8.1 Multiplexer
1. Tujuan[kembali]
1. Memahami teori tentang multiplexer.
2. Memahami pengaplikasian tentang multiplexer.
2. Alat dan Bahan[kembali]
Alat
1. Voltmeter
Voltmeter adalah sebuah alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik.
2.Ampermeter
Amperemeter adalah salah satu alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur seberapa besar kuat arus listrik yang terdapat pada sebuah rangkaian
3.Power supply
Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.
Bahan:
1. IC 74151
IC 74151 merupakan salah satu dari sekian banyak kompenen multiplexer. IC 74151 memiliki 8 pin input dan juga mempunyai 3 selection dan ada pin enabled. Pada pin output terdapat 2 pin yang memilik output berlawanan.
Spesifikasi :
2. D Flip Flop
D Flip-flop merupakan salah satu jenis Flip-flop yang dibangun dengan menggunakan Flip-flop RS. Perbedaan dengan Flip-flop RS terletak pada inputan R, pada D Flip-flop inputan R terlebih dahulu diberi gerbang NOT. maka setiap masukan ke D FF ini akan memberi keadaan yang berbeda pada input RS, dengan demikian hanya terdapat 2 keadaan “SET” dan “RESET” S=0 dan R=1 atau S=1 dan R=0, jadi dapat disi.
3. Inverter
Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (Pembalik) karena menghasilkan Keluaran (Output) yang berlawanan (kebalikan) dengan Masukan atau Inputnya. Berarti jika kita ingin mendapatkan Keluaran (Output) dengan nilai Logika 0 maka Input atau Masukannya harus bernilai Logika 1. Gerbang NOT biasanya dilambangkan dengan simbol minus (“-“) di atas Variabel Inputnya.
4. Gerbang logika AND ( IC 4081 )
Gerbang AND (IC 4081) memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0.
Konfigurasi pin :
- Pin 7 adalah suplai negatif
- Pin 14 adalah suplai positif
- Pin 1 & 2, 5 & 6, 8 & 9, 12 & 13 adalah input gerbang
- Pin 3, 4, 10, 11 adalah keluaran gerbang
Spesifikasi :
- Fungsi : Quad 2-Input AND Gate
- Propagation delay : 55 ns
- Level tegangan I/O : CMOS
- Kemasan : DIP 14-pin
5. Gerbang Logika OR ( IC 4071)
OR adalah suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output berlogika 0 apabila semua inputnya berlogika 0 dan sebaliknya output berlogika 1 apabila salah satu, sebagian atau semua inputnya berlogika 1.
Konfogurasi Pin :
Spesifikasi :
Tegangan Suplai: 5 hingga 7V
Tegangan Input: 5 hingga 7V
Kisaran suhu pengoperasian = -55 ° C hingga 125 ° C
Tersedia dalam paket SOIC 14-pin
3. Dasar Teori[kembali]
Multiplexer atau MUX, juga disebut selektor data, adalah rangkaian kombinasional dengan lebih dari satu jalur masukan, satu jalur keluaran dan lebih dari satu jalur pemilihan. Ada beberapa IC multiplexer itu memberikan keluaran yang saling melengkapi. Juga, multiplexer dalam bentuk IC hampir selalu memiliki ENABLE atau input STROBE, yang harus aktif agar multiplekser dapat melakukan yang diinginkan fungsi. Multiplexer memilih informasi biner yang ada di salah satu jalur input, tergantung pada status logika dari input seleksi, dan merutekannya ke jalur output. Jika ada n garis seleksi, maka jumlah jalur input maksimum yang mungkin adalah 2n dan multiplexer disebut sebagai 2n-to-1 multiplexer atau multiplexer 2n × 1. Gambar 8.1 (a) dan (b) masing-masing menunjukkan representasi rangkaian dan tabel kebenaran multiplexer 4-ke-1 dasar.
Untuk membiasakan pembaca dengan perangkat multiplekser praktis yang tersedia dalam bentuk IC, Gambar 8.2 dan 8.3 masing-masing menunjukkan representasi rangkaian dan tabel fungsi multiplexer 8-ke-1 dan 16-ke-1. Itu Multiplexer 8-ke-1 dari Gambar 8.2 adalah nomor tipe IC 74151 dari keluarga TTL. Ini memiliki RENDAH aktif AKTIFKAN masukan dan berikan keluaran pelengkap. Gambar 8.3 mengacu pada nomor jenis IC 74150 keluarga TTL. Ini adalah multiplexer 16-ke-1 dengan input LOW ENABLE aktif dan output LOW aktif.
Kami akan menjelaskan secara singkat jenis rangkaian logika kombinasional yang ditemukan di dalam multiplexer oleh mempertimbangkan multiplexer 2-ke-1 pada Gambar 8.4 (a), tabel fungsional yang ditunjukkan pada Gambar. 8.4 (b). Gambar 8.4 (c) menunjukkan kemungkinan diagram logika dari multiplekser ini. Rangkaian berfungsi sebagai berikut:
• Untuk S = 0, ekspresi Boolean untuk output menjadi Y = I0.
• Untuk S = 1, ekspresi Boolean untuk keluaran menjadi Y = I1.
Jadi, input I0 dan I1 masing-masing dialihkan ke output untuk S = 0 dan S = 1. Memperluas konsep lebih lanjut, Gambar 8.5 menunjukkan diagram logika dari multiplexer 4-ke-1. Kombinasi masukan 00, 01, 10 dan 11 pada jalur pilih masing-masing beralih I0, I1, I2 dan I3 ke output. Pengoperasian sirkuit diatur oleh fungsi Boolean (8.1). Demikian pula, multiplexer 8-ke-1 dapat direpresentasikan dengan fungsi Boolean (8.2):
Input logicstate yang terhubung ke 8 pin merupakan sinyal atau inputan yang tetap dan kemudian pada pin data selector pada pin ABC dapat diganti sesuai dengan inputan yang mana yang akan dilewatkan. Berdasarkan data selector maka akan pada output akan diteruskan inputan yang telah disesuaikan dengan data selector.
Masalah ini dapat diselesaikan hanya dengan bekerja mundur dalam prosedur yang diuraikan sebelumnya untuk mendesain rangkaian logika berbasis multiplekser untuk fungsi Boolean tertentu. Di sini, implementasi perangkat keras diketahui dan tujuannya adalah untuk menentukan ekspresi Boolean yang sesuai. Dari rangkaian logika yang diberikan, kita dapat menggambar tabel implementasi seperti yang diberikan pada Tabel 8.7. Itu entri di baris pertama (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) dan baris kedua (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) adalah jadi karena variabel pilihan yang dipilih untuk aplikasi ke input adalah variabel MSB D. Entri di baris pertama menyertakan semua minterm yang berisi D, dan entri di baris kedua menyertakan semua minterm yang berisi D. Setelah menulis entri di dua baris pertama, entri di baris ketiga baris dapat diisi dengan memeriksa status logika dari jalur input yang berbeda dalam rangkaian logika yang diberikan diagram. Setelah menyelesaikan baris ketiga, entri yang relevan pada baris pertama dan kedua disorot. Ekspresi Boolean sekarang dapat ditulis sebagai berikut:
2. Implementasi fungsi Boolean dengan Multiplekser
Salah satu aplikasi multiplexer yang paling umum adalah penggunaannya untuk implementasi kombinasional logika fungsi Boolean. Teknik paling sederhana untuk melakukannya adalah dengan menggunakan MUX 2n-ke-1 untuk diterapkan fungsi Boolean n-variabel. Jalur input yang sesuai dengan masing-masing minterm yang ada di Fungsi Boolean dibuat sama dengan status logika '1'. Minterm tersisa yang tidak ada di file Fungsi Boolean dinonaktifkan dengan membuat baris masukan yang sesuai sama dengan logika '0'. Sebagai seorang Contoh, Gambar 8.8 (a) menunjukkan penggunaan MUX 8-ke-1 untuk mengimplementasikan fungsi Boolean yang diberikan dengan persamaan:
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.8, jalur input yang sesuai dengan tiga minterm yang ada di Boolean yang diberikan fungsi terkait dengan logika '1'. Lima kemungkinan minterm tersisa yang tidak ada dalam fungsi Boolean adalah terikat dengan logika '0'. Namun, ada teknik yang lebih baik yang tersedia untuk melakukan hal yang sama. Dalam hal ini, MUX 2n-ke-1 bisa digunakan untuk mengimplementasikan fungsi Boolean dengan n + 1 variabel. Prosedurnya adalah sebagai berikut. Dari n + 1 variabel, n terhubung ke n jalur pemilihan multiplexer 2n-ke-1. Variabel sisa digunakan dengan jalur input. Berbagai baris masukan terkait dengan salah satu dari berikut ini: '0', '1', sisa variabel dan pelengkap variabel sisa. Baris mana yang diberi status logika apa mudah ditentukan dengan bantuan prosedur sederhana. Prosedur lengkap diilustrasikan untuk Fungsi Boolean diberikan oleh persamaan (8.3). Ini adalah fungsi Boolean tiga variabel. Secara konvensional, kita perlu menggunakan multiplexer 8-ke-1 untuk mengimplementasikan fungsi ini. Sekarang kita akan melihat bagaimana ini dapat diimplementasikan dengan multiplexer 4-ke-1. Multiplexer yang dipilih memiliki dua jalur pemilihan. Langkah pertama di sini adalah menentukan tabel kebenaran fungsi Boolean yang diberikan, yang ditunjukkan pada Tabel 8.1. Pada langkah berikutnya, dua dari tiga variabel dihubungkan ke dua baris pemilihan, dengan urutan yang lebih tinggi variabel yang terhubung ke jalur pemilihan tingkat tinggi. Misalnya, dalam kasus ini, variabel B dan C adalah variabel terpilih untuk garis seleksi dan masing-masing terhubung ke seleksi jalur S1 dan S0. Pada langkah ketiga, tabel dari tipe yang ditunjukkan pada Tabel 8.2 dibangun. Di bawah masukan ke multiplexer, minterm terdaftar dalam dua baris, seperti yang ditunjukkan. Baris pertama mencantumkan istilah-istilah di mana variabel yang tersisa A dilengkapi, dan baris kedua mencantumkan istilah-istilah di mana A tidak dilengkapi. Ini mudah dilakukan dengan bantuan tabel kebenaran. Minterm yang diperlukan diidentifikasi atau ditandai dengan beberapa cara di tabel ini. Dalam pemberian tabel, entri ini telah disorot. Setiap kolom diperiksa satu per satu. Jika tidak ada minterm dari kolom tertentu disorot, '0' ditulis di bawahnya. Jika keduanya disorot, '1' ditulis. Jika hanya satu yang disorot, variabel yang sesuai (dilengkapi atau tidak) ditulis. Baris masukan kemudian diberi status logika yang sesuai. Dalam kasus ini, I0, I1, I2 dan I3 akan dihubungkan ke A, 0, A dan A. Gambar 8.8 (b) menunjukkan logikanya penerapan.
3. Multiplexer untuk Konversi Data Parallel to Serial
Meskipun data diproses secara paralel di banyak sistem digital untuk mencapai kecepatan pemrosesan yang lebih cepat, ketika harus mengirimkan data ini dengan jarak yang relatif jauh, ini dilakukan secara serial. Paralelnya pengaturan dalam hal ini sangat tidak diinginkan karena akan membutuhkan transmisi dalam jumlah besar garis. Multiplexer mungkin dapat digunakan untuk konversi paralel-ke-serial. Gambar 8.11 menunjukkan salah satunya pengaturan di mana multiplexer 8-ke-1 digunakan untuk mengubah data biner paralel delapan-bit menjadi serial untuk m. Penghitung tiga bit mengontrol input pemilihan. Saat penghitung melewati 000 hingga 111, file output multiplekser melewati I0 hingga I7. Proses konversi membutuhkan total delapan siklus clock. Di Gambar yang ditampilkan, penghitung tiga-bit telah dibangun dengan bantuan tiga sandal jepit toggle. Berbagai sirkuit penghitung dari berbagai jenis dan kompleksitas, bagaimanapun, tersedia dalam bentuk IC. Sandal jepit dan penghitung dibahas secara rinci di Bab 10 dan 11 masing-masing.
4. Rangkaian Multiplexer Berjenjang
Mungkin ada situasi di mana jumlah saluran input yang diinginkan tidak tersedia di IC multiplekser. Sejumlah perangkat dengan ukuran tertentu dapat digunakan untuk membuat multiplexer itu dapat menangani lebih banyak saluran input. Misalnya, multiplexer 8-ke-1 dapat digunakan untuk membuat Sirkuit multiplekser 16-ke-1 atau 32-ke-1 atau bahkan lebih besar. Langkah-langkah dasar yang harus diikuti untuk melaksanakan desainnya adalah sebagai berikut:
1. Jika 2n adalah jumlah jalur input pada multiplexer yang tersedia dan 2N adalah jumlah jalur input multiplexer yang diinginkan, maka jumlah multiplexer individu yang diperlukan untuk membangun yang diinginkan rangkaian multiplekser akan menjadi 2N − n.
2. Dari pengetahuan tentang jumlah input pemilihan dari multiplexer yang tersedia dan yang dari multiplekser yang diinginkan, hubungkan bit yang kurang signifikan dari input pemilihan dari multiplekser yang diinginkan ke input pemilihan dari multiplexer yang tersedia.
3. Bit sisa dari input pemilihan dari rangkaian multiplekser yang diinginkan digunakan untuk mengaktifkan atau nonaktifkan multiplexer individu sehingga keluarannya saat ORed menghasilkan keluaran akhir. Itu Prosedur diilustrasikan dalam contoh yang diselesaikan 8.3.
4. Percobaan [kembali]
Prosedur Percobaan:
1. Buka aplikasi Proteus
2. Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian ini dibutukan komponen
3. Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan
4. Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
5. Jalankan simulasi rangkaian
Rangkaian Percobaan
Input logicstate yang terhubung ke 8 pin merupakan sinyal atau inputan yang tetap dan kemudian pada pin data selector pada pin ABC dapat diganti sesuai dengan inputan yang mana yang akan dilewatkan. Berdasarkan data selector maka akan pada output akan diteruskan inputan yang telah disesuaikan dengan data selector.
Rangkaian diatas merupakan bentuk dalam dari multiplexer yang terdiri dari gerbang AND dan gerbang OR dan juga ada INVERTER. Prinsip kerja dari rangkaian ini sama dengan rangkaian sebelumnya.
Video:
5. Problem[kembali]
1. Apa yang terjadi pada multiplexer ketika pada pin E berlogika 1?
Jawab:
Multiplexer tidak dapat aktif, karena pada pin E harus dihubungkan dengan logika 1
2. Dengan rangkaian yang sama dengan soal no.1, apa yang terjadi pada output jika input ABC itu 101?
Jawab:
Output Y akan menjadi 1 dan Y' menjadi 0
6. Example [kembali]
1. Implementasikan fungsi Boolean hasil kali jumlah yang dinyatakan oleh f(1,2,5) dengan multiplekser yang sesuai.
Jawab:
Ekspresi jumlah produk yang setara dapat ditulis sebagai f (A ,B ,C) = 0 3 4 6 7.
2. Gambar 8.13 menunjukkan penggunaan multiplexer 8-ke-1 untuk mengimplementasikan Boolean empat variabel tertentu fungsi. Dari pengaturan rangkaian logika yang diberikan, dapatkan ekspresi Boolean yang diimplementasikan oleh sirkuit yang diberikan.
Jawab:
Masalah ini dapat diselesaikan hanya dengan bekerja mundur dalam prosedur yang diuraikan sebelumnya untuk mendesain rangkaian logika berbasis multiplekser untuk fungsi Boolean tertentu. Di sini, implementasi perangkat keras diketahui dan tujuannya adalah untuk menentukan ekspresi Boolean yang sesuai. Dari rangkaian logika yang diberikan, kita dapat menggambar tabel implementasi seperti yang diberikan pada Tabel 8.7. Itu entri di baris pertama (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) dan baris kedua (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) adalah jadi karena variabel pilihan yang dipilih untuk aplikasi ke input adalah variabel MSB D. Entri di baris pertama menyertakan semua minterm yang berisi D, dan entri di baris kedua menyertakan semua minterm yang berisi D. Setelah menulis entri di dua baris pertama, entri di baris ketiga baris dapat diisi dengan memeriksa status logika dari jalur input yang berbeda dalam rangkaian logika yang diberikan diagram. Setelah menyelesaikan baris ketiga, entri yang relevan pada baris pertama dan kedua disorot. Ekspresi Boolean sekarang dapat ditulis sebagai berikut:
7. Pilihan Ganda [kembali]
1. Apa fungsi dari pin selector pada multiplexer?
a. Untuk menentukan data mana yang dilewatkan
b. Untuk memperkuat tegangan
c. Untuk melindungi multiplexer
d. Untuk mengaktifkan multiplexer
2. Untuk mengaktifkan multiplexer apa yang harus dilakukan?
a. Pin selector tidak aktif
b. Pin E berada pada logika 1
c. Pin E berada pada logika 0
d. Pin selector aktif
8. Link Download[kembali]
Download HTML
Download Video
Download Rangkaian
Download Datasheet 74151
Download Datasheet Flip Flop
Download Datasheet OR Gate
Download Datasheet AND Gate
Tidak ada komentar:
Posting Komentar