Mata Kuliah Dasar Teknik Digital TKE 113

Presentasi berjudul: "Mata Kuliah Dasar Teknik Digital TKE 113"— Transcript presentasi:

1 Mata Kuliah Dasar Teknik Digital TKE 113
10. DESAIN RANGKAIAN BERURUT Ir. Pernantin Tarigan, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara USU 2006

2 Desain Pencacah Nilai, spesifikasi:
X=1 cacahan naik 2, z= 1 jika cacahan > 5 X=0 cacahan turun 1, z= 1 jika cacahan < 0 → mesin Mealy Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

3 Dasar Teknik Digital TKE 113
Desain Pencacah Nilai 1/1 1/0 5 4 2 1 3 1/0 1/1 0/0 0/1 (b) 1/0 4 2 (a) 5 4 2 1 3 1/0 1/1 0/0 0/1 (c) cc Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

4 Pencacah Nilai: Tabel Keadaan
Keadaan Keluaran Keadaan berikut sekarang A+B Z sekarang x=0 x=1 x=0 x= ABC x=0 x=1 x=0 x=1 (a) (b) Dengan penetapan keadaan seperti tabel (b) maka pers. masukan untuk realisasi dengan flip-flop T dapat ditentukan sbb.: Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

5 Realisasi dengan flio-flop T
A+B+ C+ TA TB TC ABC x=0 x=1 x=0 x=1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 xxx xxx x x x x 1 1 1 x x 00 01 11 10 xA BC xA BC xA BC xA BC 00 01 11 10 1 x TA TB TC Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

6 Desain Detektor Urutan, spesifikasi:
Z=1 jika masukan muncul dalam urutan 010. Z=0 jika urutan masukan bukan 010. Ingat keadaan telah menerima masukan 0 Ingat keadaan telah menerima masukan 01 Ingat keadaan telah menerima masukan 010 Contoh deretan masukan dan keluaran: Input X : Output Z : Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

7 Diagram Keadaan Mealy detektor urutan x= 010
S1 S0 0/0 1/0 (b) S1 S0 0/0 1/0 S2 S1 S0 0/0 1/0 (c) Desember 2006 Dari diagram ini disusun Tabel Keadaan : Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

8 Tabel Keadaan detektor urutan x= 010
Keadaan Keluaran Keadaan berikut sekarang A+B Z sekarang X=0 X=1 X=0 X= AB X=0 X=1 X=0 X=1 S S1 S S S1 S S S1 S A+ JA = B x KA = 1 B+ JB = x KB = x Z = x A AB x 00 01 11 10 x 1 Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

9 Rangkaian detektor urutan x= 010
A A J CK K B B J CK K Z Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

10 Diagram Keadaan Moore detektor urutan x= 010
Keadaan Keadaan-berikut Keluaran sekarang x = x = sekarang (Z) S S S S S S S S S S S S 1 S0 S2 S1 S3 A+ B+ A B x=0 x=1 Z Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

11 Realisasi dengan flip-flop T
AB x AB x 00 01 11 10 x 1 A+ TA = A + B x B+ TB = B x + B x = B + x Z A A T B B T A B x B x Penabuh Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

12 Penyederhanaan Tabel Keadaan
Pencocokan Baris (Row Matching) Peta Pasangan (Pair Chart) Pencocokan Baris: Perancangan detektor urutan masukan "110" atau "101" yang memberikan keluaran 1. Contoh masukan: x = z = Syarat baris sama: Keluaran sama (Potensial sama, ini pertama) Keadaan berikut untuk setiap masukan sama atau tidak konflik Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

13 Detektor urutan x= 110 & 101 Tabel Keadaan awal
Urutan Keadaan Keadaan-berikut Keluaran masukan sekarang x = 0 x = x=0 x=1 reset A B C B D E C F G D D E E F G F D E G F G Keadaan (baris) potensial sama: (A,B,C,D,E) [F dan G tak ada yang potensial sama] Syarat kesamaan: A= B: (B=D) dan (C=E); A= C: (B=F) dan (C=G); A= D: (B=D) dan (C=E); A= E: (B=F) dan (C=G); B= C: (D=F) dan (E=G); B= D: (D=D) dan (E=E); B= E: (D=F) dan (E=G); C= D: (D=F) dan (E=G) ; C= E: (F=F) dan (E=E) Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

14 Tabel Keadaan dengan B=D dan C=E
Urutan Keadaan Keadaan-berikut Keluaran masukan sekarang x = 0 x = x=0 x=1 reset A B C B D E C F G D D E D= B E F G E = C F D E G F G B C B C Urutan Keadaan Keadaan-berikut Keluaran masukan sekarang x = 0 x = x=0 x=1 reset A B C B B C A= B C F G F B C G F G Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

15 Tabel Keadaan dengan B=D, C=E dan A=B
Urutan Keadaan Keadaan-berikut Keluaran masukan sekarang x = 0 x = x=0 x=1 reset A B C B B C A= B C F G F B C G F G A A Urutan Keadaan Keadaan-berikut Keluaran masukan sekarang x = 0 x = x=0 x=1 reset A A C C F G F A C G F G Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

16 Dasar Teknik Digital TKE 113
Diagram Keadaan Akhir F C G A 1/0 0/1 0/0 1/1 Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

17 Peta Pasangan (Pair Chart) Untuk Detektor urutan x= 110 & 101
B B,D C,E C B,F C,G D,F E,G D E F X G A syarat B D dan C E terpenuhi → Kotak (B,D) & (C,E) kosong Keluaran berbeda → A & F, A & G, B & F dsb di-”cross” Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

18 Dasar Teknik Digital TKE 113
Peta Pasangan A  B hanya bila B  D dan C  E Kotak (B,D) dan (C,E) kosong → B  D dan C  E B B,D C,E C B,F C,G D,F E,G D E F X G A Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

19 Dasar Teknik Digital TKE 113
Peta Pasangan Kotak (B,F) dan (C,G) berisi X → syarat untuk kesamaan A= C dan A= E tak terpenuhi → kotak (A,C) dan (A,E) di-”cross” B C B,F C,G D,F E,G D E F X G A Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

20 Dasar Teknik Digital TKE 113
Peta Pasangan B C D E F X G A Kesetaraan total: A  B  D dan C  E → keadaan : A, C, F, G Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

21 Penetapan Keadaan (State Assignment)
Meminimumkan rangkain gerbang masukan Cara coba-coba (Trial and Error) Untuk 3 keadaan S0, S1, S2, → butuh 2 flip-flop 2 flip-flop menyediakan 4 keadaan → terdapat beberapa kombinasi keadaan yang dapat dipilih: Untuk S0= 00 terdapat 6 kombinasi: (00,01,10); (00,01,11); (00,10,01); (00,10,11); (00, 11,01); (00, 11,10); Terdapat juga sejumlah kombinasi untuk S0= 01, 10, dan11. Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

22 Dasar Teknik Digital TKE 113
Penetapan Keadaan Penetapan 00 atau 000 atau 0000 ( 0 desimal) untuk keadaan pertama (S0) tidak ada ruginya dan penetapan S0 yang bukan 0 juga tidak memberikan keuntungan Pertukaran kolom (letak bit) tidak mengubah harga realisasi: (00,01,10) sama dengan (00,10, 01) kolom 1 (A) dipertukarkan dengan kolom 0 (B) Mengkomplemenkan satu atau lebih kolom tidak mengubah harga realisasi (Untuk Flip-flop simetris RS, JK dan T): (00,01,10) sama dengan (01,11, 00) mengkomplemenkan kolom 0 (B); sama dengan (10,11,00) mengkomplemenkan kolom 1 (A). Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

23 Kombinasi 3 keadaan untuk 2 flip-flop
Keadaan Flip-flop Keadaan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Rangkaian AB S0 00 01 S1 S2 19 20 21 22 23 24 Kesamaan: 1=3=8=11=14=17=22= Jadi sebenarnya tinggal 3 pilihan: 2=4=7=12=13=18=21= atau 2 atau 5 5=6=9=10=15=16=19=20 Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

24 Dasar Teknik Digital TKE 113
Kombinasi keadaan Keadaan Keadaan-berikut Keluaran Z sekarang x = x = 1 x = 0 x = 1 S S S S S S S S S A+ B+ Z A B x=0 x=1 x=0 x= (S0,S1,S2)= (00,01,10) A+ B+ Z A B x=0 x=1 x=0 x= A+ B+ Z A B x=0 x=1 x=0 x= (S0,S1,S2)= (00,01,11) (S0,S1,S2)= (00,11,01) Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

25 Dasar Teknik Digital TKE 113
AB x 00 01 11 10 1 JA= Bx; KA= 1 JB= x ; KB= x A+ B+ Z Z = Ax (a) Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

26 Pedoman Penetapan Keadaan berdasarkan keberdekatan
Keadaan-keadaan yang untuk satu masukan mempunyai keadaan-berikut yang sama hendaknya diberikan keadaan yang berdekatan (adjacent). Keadaan-keadaan yang merupakan keadaan-berikut bagi keadaan yang sama hendaknya diberikan keadaan yang berdekatan Keadaan-keadaan yang mempunyai keluaran yang sama untuk suatu masukan hendaknya diberikan keadaan yang berdekatan. Pedoman ini digunakan dalam penyederhanaan fungsi keluaran Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

27 Penempatan keadaan-keadaan ke dalam peta Karnaugh
Mulailah menempatkan keadaan awal di kotak nol. Dahulukanlah memenuhi keberdekatan pedoman 1 dan keberdekatan yang lebih banyak dituntut Tempatkanlah 3 atau 4 keadaan yang dituntut berdekatan oleh pedoman pada 4 kotak yang berdekatan. Gunakanlah pedoman 3 dalam penyederhanaan peta keluaran, tetapi masih harus mendahulukan pedoman 1 dan 2. Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

28 Dasar Teknik Digital TKE 113
Tabel Keadaan Contoh Keadaan Keluaran Keberdekatan: Keadaan berikut sekarang sekarang X=0 X=1 X=0 X= (A,C,E,G), (A,B,D,F), (D,F), (E,G) A B C (B,C), (C,D), (B,E), (C,F)2X, (B,G)2X B D C C B E D F C E B G F F C G B G Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113

29 Peta Penetapan dengan keberdekatan
pq pq pq r 00 01 11 10 A C E G D B F 1 (a) (b) (c) (A,C,E,G), (D,F), (E,G) (A,C,E,G), (D,F), (E,G) (A,B,D,F),(D,F),(E,G) (C,F)2X, (B,G)2X (C,F)2X, (B,G)2X (C,F)2X, (B,G)2X Peta (a) : A= 000, B= 101, C= 001, D= 111, E= 110, F= 011, G= 100 Peta (b) : A= 000, B= 111, C= 001, D= 100, E= 010, F= 101, G= 011 Peta (c) : A= 000, B= 010, C= 101, D= 110, E= 111, F= 100, G= 011 Desember 2006 Ir. Pernantin, M.Sc Fahmi, S.T, M.Sc Dasar Teknik Digital TKE 113