Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang memiliki 2 latch D dan sebuah inverter. Latch yang satu bernama Master dan yang kedua bernama Slave.

   
   

   

   Gbr. Rangkaiaan Dasar D Flip-Flop

   Pada gambar diatas input Set (S) dihubungkan ke input Reset (R) pada RS flip-flop menggunakan sebuah inverter sehingga terbentuk input atau masukan baru yang diberi nama input Data (D). Dengan kondisi tersebut maka RS flip-flop berubah menjadi Data Flip-Flop (D-FF). Pada perkembanganya D flip flop ini ditambahkan dengan input atau masukan control berupa enable/clock seperti ditunjukan pada gambar berikut :

   
   

   

   Gbr. D Flip-Flop dengan Enable/Clok

   Gambar diatas memperlihatkan Data flip-flop yang dilengkapi denganmasukan enable/clock. Fungsi input enable/clock diatas adalah untuk menahan data masukan pada jalur Data (input D) agar tidak diteruskan ke rangkaian RS flip-flop. 

   Prinsip kerja dari rangkaian Data flip-flop dengan clock diatas adalahsebagai berikut. Apabila input clock berlogika 1 “High” maka input pada jalur data akan di teruskan ke rangkaian RS flip flop, dimana pada saat input jalur Data 1 “High” maka kondisi tersebut adalah Set Q menjadi 1 “High” dan pada saat jalur Data diberikan input 0 “Low” maka kondisi yang terjadi adala Reset Q menjadi 0 “Low”. 

   Kemudian Pada saat input Clock berlogika rendah maka data output pada jalur Q akan ditahan (memori 1 bit) walaupun logika pada jalur input Data berubah. Kondisi inilah yang disebut sebagai dasar dari memor 1 bit. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel Data flip-flop berikut.

   
   

   

   Gbr. tabel Kebenaran Flip-Flop D

   Dari tabel kebenaran diatas terlihat bahwa Data flip-flop merupakan dasar dari pembuatan memori digital 1 bit. Data Flip-flop sering juga disebut sebagai D-latch.

   
   

   
   

   3.JK Flip-Flop

   Dari uraian subbab-subbab sebelumnya dapat dilihat bahwa dasar dari semua flip-flop adalah flip-flop RS.  JK Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun untuk megantisipasi keadaan terlarang pada flip-flop S-R. Dalam prakteknya, ada kalanya perlu merealisasikan flip-flop tertentu daripada flip-flop yang tersedia, misalnya flipflop yang dibutuhkan tidak tersedia atau dari serpih (chip) flip-flop yang digunakan masih ada sisa flip-flop dari jenis lain yang belum termanfaatkan. Sebagaimana diuraikan di depan, flip-flop D dapat dibangun dari flip-flop JK dengan memberikan komplemen J sebagai masukan bagi K. Flip-flop D yang disusun dari flip-flop JK.

   
   

   JK flip-flop sering diaplikasikan sebagai komponen dasar suatu counter atau pencacah naik (up counter) ataupun pencacah turun (down counter). JK flip flop dalam penyebutanya di dunia digital sering di tulis dengan simbol JK -FF. Dalam artikel yang sedikit ini akan diuraikan cara membangun sebuah JK flip-flop menggunakan komponen utama berupa RS flip-flop.

   
   

   

   Gbr. JK Flip-Flop

   
   

   Gambar rangkaian diatas memperlihatkan salah satu cara untuk membangun sebuah flip-flop JK, J dan K disebut masukan pengendali karena menentukan apa yang dilakukan oleh flip-flop pada saat suatu pinggiran pulsa positif diberikan. 

   Rangkaian RC mempunyai tetapan waktu yang sangat pendek, hal ini mengubah pulsa lonceng segiempat menjadi impuls sempit. Pada saat J dan K keduanya 0, Q tetap pada nilai terakhirnya. Pada saat J rendah dan K tinggi, gerbang atas tertutup, maka tidak terdapat kemungkinan untuk mengeset flip-flop.  

   Pada saat Q adalah tinggi, gerbang bawah melewatkan pemicu reset segera setelah pinggiran pulsa lonceng positif berikutnya tiba. Hal ini mendorong Q menjadi rendah . 

   Oleh karenanya J = 0 dan K=1 berarti bahwa pinggiran pulsa lonceng positif berikutnya akan mereset flip-flopnya. Pada saat J tinggi dan K rendah, gerbang bawah tertutup dan pada saat J dan K keduanya tinggi, kita dapat mengeset atau mereset flip-flopnya. Untuk lebih jelasnya daat dilihat pada tabel kebenaran JK flip-flop berikut:

   
   

   

   Gbr. Tabel Kebenaran Flip-Flop JK

   Selain dengan tabel kebenaran, dalam memahami karakteristik JK flip-flop seperti tabel diatas dapat dapat juga dipahami melalui timing diagram dari pemberian input kepada JK flip-flop seperti ditunjukan pada gambar berikut.

   
   

   

   Gbr. Timing Diagram JK Flip-Flop

   
   

   Dari kedua penjelasan diatas (tabel kebenaran dan timing diagram) karakteristik JK flip-flop dapat kita pahami dengan cepat dan baik. Aplikasi JK flip-flop sering digunakan sebagai komponen utama suatu pencacah digital.

   
   

   
   

   4. T Flip-Flop

   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 dapat dibentuk dari flip-flop JK dengan menggabungkan masukan J dan K sebagai masukan T. Perhatikan bahwa bila T=0 akan membuat J=K=0 sehingga keadaan flip-flop tidak berubah. Tetapi bila T=1, J=K=1 akan membuat flip-flop beroperasi secara toggle.
   
   

   

          PENGERTIAN ENCODER-DECODER DAN        MULTIPLEKSER-DEMULTIPLEKSER

a.   DECODER

      ---decoder adalah sebagai rangkaian logika yang di tugaskan untuk menerima input input biner dan mengaktifkan salah satu outputnya sesuai dengan urutan biner tersebut. Kebalikan dari decoder adalah encoder .

     fungsi dekoder adalah untuk memudahkan kita dalam meyalahkan seven segmen karena itu kita mengunakan dekoder agar dapat lebih cepat meyalahkan seven segman.

        Beberapa rangkaian decoder yang sering kita jumpai saat ini adalah decoder jenis 3 x 8 (3 bit input dan 8 output line), decoder jenis 4 x 16, decoder jenis BCD to Decimal (4 bit input dan 10 output line) dan decoder jenis BCD to 7 segmen (4 bit input dan 8 output line). Khusus untuk pengertian decoder jenis BCD to 7 segmen mempunyai prinsip kerja yang berbeda dengan decoder decoder lainnya, di mana kombinasi setiap inputnya dapat mengaktifkan beberapa output linenya.

    Jika kita perhatikan, pengertian decoder sangat mirip dengan demultiplexer dengan pengecualian yaitu decoder yang satu ini tidak mempunyai data input. Sehingga input hanya di gunakan sebagai data control.

      pengertian dekoder dapat dibentuk dari susunan gerbang logika dasar atau menggukan IC, fungsi dari menggunakan IC kita dapat merancang sebuah dekoder dengan jumlah bit dan keluaran yang diinginkan. Contohnya adalah dengan merancang sebuah decoder 32 saluran keluar dengan IC decoder 8 saluran keluaran.

       

     2. ENCODER 

Encoder adalah rangkaian yang memiliki fungsi berkebalikan dengan dekoder. Encoder berfungsi sebagai rangakain untuk mengkodekan data input mejadi data bilangan dengan format tertentu. Encoder dalam rangkaian digital adalah rangkaian kombinasi gerbang digital yang memiliki input banyak dalam bentuk line input dan memiliki output sedikit dalam format bilangan biner. Encoder akan mengkodekan setiap jalur input yang aktif menjadi kode bilangan biner. Dalam teori digital banyak ditemukan istilah encoder seperti “Desimal to BCD Encoder” yang berarti rangkaian digital yang berfungsi untuk mengkodekan line input dengan jumlah line input desimal (0-9) menjadi kode bilangan biner 4 bit BCD (Binary Coded Decimal). Atau “8 line to 3 line encoder” yang berarti rangkaian encoder dengan input 8 line dan output 3 line (3 bit BCD).

B. MULTIPLEKSER

       Multiplekser adalah suatu peranti yang mampu menyalurkan beberapa jalur data ke satu jalur luaran. Multiplekser mempunyai satu atau lebih sinyal masukan yang terhubung pada masukannya. Pemilihan saluran masukan dilakukan oleh sinyal kontrol. Suatu multiplekser dengan 2n saluran masukan memerlukan n sinyal kontrol.

          Multiplexer (MUX) atau selector data adalah suatu rangkaian logika yang menerima beberapa input data, dan untuk suatu saat tertentu hanya mengizinkan satu data input masuk ke output, yang diatur oleh input selektor. Oleh karena itu, MUX memiliki fungsi sebagai pengontrol digital. MUX memiliki kanal input lebih besar dari 1 (minimal 2 atau kelipatan 2), dan hanya memiliki 1 kanal output. Jumlah selektor dilihat dari banyaknya kanal input (n).  

Penggunaan Multiplekser 
Multiplekser dapat digunakan pada :

1. Seleksi data 
2. Data routing (perjalanan data) 
3. Multiplekser biasanya menentukan perjalanan data dari satu sumber data diantara beberapa sumber ke satu tujuan.  
4. Operation sequencing (pengurutan operasi) 
5. Konversi parallel ke seri 
6. Kebanyakan system digital memproses data biner secara parallel (seluruh bit secara serentak), karena teknik ini lebih cepat. Tetapi apabila data ini harus disalurkan ke tempat-tempat yang relative jauh, susunan parallel ini menjadi tidak efektif, karena memerlukan banyak saluran transmisi.Oleh karena itu, data biner berbentuk parallel sering diubah menjadi bentuk seri sebelum disalurkan ke tujuan yang jauh. 
7.  Menghasilkan bentuk gelombang 
8. Menghasilkan fungsi logika  

2. Demultiplekser
Demultiplekser adalah suatu rangkaian yang mendistribusikan satu masukan ke lebih dari satu luaran. Demultiplekser disebut juga data distributor. Pemilihan saluran luaran dilakukan oleh sinyal kontrol. Sinyal kontrol merupakan masukan yang berfingsi untuk mengarahkan setiap sinyal masukan pada saluran luaran yang dipilih. Suatu demultiplekser dengan n sinyal kontrol akan memiliki 2n saluran luaran.

Demultiplekser (De-Mux) atau disebut juga distributor data. De-Mux memiliki satu
kanal input yang didistribusikan ke beberapa kanal output. Selektor input menentukan ke
output mana input data akan didistribusikan. Jumlah selektor dilihat dari banyaknya kanal
output.   

Semoga bermanfaat jangan lupa comment😁😁

Sumber :
 https://en.wikipedia.org/