Decoder

DECODER Pokok Bahasan : 1. Pendahuluan 2. Dasar-dasar rangkaian Decoder. 3. Mendesain rangkaian Decoder Tujuan Instruksional Khusus : 1. Mahasiswa dapat menerangkan dan memahami rangkaian Decoder. 2. Mahasiswa dapat membuat dan mendesain rangkaian Decoder 3. Mahasiswa dapat membedakan antara rangkaian Decoder Dan rangkaian bukan Decoder 1

BINARY DECODING - Mengkonversi sebuah n-bit code ke dalam sebuah 1 (satu) output yang aktif (low/high) - Rangkaiannya dapat dibentuk menggunakan AND atau OR gate. - Jumlah masukan (input) < Jumlah Keluaran (Output)

n inputs

• •

Binary Decoder

2n outputs

n input dan 2n output Hanya satu output yang aktif(low/high) dari banyak input yang diberikan 2

1-to-2 Binary Decoder Tabel 1 to 2

A n

Y0

Y1

0

1

0

1

0

1

Y0 A

1-to-2 Decoder

Y1

Rangkaian

3

2-to-4 Binary Decoder Tabel Kebenaran: X 0 0 1 1

Y F0 F1 F2 F3 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1

F0 X Y

2-to-4 Decoder

F1 F2 F3

• Dari tabel kebenaran 2 to 4 diperoleh persamaan : 2-variable minterm (X'Y', X'Y, XY' , XY)

4

Rangkaian 2-to-4 Binary Decoder F0 = X'Y' F1 = X'Y F2 = XY' F3 = XY

X

Y 5

3-to-8 Binary Decoder Tabel Kebenaran x 0 0 0 0 1 1 1 1

y 0 0 1 1 0 0 1 1

z F0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0

F1 0 1 0 0 0 0 0 0

F2 0 0 1 0 0 0 0 0

F3 0 0 0 1 0 0 0 0

F4 0 0 0 0 1 0 0 0

F5 0 0 0 0 0 1 0 0

F6 0 0 0 0 0 0 1 0

F7 0 0 0 0 0 0 0 1

F0 F1 X Y Z

3-to-8 Decoder

F2 F3 F4 F5 F6 F7

6

Rangkaian 3-to-8 Binary Decoder F0 = x'y'z' F1 = x'y'z F2 = x'yz' F3 = x'yz F4 = xy'z' F5 = xy'z F6 = xyz' F7 = xyz

x

y

z 7

Rangkaian penghasil output ‘3’ (active HIGH) untuk input 0 1 1

2

2

0 22 1

2

1

1

1 2

2

0

3 Output =

2

2

2

1

2

0

( Active LOW )

1

1

1 20

8

Implementasi Decoder untuk Full Adder Tabel Kebenaran x 0 0 0 0 1 1 1 1

y 0 0 1 1 0 0 1 1

z 0 1 0 1 0 1 0 1

C 0 0 0 1 0 1 1 1

S 0 1 1 0 1 0 0 1

S(x, y, z) = Σ (1,2,4,7) C(x, y, z) = Σ (3,5,6,7)

3-to-8 0 Decoder 1 x

S2

y

S1

z

S0

2 3 4 5 6 7

S

C

9

Catatan : untuk Output aktif ‘High’ menggunakan Gate AND dan untuk Output aktif ‘Low’ menggunakan Gate NAND. Binary to Octal Decoding Tabel kebenaran Active High output 3-Bit Biner to Octal Decoder 2

2 0 0 0 0 1 1 1 1

Input 21 20 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1

0 1 0 0 0 0 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 0

2 0 0 1 0 0 0 0 0

Output 3 4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0

5 0 0 0 0 0 1 0 0

Aktif High menggunakan AND

6 0 0 0 0 0 0 1 0

Tabel kebenaran Active Low output 3-Bit Biner to Octal Decoder 7 0 0 0 0 0 0 0 1

2

2 0 0 0 0 1 1 1 1

Input 21 22 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1

0 0 1 1 1 1 1 1 1

1 1 0 1 1 1 1 1 1

2 1 1 0 1 1 1 1 1

Output 3 4 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1

5 1 1 1 1 1 0 1 1

6 1 1 1 1 1 1 0 1

7 1 1 1 1 1 1 1 0

Aktif Low menggunakan NAND 10

2 to 4 Decoder dengan Enable Input Tabel Kebenaran :

Diagram Logic:

11

Menggunakan 2 buah decoder 3 to 8 untuk membuat decoder 4 to 16 • • •

Enable dapat bernilai ‘active high’ Pada contoh dibawah, hanya 1 decoder dapat aktif setiap saat. Input x, y, z dipilih lewat w untuk memilih decoder yang mana yang aktif.

4 input

16 output

12

Contoh Standard MSI Binary Decoders IC 74138 adalah sebuah octal decoder (3-line to 8-line) 4 5 6 A

0 1

16

A

1 2

15

0

A

2 3

14

1

13

2

12

3

11

4

10

5

9

6

VCC

1

2

3 E1 E2 E3

E

2 5

E

3 6

7

7

GND 8

74138

E1 4

E

A A A 0 1 2

0

1

2

3

4

5

6

7

15

14

13

12

11

10

9

7

VCC = Pin 16 GND = Pin 8

Pin Configurasi IC 74138

Logic Simbol IC 74138

13

Logic Diagram IC 74138 A0

A1

A2 (3)

(2)

( ) = Pin Number VCC = Pin 16

E E E3 1 2 (4)

(1)

(5)

(6)

GND = Pin 8

(7)

(9)

7

(10)

6

5

(11)

(12)

4

(13)

3

2

(14)

1

(15)

0

14

Tabel Fungsi IC 74138 INPUT E1 H X X L L L L L L L L

E2 X H X L L L L L L L L

E3 X X L H H H H H H H H

A0 X X X L H L H L H L H

OUTPUT A1 X X X L L H H L L H H

A2 X X X L L L L H H H H

0 H H H L H H H H H H H

1 H H H H L H H H H H H

2 H H H H H L H H H H H

3 H H H H H H L H H H H

4 H H H H H H H L H H H

5 H H H H H H H H L H H

6 H H H H H H H H H L H

7 H H H H H H H H H H L

NOTES H = HIGH voltage level L = LOW voltage level X = Don't care

15

Type IC DECODER yang lain Device number Function 74138 1-of-8 octal decoder (3 line-to-8 line) 7442 1-of-8 BCD decoder (4 line-to-10 line) 74154 1-of-16 hex decoder (4 line-to-16 line) 7447 BCD-to-seven segment decoder

16

ENCODER Pokok Bahasan : 1. Pendahuluan 2. Dasar-dasar rangkaian Encoder. 3. Mendesain rangkaian Encoder Tujuan Instruksional Khusus : 1. Mahasiswa dapat menerangkan dan memahami rangkaian Encoder. 2. Mahasiswa dapat membuat dan mendesain rangkaian Enecoder 3. Mahasiswa dapat membedakan antara rangkaian Encoder Dan rangkaian bukan Encoder 17

Encoding • •

Adalah proses kebalikan dari Decoding Bila sebuah Decoder mempunyai bit-bit output lebih sedikit dari bitbit input, perangkat seperti itu biasanya disebut sebagai Encoder.

N Masukan

ENCODER

M Keluaran (M
Saluran Masukan > Saluran Keluaran 18

BINARY ENCODING - Mengkonversi 2n input dan dikeluarkan ke dalam bentuk n bit output - Banyak digunakan untuk kompresi data. - Dapat dibangun menggunakan AND atau OR Gate - Jumlah masukan (input) > Jumlah Keluaran (Output)

2n input

. . .

Binary encoder

. . .

n output

19

8-to-3 Binary Encoder Pada setiap (satu) waktu hanya ada 1 input line yang mempunyai nilai ‘1’. Tabel Kebenaran Inputs

I0 1 0 0 0 0 0 0 0

I1 0 1 0 0 0 0 0 0

I2 0 0 1 0 0 0 0 0

I3 0 0 0 1 0 0 0 0

I4 0 0 0 0 1 0 0 0

Outputs

I5 0 0 0 0 0 1 0 0

I6 0 0 0 0 0 0 1 0

I7 0 0 0 0 0 0 0 1

y2 0 0 0 0 1 1 1 1

y1 0 0 1 1 0 0 1 1

y0 0 1 0 1 0 1 0 1

Octal Input

0 1 2 3 4 5 6 7

LSB Y0 Y1 Y2

Binary output MSB

Blok Diagram Octal to Biner Encoder

20

Rangkaian 8-to-3 Binary Encoder I0 I1

y2 = I4 + I5 + I6 + I7

I2 I3

y1 = I2 + I3 + I6 + I7

I4 I5 I6 I7

y0 = I1 + I3 + I5 + I7

21

Desimal to BCD Encoder Tabel kebenaran Decimal Input 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1

BCD output C B 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0

A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

Decimal input

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

A

LSB

B

BCD output

C D

MSB

Blok Diagram Desimal to BCD Encoder

22

Rangkaian Desimal to BCD Encoder 1

LSB A

2 3

B

4 5 6 7

C

8 9

D MSB

23

Decimal to BCD Encoder IC 74147 adalah sebuah decimal to BCD encoder (10-line to 4-line) INPUT 11

12

13

1

2

3

4

5

10

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7

I8

I9

A1

A0

74147

V CC = Pin 16 GND = Pin 8

A3

A2

14

6

7

9

I1 H X X X X X X X X L

I2 H X X X X X X X L H

I3 H X X X X X X L H H

I4 H X X X X X L H H H

I5 H X X X X L H H H H

OUTPUT I6 H X X X L H H H H H

I7 H X X L H H H H H H

I8 H X L H H H H H H H

I9 H L H H H H H H H H

A3 H L L H H H H H H H

A2 H H H L L L L H H H

A1 A0 H H H L H H L L L H H L H H L L L H H L

H = HIGH voltage level L = LOW voltage level X = Don't care

24

8-to-3 Priority Encoder Tabel Kebenaran Inputs

I0 0 1 X X X X X X X

I1 0 0 1 X X X X X X

I2 0 0 0 1 X X X X X

I3 0 0 0 0 1 X X X X

I4 0 0 0 0 0 1 X X X

Outputs

I5 0 0 0 0 0 0 1 X X

I6 0 0 0 0 0 0 0 1 X

I7 0 0 0 0 0 0 0 0 1

y2 x 0 0 0 0 1 1 1 1

y1 x 0 0 1 1 0 0 1 1

y0 x 0 1 0 1 0 1 0 1

Idle 1 0 0 0 0 0 0 0 0

• Idle indicator bahwa tidak ada input bernilai 1. 25

Perbandingan Priority Encoder dengan Encoder 8 to 3 •

•

Priority Encoder : H7=I7 (Highest Priority) H6=I6.I7’ H5=I5.I6’.I7’ H4=I4.I5’.I6’.I7’ H3=I3.I4’.I5’.I6’.I7’ H2=I2.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’ H1=I1. I2’.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’ H0=I0.I1’. I2’.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’ IDLE= I0’.I1’. I2’.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’ Encoder Y0 = I1 + I3 + I5 + I7 Y1 = I2 + I3 + I6 + I7 Y2 = I4 + I5 + I6 + I7 26

Priority encoder Priority Circuit

Binary encoder

I0

I0

H0

I0

I1

I1

H1

I1

I2

I2

H2

I2

Y0

I3

I3

H3

I3

Y1

I4

I4

H4

I4

Y2

I5

I5

H5

I5

I6

I6

H6

I6

I7

I7

H7

I7

Y0 Y1 Y2

IDLE

IDLE

Blok Diagram Priority Encoder (8 to 3 encoder) 27

IMPEMENTASI 4-TO-2 ENCODER dgn V indikator

Input 0 V

Tabel Kebenaran 0 1 2 3

Input 1 S0

SI S0 V

0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0

0 0 0

0 0 1

0 1 1

0 0 1 0 0 0 0 1

1 1

0 1

1 1

Input 2 Input 3

S1

28

Encoder Application (Monitoring Unit) Alarm Signal

Controller Response

Machine 1 Machine 2

Machine Code Encoder

Action Controller

Machine n

29

COMPARATOR Pokok Bahasan : 1. Pendahuluan 2. Dasar-dasar rangkaian Comparator 3. Mendesain rangkaian Comparator Tujuan Instruksional Khusus : 1. Mahasiswa dapat menerangkan dan memahami rangkaian Comparator 2. Mahasiswa dapat membuat dan mendesain rangkaian Comparator

30

Code Comparator • Sebuah rangkaian Comparator berfungsi membandingkan dua buah bilangan input / kode. • Jika digunakan untuk membandingkan dua input dan kemudian menyatakan apakah kedua input tersebut sama, lebih besar atau lebih kecil, maka rangkaian tersebut dinamakan Magnitude Comparator. Tabel Kebenaran Xi Yi

X>Y Comparator

X=Y X
Xi

Yi

X >Y

X=Y

X
0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

0

1

1

0

1

0

31

Rangkaian Comparator 2 input X dan Y

Xi

X>Y

X=Y

X
32

Comparator 2 input 2-bit

A1 A2

Tabel Kebenaran INPUT (A) A1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

(B) A2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

B1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

B2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

OUTPUT (AB) L E G 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0

A > B (G) Comparator

A = B (E)

B1 A < B (L)

B2

Blok Diagram

Dari Tabel Kebenaran, didapatkan persamaan masing-masing output

L = A1 B1 + A1 A2 B2 + A2 B1 B2 G = A1 B1 + A1 A2 B2 + A2 B1 B2 E = A1 A2 B1 B2 + A1 A2 B1 B2 + A1 A2 B1 B2 + A1 A2 B1 B2

33

Rangkaian Comparator untuk 2 buah input 2-bit A

7408 7432 7404

L

7421 7432 7421

B 7408 7404

7432 G 7421

7432

C 7421 7404 7421 D

7432 E

7421 7432

7404 7421 7432 7421

34

Soal Latihan 1. Dengan Decoder 4 to 16, buat rangkaian yang akan memberikan output HIGH saat 4 bit inputnya bernilai lebih besar dari 12. 2. Dengan menggunakan IC 74138 (3 to 8 Decoder), carilah niai output decoder tersebut jika diketahui input-inputnya adalah sebagai berikut : E3=E2=1, E1=0, A2=A1=1, A0=0 E3=1,E2=E1=0,A2=0,A1=A0=1 Semua input = 0 Semua input = 0, kecuali E3 = 1 3. Dengan menggunakan Priority Encoder : - jika ada 2 bilangan desimal berbeda diinputkan, mana yang akan diencode kan ? - diinputkan I1= I2=I3=LOW dan I4=I5=I6=I7=I8=I9=HIGH. Berapa nilai A0,A1,A2 dan A3 ? 35