Fig 6.16

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

FIG 6.16

1. Pendahuluan [Kembali]

Materi mengenai penggabungan dua IC 74HC382 sebagai penjumlah 8-bit merupakan penerapan dari konsep dasar aritmatika digital, khususnya dalam membangun unit logika aritmatika (ALU) yang mampu melakukan operasi penjumlahan secara paralel. IC 74HC382 sendiri adalah ALU 4-bit yang dapat melakukan berbagai operasi logika dan aritmatika tergantung pada konfigurasi input kontrolnya. Dengan menggabungkan dua IC ini secara berantai—dimana output carry dari IC pertama menjadi input carry bagi IC kedua—maka dapat dibentuk sistem yang mampu menjumlahkan dua bilangan biner 8-bit. Pemahaman rangkaian ini sangat penting dalam desain sistem digital dan komputer, karena menunjukkan bagaimana operasi dasar matematika dapat diimplementasikan secara elektronik menggunakan perangkat logika terintegrasi.

2. Tujuan [Kembali]

1. Memahami cara kerja ALU 4-bit (74HC382) dalam melakukan operasi aritmatika, khususnya penjumlahan biner, berdasarkan konfigurasi input kontrol logika.

2. Menganalisis prinsip penggabungan dua IC ALU secara berantai untuk memperluas operasi aritmatika dari 4-bit menjadi 8-bit menggunakan propagasi carry.

3. Meningkatkan kemampuan merancang dan mensimulasikan rangkaian digital yang melibatkan kombinasi komponen logika untuk aplikasi komputasi dasar dalam sistem digital

3. Alat dan Bahan [Kembali]

A. Alat

IC 74LS382

IC 74LS382 adalah sebuah Arithmetic Logic Unit (ALU) 4-bit dari seri TTL (Transistor-Transistor Logic) 74LS, yang berfungsi untuk melakukan operasi aritmatika dan logika dasar pada data biner 4-bit. IC ini termasuk dalam keluarga logika seri 74LS dan digunakan untuk memproses data dalam bentuk logika digital. ALU seperti 74LS382 sering digunakan dalam CPU sederhana, kalkulator digital, atau sistem pembelajaran komputer dasar.

Logic State

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.

Pinout:

Logic Probe

Logic probe adalah alat elektronik sederhana yang digunakan untuk mengukur dan memantau logika sinyal digital (HIGH/LOW) pada rangkaian elektronik, terutama dalam sistem digital seperti rangkaian TTL dan CMOS.

IC 74HC382

Spesifikasi:

Jenis IC: Menggunakan dua buah IC 74HC382 (4-bit ALU - Arithmetic Logic Unit).

Jumlah Bit: Penjumlahan 8-bit, terdiri dari dua bagian:

IC pertama untuk bit rendah (A0–A3 dan B0–B3)

IC kedua untuk bit tinggi (A4–A7 dan B4–B7)

Input: Dua buah bilangan biner 8-bit: A0–A7 dan B0–B7

Sinyal kontrol: S2, S1, S0 = 010 untuk operasi penjumlahan

CN4 (Carry In awal): diatur ke logika rendah (0)

Output: Hasil penjumlahan 8-bit: F0–F7

OVR (Overflow indicator) untuk deteksi overflow dari bit tertinggi

Koneksi Carry: Carry Out dari IC pertama terhubung ke Carry In dari IC kedua

Tegangan Operasi: Umumnya +5V (sesuai spesifikasi standar TTL/CMOS)

Tujuan Fungsi: Melakukan penjumlahan dua bilangan biner 8-bit secara paralel menggunakan logika hardware.

Logic State

Jenis: Alat indikator logika digital

Spesifikasi:

Menampilkan status HIGH (1) atau LOW (0) pada output Q0 – Q7

Digunakan untuk memantau output dari shift register secara visual

Logic Probe

Jenis: Probe untuk memantau logika input/output

Spesifikasi:

Memberikan indikator visual pada kondisi logika (High/Low)

Ditempatkan pada pin untuk membaca kondisi sinyal

4. Dasar Teori [Kembali]

IC 74HC382 merupakan sebuah Arithmetic Logic Unit (ALU) 4-bit yang dirancang untuk melakukan berbagai operasi aritmatika dan logika berdasarkan kombinasi input kontrol S2, S1, dan S0. Salah satu fungsi utama dari IC ini adalah melakukan penjumlahan biner, yaitu menambahkan dua buah angka biner 4-bit yang diberikan melalui input A (A0–A3) dan B (B0–B3). Selain itu, IC ini juga dilengkapi dengan input Carry-in (CN4) dan output Carry-out, yang memungkinkan hasil penjumlahan melibatkan bit lanjutan jika terjadi overflow atau perluasan bit ke unit lain.

Dalam konteks penjumlahan 8-bit, dua buah IC 74HC382 dapat digabungkan secara berantai, di mana IC pertama bertugas menjumlahkan 4 bit rendah dan IC kedua menjumlahkan 4 bit tinggi. Carry-out dari IC pertama menjadi Carry-in bagi IC kedua, sehingga memastikan akurasi hasil penjumlahan secara menyeluruh dari LSB (Least Significant Bit) hingga MSB (Most Significant Bit). Dengan konfigurasi kontrol S2S1S0 = 010, kedua IC akan bekerja dalam mode penjumlahan A + B. Hasil akhir dari penjumlahan dapat diambil dari pin output F0–F3 pada masing-masing IC, dan overflow dapat dideteksi melalui pin OVR.

Penerapan rangkaian seperti ini menjadi dasar dalam perancangan sistem digital, terutama pada arsitektur komputer dan mikrokontroler, di mana operasi aritmatika dasar seperti penjumlahan dilakukan secara paralel dan cepat melalui rangkaian logika. Pemahaman terhadap penggabungan ALU 4-bit menjadi sistem 8-bit juga menjadi fondasi dalam mempelajari desain unit pemrosesan (processor unit), termasuk bagaimana data biner diproses dalam sistem digital secara efisien dan akurat.

5. Percobaan [Kembali]

a. Prosedur

Siapkan Komponen

Op-amp (misalnya IC 741), resistor dengan nilai 1 kΩ, 2 kΩ, 4 kΩ, 8 kΩ, resistor feedback (misalnya 10 kΩ), sumber tegangan DC (misalnya +5V), kabel jumper, saklar atau push-button, dan breadboard.

Pasang Op-Amp di Breadboard

Letakkan IC op-amp pada breadboard dan pastikan setiap pin mudah diakses.

Rangkai Resistor Pembobot

Hubungkan keempat resistor dengan nilai 8 kΩ, 4 kΩ, 2 kΩ, dan 1 kΩ ke masing-masing input digital (A, B, C, D) mulai dari LSB hingga MSB.

Ujung resistor lainnya disatukan ke input inverting op-amp (pin 2).

Hubungkan Sumber Input Digital

Sambungkan sisi input resistor ke saklar yang dapat memilih antara logika 0 (ground) dan logika 1 (+5V) sebagai masukan digital.

Pasang Resistor Feedback

Hubungkan resistor feedback (misalnya 10 kΩ) antara output op-amp (pin 6) dan input inverting (pin 2).

Sambungkan Power Op-Amp

Hubungkan pin V+ (pin 7) ke +12V dan V− (pin 4) ke -12V atau ground tergantung kebutuhan op-amp.

Hubungkan Output

Ambil output analog dari pin 6 op-amp untuk dihubungkan ke voltmeter atau osiloskop guna melihat hasil tegangan analog.

Lakukan Pengujian

Uji kombinasi input digital mulai dari 0000 hingga 1111 dan amati perubahan tegangan output analog secara bertahap dan proporsional.

b. Rangkaian simulasi dan prinsip kerja

Prinsip Kerja : IC 74HC382 bekerja sebagai ALU 4-bit yang dapat melakukan operasi aritmetika seperti penjumlahan dengan bantuan input kontrol. Untuk membentuk penjumlah 8-bit, dua IC 74HC382 dikaskadekan sehingga satu IC menangani 4-bit bagian bawah (bit 0–3) dan IC kedua menangani 4-bit bagian atas (bit 4–7) dari dua operand 8-bit. Masing-masing IC menerima dua set input data 4-bit (A dan B) serta sinyal kontrol untuk menentukan jenis operasi. IC pertama yang mengolah bit rendah menerima carry-in (C₀) dari luar, biasanya diset ke logika 0 untuk penjumlahan awal. Output carry-out dari IC pertama (C₄) kemudian dihubungkan ke input carry-in dari IC kedua sebagai propagasi carry.

Selama proses penjumlahan, IC pertama melakukan operasi penjumlahan terhadap bit-bit A0–A3 dan B0–B3, menghasilkan 4-bit hasil pertama dan carry-out jika terjadi overflow. Carry-out ini menjadi input carry bagi IC kedua, yang kemudian menjumlahkan bit-bit A4–A7 dan B4–B7 beserta carry yang diteruskan dari IC pertama. Hasil dari kedua IC tersebut digabungkan untuk membentuk output 8-bit penuh. Proses propagasi carry antar-IC ini memungkinkan kedua ALU bekerja secara berurutan untuk menyelesaikan penjumlahan yang lebih besar dari kemampuan individualnya. Prinsip kerja ini merupakan dasar dari pembentukan penjumlah berukuran lebih besar dalam sistem digital, yang banyak digunakan dalam unit pemrosesan mikroprosesor dan rangkaian logika aritmetika kompleks.

Cari Blog Ini

MELYSHA SURYANI

Fig 6.16

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Tubes

Fig 10.63

Fig 14.43