Siapa sih yang tau tentang elektronika, maka dari itu pada blog ini akan dijelaskan tentang elektronika. Terutama kawan-kawan yang sekolah/kuliah pada jurusan Elektronika. Semoga bisa menambah wawasan dan membantu yaa kawan. Dan mohon maaf apabila banyak kekurangan dalam materi ini :) . SEMANGATTT.
A.
PENGERTIAN RANGKAIAN ARITMATIKA
Rangkaian Aritmatika adalah suatu rangkaian
yang terdiri dari gabungan beberapa gerbang digital yang menghasilkan fungsi
aritmatika, seperti penambahan dan pengurangan. Rangkaian aritmatika ini
bekerja dengan sangat cepat yaitu mikrodetik, hal ini dikarenakan
rangkaian-rangkaian ini mempunyai sifat elektrolis. Rangkaian Aritmetika yang
dipelajari di sini adalah rangkaian Adder (penjumlah) dan Subtractor (pengurang).
Adder merupakan dasar dari Multiplier (Perkalian). Subtractor merupakan dasar
dari Divider (Pembagian).
B.
MACAM-MACAM RANGKAIAN ARITMATIKA
1.
HALF ADDER
Half Adder adalah rangkaian yang digunakan untuk
menjumlahkan dua buah bit input, dan menghasilkan nilai jumlahan (sum) dan
nilai lebihnya (carry-out). Half adder digunakan untuk menjumlahkan dari bit
bit terendah
Prinsip
kerja dari Half Adder yaitu nilai dari inputan A
ditambah dengan nilai inputan B dan hasilnya diletakkan pada output S ,dan jika
mempunyai sisa baru diletakkan pada output Count.
Half Adder adalah suatu rangkaian
penjumlahan sistem bilangan biner yang paling sederhana. Rangkaian ini hanya dapat
digunakan untuk operasi penjumlahan data bilangan biner sampai 1 bit saja.
Rangkaian half adder memiliki 2 terminal input untuk 2 variabel bilangan biner
dan 2 terminal output, yaitu: SUMMARY OUT (SUM) dan carry out (CARRY).
CARRY OUT hanya akan berada pada kadaan
logika 1 bilamana semua inputnya berada pada keadaan logika 1. Persamaan logika
dari rangkaian Half Adder adalah:
SUM = (A+B)(A.B)
CARRY = A.B
2.
FULL ADDER
Rangkaian full adder berfungsi menjumlahkan 2 buah bilangan
yang telah dikonversikan menjadi bilangan bilangan biner. Rangkaian ini
menjumlahkan 2 buah input ditambah dengan Carry out dari hasil penjumlahan
sebelumnya (Carry in dalam rangkaian full adder).
Penjumahan full adder pada prinsipnya menggunakan dua buah
half adder dan sebuah gerbang OR. Half adder pertama merupakan penjumlahan A
dan B . Selanjutnya nilai SUM dari half adder pertama diproses pada half adder
kedua dengan input satu lagi yaitu C. Nilai half adder kedua itulah yang
menjadi SUM selanjutnya. Carry pada half adder pertama diproses pada gerbang OR
Rangkaian Full Adder dapat digunakan untuk menjurnalkan
bilangan 2 biner yang lebih dari 1 bit. Penjurnalan bilangan 2 biner sama
halnya dengan penjumlahan bilangan desimal dimana hasil penjumlahan tersebut
terbagi menjadi 2 bagian, yaitu SUMMARY (SUM) dan CARRY, apabila hasil
penjumlahan pada suatu tingkat/kolom melebihi nilai maksimumnya maka output
CARRY akan berada pada keadaan logika 1.
Untuk penjumlahan, nilai CARRY akan selalu
djumlahkan dengan angka 2 yang terdapat pada tingkat/kolom berikutnya.
Rangkaian Full Adder dapat dibentuk oleh gabungan 2 buah rangkaian half adder
dan sebuah gerbang OR untuk menunjukan CARRY outputnya. Rangkaian Half Adder
tidak memiliki fasilitas CARRY input sehingga rangkaian Half Adder hanya dapat
melakukan operasi penjurnalan maksimum 1 bit.
3.
HALF SUBTRACTOR
Rangkaian Half Subtractor merupakan suatu rangkaian yang
berfungsi untuk melakukan pengurangan pada 2 bit inputan yang menghasilkan
nilai hasil pengurangan (remain) dan nilai yang dipinjam (Borrow - out) .
Sebuah rangkaian Subtractor terdiri dari Half Subtractor dan Full Subtractor.
Half Subtractor mengurangkan dua buah bit input, dan
menghasilkan nilai hasil pengurangan (Remain) dan nilai yang dipinjam
(Borrow-out). Half Subtractor diletakkan sebagai pengurang dari bit-bit
terendah (Least Significant Bit).
4.
FULL SUBTRACTOR
Rangkaian Full Subtractor merupakan suatu rangkaian yang
berfungsi untuk melakukan pengurangan pada 2 bilangan yang telah dikonversikan
menjadi bilangan biner. Pada rangakain ini, selain input A dan B juga terdapat
input B-in yang merupakan B-out dari half subtractor. Sebuah Full Subtractor
mengurangkan dua bilangan yang telah dikonversikan menjadi bilangan-bilangan
biner. Masing-masing bit pada posisi yang sama saling dikurangkan. Full
Subtractor mengurangkan dua bit input dan nilai Borrow-Out dari pengurangan bit
sebelumnya Output dari Full Subtractor adalah hasil pengurangan (Remain) dan
bit pinjamannya (borrow-out).
5.
PARALEL ADDER
Paralel Adder adalah rangkaian Full Adder yang
disusun secara paralel dan berfungsi untuk menjumlahkan bilangan biner berapa
pun bitnya, tergantung jumlah Full Adder yang diparalelkan. Gambar dibawah ini
menunjukan Paralel Adder yang terdiri dari 4 buah Full Adder yang disusun
paralel sehingga membentuk sebuah penjumlahan 4 bit. Rangkaian Parallel Adder
adalah rangkaian penjumlah dari dua bilangan yang telah dikonversikan ke dalam
bentuk biner.
Rangkaian Parallel Adder terdiri dari Sebuah Half Adder
(HA) pada Least Significant Bit (LSB) dari masing-masing input dan beberapa
Full Adder pada bit-bit berikutnya. Prinsip kerja dari Parallel Adder adalah
sebagai berikut : penjumlahan dilakukan mulai dari LSB-nya. Jika hasil
penjumlahan adalah bilangan desimal “2” atau lebih, maka bit kelebihannya
disimpan pada Cout, sedangkan bit di bawahnya akan dikeluarkan pada Σ. Begitu
seterusnya menuju ke Most Significant Bit (MSB)nya.
6. PARALEL
SUBTRACTOR
Jadi prinsip rangkaian subtractor adalah
rangkaian Adder yang salah satu inputnya diubah menjadi negatif. Dari rangkaian
Parallel Subtractor pada gambar 9-3 dapat dilihat adanya Gerbang Ex-OR di
masing-masing input Full-Adder nya. Rangkaian Ex-OR ini mendapat input dari
SUB. Jika input SUB diberikan nilai “1” maka rangkaian Ex-OR mengubah input B
menjadi kebalikannya dan bersamaan dengan itu input SUB tersebut juga
dimasukkan ke CIN, sehingga nilai input B menjadi 2’s complement-nya. Sedangkan
jika input SUB diberi nilai “0” maka rangkaian tersebut menjadi rangkaian
Adder.
D. IC
TTL OPERASI ARITMATIKA
|
IC TTL
|
Deskripsi
|
Contoh
|
|
7480
|
Penjumlah penuh (FA) 1 bit
|
SN7480 (Texas Instruments)
|
|
7482
|
Penjumlah penuh (FA) 2 bit
|
NTE7482 (NTE Electronics)
|
|
7483/74283
|
Penjumlah penuh (FA) 4 bit (CLA)
|
74HC283 (Philips)
|
|
74385
|
Quad penjumlah/pengurang serial 4-bit
|
74LS385 (Texas Instruments)
|
E. APLIKASI
RANGKAIAN ARITMATIKA
Dalam dunia elektronika rangkaian
aritmatika banyak digunakan pada sistem digital. Seperti pengaplikasian dalam
sistem komputer . Seperti rangkaian adder yang telah dibahas di atas bahwa bisa
digunakan dalam proses penjumlahan dari bilangan-bilangan yang ada. Biasanya
disebut dengan sistem ALU (Arithmatic Logic Unit) yang menerapkan rangkaian
aritmatika. Tidak hanya pada sistem tersebut penerapannya tetapi banyak
prosesor yang ada di dalam komputer. Dimana penggunaannya untuk menghitung
alamat, tabel, dan operasi lainnya.
E. KESIMPULAN
- Rangkaian penjumlahan ada dua jenis yaitu half-adder dan full-adder dan rangakain pengurangan ada dua jenis juga yaitu: half-subtractor dan full-subtractor. Kedua rangkaian tersebut dapat dibuat dengan menggunakan gerbang XOR, NOT, dan AND.
- Half Adder adalah suatu rangkaian penjumlahan sistem bilangan biner yang
paling sederhana. Rangkaian ini hanya dapat digunakan untuk operasi penjumlahan
data bilangan biner sampai 1bit saja. Rangkaian Half Adder memiliki 2 terminal
input untuk 2 variabel bilangan biner clan 2 terminal output, yaitu SUMMARY OUT
(SUM) dan CARRY OUT (CARRY).
- Full Adder dapat digunakan untuk menjumlahkan bilangan-bilangan biner yang lebih dari 1bit. Penjumlahan bilangan-bilangan biner sama halnya dengan penjumlahan bilangan decimal dimana hasil penjumlahan tersebut terbagi menjadi 2bagian, yaitu SUMMARY (SUM) dan CARRY, apabila hasil penjumlahan pada suatu tingkat atau kolom melebihi nilai maksimumnya maka output CARRY akan berada pada keadaan logika 1.
- Half Subtractor adalah suatu rangkaian yang dapat digunakan untuk melakukan operasi pengurangan data-data bilangan biner hingga 1 bit saja. Half subtractor memiliki 2 terminal input untuk 2 variabel bilangan biner dan 2 terminal output, yaitu SUMMARY OUTPUT (SUM) dan BORROW OUTPUT (BORROW).
- Full subtractor adalah rangkaian yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan-bilangan biner yang lebih dari 1 bit. Rangkaian ini terdiri dari 3 terminal input (A, B, dan Borrow in) dan 2 terminal output (SUM dan BORROW). Rangkaian full subtractor dibentuk dari 2 buah rangkaian pada half subtractor.
- Pengaplikasian rangkaian sistem aritmatika biasanya pada sistem komputer
