8.20

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

    a) Prosedur

    b) Rangkaian simulasi dan prinsip kerja

    c). Video simulasi

6. Download file

 1. Pendahuluan [kembali]

Dalam dunia elektronika digital, pengolahan data secara efisien dan sistematis menjadi sangat penting, terutama dalam perancangan sistem logika yang kompleks. Salah satu komponen penting yang digunakan dalam sistem digital untuk menyederhanakan pengkodean sinyal adalah encoder. Dari berbagai jenis encoder yang ada, priority encoder (encoder prioritas) memiliki keunggulan tersendiri karena kemampuannya dalam menentukan sinyal masukan dengan prioritas tertinggi di antara beberapa sinyal aktif secara bersamaan.

Priority encoder merupakan rangkaian logika yang berfungsi untuk mengkodekan input biner dengan memberikan prioritas pada input bernilai tinggi. Dalam praktiknya, jika lebih dari satu input aktif (bernilai logika 1), maka priority encoder akan mengabaikan input dengan prioritas lebih rendah dan hanya menghasilkan output sesuai dengan input bernilai tinggi yang memiliki prioritas tertinggi. Karakteristik ini membuat priority encoder sangat berguna dalam aplikasi seperti sistem interupsi pada mikroprosesor, pengendalian perangkat, dan sistem komunikasi digital.

2. Tujuan [kembali]

•  Mengetahui dan memahami materi tentang priority encoder

• Menyelesaikan tugas mata kuliah sistem digital 

3. Alat dan Bahan [kembali]

1. Logic State

Logic state adalah kondisi atau level sinyal dalam rangkaian digital yang menunjukkan nilai logika tertentu, biasanya berupa logika tinggi (1) atau logika rendah (0). Logic state ini merepresentasikan informasi digital yang diproses oleh perangkat elektronik, seperti komputer atau mikrokontroler. Selain dua kondisi dasar tersebut, dalam beberapa sistem juga bisa terdapat kondisi tidak pasti seperti high impedance (Z) atau undefined, yang menunjukkan bahwa sinyal tidak aktif atau sedang mengambang. Pemahaman tentang logic state penting untuk desain, analisis, dan troubleshooting rangkaian digital.

2. And Gate

AND gate adalah salah satu gerbang logika dasar dalam sistem digital yang menghasilkan output bernilai logika tinggi (1) hanya jika semua input-nya juga bernilai tinggi (1). Jika salah satu atau semua input bernilai rendah (0), maka output-nya akan rendah (0).

3. Or Gate
OR gate adalah salah satu gerbang logika dasar dalam sistem digital yang menghasilkan output logika tinggi (1) jika salah satu atau lebih input-nya bernilai tinggi (1). Output hanya akan rendah (0) jika semua input bernilai rendah (0).

4. Not Gate
NOT gate, atau disebut juga inverter, adalah gerbang logika dasar yang berfungsi untuk membalikkan keadaan logika dari input-nya. Jika input bernilai 1 (HIGH), maka output-nya akan menjadi 0 (LOW), dan sebaliknya.

5. Logic Probe

Logic probe adalah alat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi dan menampilkan status logika (HIGH atau LOW) dari sinyal digital pada suatu rangkaian. Alat ini sangat berguna dalam perbaikan, pengujian, dan analisis rangkaian digital, karena memberikan informasi instan mengenai keadaan logika dari sebuah titik pengujian.

4. Dasar Teori [kembali]

1. Pengertian Sistem Digital dan Encoder

Dalam sistem digital, informasi direpresentasikan dalam bentuk sinyal logika biner, yaitu logika tinggi (1) dan logika rendah (0). Pengolahan sinyal biner ini dilakukan melalui rangkaian logika yang terdiri dari berbagai gerbang logika seperti AND, OR, NOT, NAND, NOR, dan XOR. Untuk mengorganisir dan menyederhanakan data dalam sistem digital, digunakan berbagai komponen logika kombinasi, salah satunya adalah encoder.

Encoder adalah rangkaian logika kombinasi yang berfungsi untuk mengubah sejumlah input menjadi bentuk output biner. Encoder melakukan proses pengkodean, di mana dari sejumlah masukan yang aktif, hanya satu yang akan diwakili oleh keluaran dalam bentuk bilangan biner. Encoder biasa hanya bekerja optimal jika hanya satu input aktif pada satu waktu. Namun dalam dunia nyata, tidak jarang terjadi lebih dari satu input aktif secara bersamaan, dan inilah yang menyebabkan kebutuhan akan encoder yang lebih cerdas, yaitu priority encoder.

2. Priority Encoder: Definisi dan Konsep

Priority encoder atau encoder berprioritas adalah bentuk khusus dari encoder yang memiliki kemampuan untuk menangani beberapa input aktif secara bersamaan. Sesuai dengan namanya, priority encoder memiliki sistem prioritas, yaitu akan memilih dan mengkodekan input yang memiliki tingkat prioritas tertinggi, terlepas dari berapa banyak input lain yang aktif.

Misalnya, dalam priority encoder 4-to-2, jika input I2 dan I0 aktif secara bersamaan, maka output akan mencerminkan nilai biner dari I2 karena I2 memiliki prioritas lebih tinggi dibanding I0. Dengan demikian, priority encoder menjamin bahwa hanya sinyal dengan prioritas tertinggi yang dikodekan dan dikirim sebagai output, sementara sinyal lainnya diabaikan.

3. Struktur dan Tabel Kebenaran Priority Encoder

Rangkaian priority encoder biasanya dilengkapi dengan sinyal valid atau enable output, yang menunjukkan apakah terdapat input aktif yang sedang diproses. Untuk priority encoder 4-to-2, terdapat 4 input (I0 sampai I3) dan 2 output (Y1 dan Y0). Output biner akan menunjukkan posisi input yang aktif dengan prioritas tertinggi.

Tabel Kebenaran Priority Encoder 4-to-2:

Keterangan:

- X = don't care (tidak berpengaruh)

- Output Q1 dan Q0 = kode biner dari input prioritas tertinggi yang aktif

4. Persamaan Logika Priority Encoder 4-to-2

Untuk priority encoder 4-to-2, persamaan logika output-nya dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q1 = D2 + D3

Q0 = D1·~D2 + D3

5. Implementasi Fisik

Priority encoder dapat diimplementasikan menggunakan:

- Gerbang logika dasar (AND, OR, NOT)

- IC TTL/CMOS, seperti 74LS148 (8-to-3 line priority encoder)

- Mikrokontroler atau FPGA, dengan pemrograman menggunakan VHDL/Verilog atau C

- Software simulasi digital, seperti Logisim, Proteus, atau Multisim

6. Aplikasi Priority Encoder

Priority encoder memiliki peranan penting dalam berbagai aplikasi sistem digital, terutama dalam situasi di mana keputusan harus dibuat berdasarkan urutan prioritas tertentu. Beberapa aplikasi umum meliputi:

- Sistem interupsi pada mikroprosesor: Ketika lebih dari satu perangkat meminta interupsi, priority encoder membantu CPU menentukan perangkat mana yang harus dilayani terlebih dahulu.

- Pemilihan jalur komunikasi: Dalam jaringan atau sistem komunikasi, digunakan untuk memilih sinyal dengan prioritas lebih tinggi.

- Sistem antrian digital: Untuk memilih layanan berdasarkan urutan prioritas.

- Kontrol perangkat: Digunakan untuk mengaktifkan salah satu dari banyak perangkat berdasarkan pentingnya atau urutan sinyal input.

Contoh soal (Example, Problem, dan Pilihan Ganda)

a. Example

1. Sebuah 4-input priority encoder memiliki input D3, D2, D1, D0 dengan D3 sebagai prioritas tertinggi. Jika input diberikan sebagai:

D3 = 0, D2 = 1, D1 = 1, D0 = 1

Tentukan output dari encoder tersebut!

Jawaban:

Input yang aktif: D2, D1, D0

Yang memiliki prioritas tertinggi di antara input aktif adalah D2

Output encoder = kode biner dari D2 = 10

Jawaban: 10

2. Sebuah 8-to-3 priority encoder menerima input sebagai berikut:

D7 = 0, D6 = 0, D5 = 1, D4 = 1, D3 = 0, D2 = 0, D1 = 0, D0 = 1

Tentukan output biner dari encoder!

Jawaban:

Input yang aktif: D5, D4, D0

Yang memiliki prioritas tertinggi adalah D5

Output encoder = kode biner dari D5 = 101

Jawaban: 101

b. Problem

1. Sebuah 4-input priority encoder menerima input berikut:

D3 = 1, D2 = 0, D1 = 1, D0 = 1

Tentukan output biner dari encoder dan jelaskan alasanmu! 

Jawaban:

Input yang aktif adalah: D3, D1, dan D0

Priority encoder akan memilih input dengan prioritas tertinggi, yaitu D3

Kode biner dari D3 adalah 11

Output biner: 11

Alasan:

Priority encoder selalu memilih input tertinggi yang aktif. Meskipun D1 dan D0 aktif, D3 memiliki prioritas lebih tinggi, maka output menunjukkan posisi D3.

2. Sebuah priority encoder menghasilkan output 011. Berapa input tertinggi yang aktif? Jelaskan bagaimana kamu mengetahuinya!

Jawaban:

Output 011 adalah bilangan biner yang setara dengan desimal 3

Artinya, input nomor 3 yang aktif, yaitu D3

Karena ini adalah output dari priority encoder, maka dapat disimpulkan bahwa D3 adalah input tertinggi yang aktif pada saat itu

Input tertinggi yang aktif: D3

Alasan:

Output encoder menyatakan posisi input aktif dengan prioritas tertinggi dalam bentuk biner. 011 = 3 → maka D3 adalah yang dipilih oleh encoder.

c. Soal Pilihan Ganda

1. Sebuah 4-to-2 priority encoder memiliki prioritas dari input tertinggi ke terendah: D3 > D2 > D1 > D0. Jika inputnya adalah D3=0, D2=0, D1=0, D0=1, maka output encoder adalah...

A. 00

B. 01

C. 10

D. 11

2. Apa fungsi utama dari priority encoder?

A. Mengaktifkan semua output saat input aktif

B. Mengubah semua input menjadi kode desimal

C. Menentukan output berdasarkan input dengan prioritas tertinggi yang aktif

D. Memproses semua input secara paralel dan acak

5. Pecobaan [kembali]

   A. Langkah-langkah Percobaan

• Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus

• Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.

• Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian

• Selanjutnya, hubungkan  semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh

• Lalu mencoba menjalankan rangkaian, jika tidak terjadi error, maka rangkaian akan berfungsi yang berarti rangkaian bekerja.

  B. Prinsip Kerja

Rangkaian pada gambar dapat dijelaskan prinsip kerjanya dengan menghubungkannya pada konsep priority encoder. Priority encoder adalah rangkaian logika yang menerima beberapa input dan menghasilkan output biner yang menunjukkan posisi input dengan prioritas tertinggi yang aktif (biasanya logika ‘1’). Dalam rangkaian ini, terdapat tiga input: D1, D2, dan D3, yang secara struktural dan fungsional dapat diasumsikan memiliki tingkatan prioritas, misalnya D3 memiliki prioritas tertinggi, diikuti D2, lalu D1.

Input D1 terlebih dahulu melalui gerbang NOT, kemudian hasilnya bersama D3 masuk ke gerbang OR untuk menghasilkan output Y. Sementara itu, input D2 dan D3 langsung masuk ke gerbang OR lainnya untuk menghasilkan output X. Dengan logika ini, jika D3 aktif (bernilai 1), maka D3 akan mendominasi kedua output X dan Y karena pada gerbang OR, nilai 1 akan langsung menghasilkan keluaran 1 tanpa mempedulikan input lain. Jika D3 tidak aktif, maka D2 akan berperan pada output X, dan Y akan dipengaruhi oleh ¬D1. Hal ini menggambarkan karakteristik priority encoder, di mana input dengan prioritas lebih tinggi akan mengabaikan input dengan prioritas lebih rendah yang juga aktif.

Dengan demikian, rangkaian ini secara prinsip bekerja sebagai priority encoder sederhana yang menghasilkan dua output berdasarkan prioritas input yang diberikan, dengan D3 sebagai prioritas tertinggi.

C. Video simulasi

  

6. Download File [kembali]

• Download File HTML klik disini
• Download File Rangkaian figure 8.20 klik disini
• Download Datasheet And Gate klik disini
• Download Datasheet Or Gate klik disini

[menuju awal]