8.21

[menuju akhir]

 1. Pendahuluan [kembali]

Dalam sistem digital, proses pengolahan dan penyajian data membutuhkan perangkat logika yang mampu menerjemahkan informasi dari satu bentuk representasi ke bentuk lain. Salah satu komponen penting dalam proses ini adalah decoder. Decoder merupakan rangkaian logika kombinasi yang berfungsi untuk mengubah input dalam bentuk kode biner menjadi output yang unik dan sesuai dengan kombinasi input tersebut. Dengan kata lain, decoder mengambil input biner dan mengaktifkan salah satu dari sejumlah output berdasarkan kombinasi input tersebut. Komponen ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi digital seperti sistem memori, tampilan tujuh segmen (seven segment display), pemilih jalur (data routing), dan unit kendali dalam mikroprosesor. Decoder juga menjadi bagian fundamental dalam proses pengalamatan memori dan seleksi data. Dalam laporan ini akan dibahas prinsip kerja decoder, struktur logika dasar, serta implementasi dan penerapannya dalam sistem digital modern.

2. Tujuan [kembali]

•  Mengetahui dan memahami materi tentang decoder
• 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 Decoder

Decoder adalah suatu rangkaian logika kombinasi yang digunakan untuk mengubah input biner menjadi output yang sesuai dengan nilai biner tersebut dalam bentuk aktivasi salah satu output dari sejumlah output yang tersedia. Decoder menerima input dalam bentuk kode biner dan akan mengaktifkan hanya satu output yang bersesuaian dengan kombinasi input tersebut, sedangkan output lainnya akan berada dalam kondisi tidak aktif (logika 0).

Decoder merupakan kebalikan dari encoder. Jika encoder bertugas mengkodekan beberapa input menjadi representasi biner yang lebih ringkas, maka decoder bekerja sebaliknya, yaitu mendekodekan sinyal biner menjadi bentuk satu-out-of-n, di mana hanya satu output aktif berdasarkan kombinasi input.

2. Prinsip Kerja

Decoder bekerja berdasarkan logika biner dan hukum-hukum dasar dalam aljabar Boolean. Kombinasi input (dalam bentuk bit) digunakan untuk mengaktifkan salah satu output, dan kondisi tersebut digambarkan dengan persamaan logika dan tabel kebenaran.
Contoh untuk decoder 2-ke-4:
Jumlah input = 2 (misal A dan B)
Jumlah output = 2² = 4 (misal D0, D1, D2, D3)
Persamaan logikanya:
D0 = A’B’
D1 = A’B
D2 = A B’
D3 = A B
Notasi: tanda ' berarti NOT atau inversi logika.

3. Struktur Umum Decoder

- Input (n bit): Menentukan berapa banyak jalur output yang bisa dikendalikan.
- Output (2ⁿ): Setiap kombinasi input akan mengaktifkan satu output.
- Enable (opsional): Sinyal kontrol yang mengaktifkan atau menonaktifkan kerja decoder.

4. Tabel Kebenaran


2 To 4 Decoder


3 To 8 Decoder


4 To 16 Decoder

Dalam teori sistem digital, decoder digunakan untuk:

- Pemilihan alamat dalam memori (memory address decoding)

- Display output (misalnya mengubah BCD ke 7-segment display)

- Pengendali multiplexer

- Sebagai bagian dari kontrol unit dalam CPU


Contoh soal (Example, Problem, dan Pilihan Ganda)
a. Example
1. Sebuah 2-to-4 decoder memiliki dua input A dan B serta empat output Y0 sampai Y3. Tentukan output yang aktif jika A = 1 dan B = 0!
Jawaban:
Input AB = 10 (dalam biner) → ini sama dengan angka 2 dalam desimal.
Maka, output Y2 = 1, dan semua output lainnya Y0, Y1, Y3 = 0.

2. Jika input sebuah 3-to-8 decoder adalah 101, output mana yang akan aktif?
Jawaban:
Input 101 (biner) = 5 (desimal).
Jadi, output Y5 akan aktif (Y5 = 1), sedangkan output Y0 sampai Y4 dan Y6, Y7 akan tetap 0.

b. Problem
1. Sebuah sistem menggunakan dua buah 2-to-4 decoder untuk membentuk decoder 3-to-8. Jelaskan bagaimana cara kerja penggabungan tersebut dan peran masing-masing sinyal enable! 
Jawaban:
Untuk membentuk decoder 3-to-8 dari dua decoder 2-to-4, satu input (bit paling signifikan) digunakan untuk mengaktifkan salah satu decoder melalui pin enable. Dua input lainnya digunakan sebagai input biner ke kedua decoder.

Contoh:
Bit input A2 (paling kiri) digunakan untuk memilih decoder yang aktif.
Jika A2 = 0 → enable decoder pertama, jika A2 = 1 → enable decoder kedua.
A1 dan A0 menjadi input ke decoder yang aktif, menghasilkan 4 output dari masing-masing decoder.
Dengan begitu, total 8 output dapat dihasilkan sesuai kombinasi input A2A1A0.

2. Rancang tabel kebenaran dari decoder 2-to-4 dengan input A dan B, serta satu sinyal enable (EN). Tunjukkan bagaimana output berubah saat EN = 0 dan EN = 1.
Jawaban:


c. Soal Pilihan Ganda
1. Apa fungsi utama dari sebuah decoder dalam rangkaian digital?
A. Menggabungkan beberapa sinyal menjadi satu
B. Mengubah kode biner menjadi sinyal satu-ke-banyak
C. Menyimpan data sementara
D. Menghasilkan clock untuk sistem

2. Dalam decoder 3-to-8, berapa banyak output yang akan aktif pada satu waktu jika enable aktif?
A. 0
B. 1
C. 3
D. 8

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


Prinsip kerja rangkaian decoder 2-to-4, 3-to-8, dan 4-to-16 pada dasarnya sama, yaitu mengubah input biner menjadi aktivasi satu output dari sejumlah output yang tersedia, tergantung pada kombinasi bit input. Pada decoder 2-to-4, terdapat dua input yang menghasilkan empat kombinasi biner (00 hingga 11), sehingga hanya satu dari empat output (Y0–Y3) yang aktif sesuai input tersebut. Decoder 3-to-8 memiliki tiga input dan delapan output, dengan delapan kemungkinan kombinasi input biner (000 hingga 111), di mana satu output (Y0–Y7) akan aktif berdasarkan nilai input. Sementara itu, decoder 4-to-16 memiliki empat input dan menghasilkan enam belas output (Y0–Y15), sehingga untuk setiap kombinasi input dari 0000 hingga 1111, satu output akan aktif. Pada ketiganya, jika sinyal enable disertakan, decoder hanya akan berfungsi ketika sinyal tersebut aktif (biasanya bernilai ‘1’); jika tidak, semua output akan tetap tidak aktif (logika ‘0’). Rangkaian ini umumnya dibangun dari gerbang logika dasar seperti AND dan NOT untuk menghasilkan pola aktivasi yang tepat pada output berdasarkan input biner. Decoder digunakan luas dalam sistem digital untuk pemilihan jalur data, pengalamatan memori, dan pengendalian unit-unit dalam sistem mikroprosesor.

C. Video simulasi





  
6. Download File [kembali]
[menuju awal]

 






Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

ELEKTRONIKA

Gambar
  BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2023 OLEH: Nama : Salwa Salsabilla Nim : 2310952030 Dosen Pengampu: Darwison, M.T Referensi:  1. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978- 602-9081-10-7, CFerila, Padang  2. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-   602-9081-10-7, CV Ferila, Padang 3 . Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  4 . Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.  5 . Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005  6 . Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.  7. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2015.  
Baca selengkapnya

SISTEM DIGITAL

Gambar
1   BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH SISTEM DIGITAL 2025 OLEH: Nama : Salwa Salsabilla Nim : 2310952030 Dosen Pengampu: Darwison, M.T Referensi:  a. Anil K. Maini, 2007, ”Digital Electronics: Principles, Devices and Applications ”, John Wiley & Sons, Ltd b. Wijaya W. N., 2006, ”Teknik Digital”, Erlangga, Jakarta c. Roger, L. T., 2005, “Elektronika Digital”, Erlangga, Jakarta d. Darwison, 2020, Teori, rancangan dan aplikasi sistem digital disertai simulasi dengan Proteus, Andalas university Press.  
Baca selengkapnya