TUGAS AKHIR PENGUJI KEBENARAN GERBANG LOGIKA AND, OR, X-OR, DEKODER 3-KE-8, DAN DEKODER BCD-KE- SEVEN-SEGMENT UNTUK PAPAN UNTAI DIGITAL
TUGAS AKHIR
PENGUJI KEBENARAN GERBANG LOGIKA AND, OR,
X-OR, DEKODER 3-KE-8, DAN DEKODER BCD-KE-
SEVEN-SEGMENT UNTUK PAPAN UNTAI DIGITAL
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro Oleh :
THERESIA ENSTIN DESTIYANI NIM : 055114017
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIFINAL PROJECT
X-OR, DECODER 3-TO-8, AND DECODER BCD-TO-SEVEN-
SEGMENT FOR BASIC LOGIC TRAINER
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program THERESIA ENSTIN DESTIYANI
NIM : 055114017
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP
Moto:
Live your life to the fullest
Skripsi ini kupersembahkan untuk…..
Tuhan Yang Maha Esa
My Dearest Father, Mother, and Sisters
My Lovely Soulmate
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
INTISARI
Papan untai digital merupakan piranti elektronika yang ideal untuk mempelajari dasar rangkaian logika. Dalam praktikum, alat ini diharapkan selalu dalam keadaan baik, namun pemakaian alat yang kurang hati-hati serta faktor umur komponen dapat menyebabkan kerusakan alat. Dibanding kerusakan pada bagian lain, kerusakan pada IC lebih sulit dideteksi karena bagus atau tidaknya kondisi IC tidak dapat diketahui dari bentuk fisiknya. Penguji kebenaran gerbang logika AND, OR, X-OR, dekoder 3-ke-8, dan dekoder BCD-ke-seven-segment untuk papan untai digital bisa membantu mendeteksi gerbang logika atau dekoder mana yang rusak. Penguji ini akan membantu user untuk melacak kesalahan yang terjadi pada papan untai digital karena adanya kerusakan IC sehingga dapat segera tertangani. Penelitian ini dapat memberikan solusi dalam menjaga standar keakuratan papan untai digital sehingga praktikum bisa berjalan lancar.
Sistem penguji kebenaran gerbang logika AND, OR, X-OR, dekoder 3-ke-8, dan dekoder BCD-ke-seven-segment untuk papan untai digital ini terdiri dari subsistem mikrokontroler, papan untai digital, LCD, dan push button. Push button memberikan masukan ke mikrokontroler berupa gerbang logika atau dekoder yang ingin diuji. Mikrokontroler berfungsi memberikan masukan uji pilihan ke gerbang logika atau dekoder yang terdapat pada papan untai digital. Keluaran dari gerbang logika atau dekoder tersebut dihubungkan kembali ke mikrokontroler dan kemudian dibandingkan dengan tabel kebenaran gerbang logika atau dekoder yang diuji tersebut. LCD akan menampilkan proses pengujian hingga hasil.
Penguji kebenaran gerbang logika AND, OR, X-OR, dekoder 3-ke-8, dan dekoder BCD-ke-seven-segment untuk papan untai digital sudah berhasil dibuat dan dapat bekerja dengan baik. LCD mampu menampilkan data-data yang diinginkan dengan benar. Program pada mikrokontroler mampu mengolah data yang masuk dan mengambil kesimpulan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ABSTRACT
Basic logic trainer is the ideal tool for learning the basic logic circuits. In practice, this tool is expected to always be in good condition, but the less careful use and age factors can cause damage to equipment components. Other than damage to the other part, damage to the IC is more difficult to detect because of good or bad condition of the IC can not be known from its physical form. The logic gate truth detector of AND, OR, X-OR, decoder 3-to-8, and decoder BCD-to-seven-segment board can help detect logic gates or a decoder which is damaged. These testers will help users to track errors that occur in basic logic trainer’s IC so that the damage can be handled. This research can provide solutions to maintain the accuracy of the standard basic logic trainer so that the lab can run smoothly.
The logic gate truth detector of AND, OR, X-OR, decoder 3-to-8, and decoder BCD-to-seven-segment for basic logic trainer consists of a microcontroller, basic logic trainer, LCD, and the push button subsystem. Push buttons provide input to the microcontroller in the form of logic gates or a decoder to be tested. Microcontroller serves to provide input into the logic gate or decoder contained in the basic logic trainer. The output of logic gates or a decoder is connected back to the microcontroller and then compared with the truth table of logic gates or a decoder that is tested. LCD will display until the results of the testing process.
The logic gate truth detector of AND, OR, X-OR, decoder 3-to-8, and decoder BCD-to-seven-segment for basic logic trainer has succeded in designing and it can works well. The LCD can displayed correctly desired datas. Mikrokontoler’s program can procced incoming data and conclude its result.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
KATA PENGANTAR
Syukur dan terima kasih kepada Tuhan atas segala rahmat dan berkat-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “PENGUJI KEBENARAN GERBANG LOGIKA AND, OR, X- OR, DEKODER 3-KE-8, DAN DEKODER BCD-KE-SEVEN-SEGMENT UNTUK PAPAN UNTAI DIGITAL ” ini dapat diselesaikan dengan baik.
Selama menulis tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang telah memberikan bantuan dengan caranya masing-masing, sehingga tugas akhir ini bisa diselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua dan adik yang tercinta atas doa dan dukungan
2. Bapak Martanto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing
3. Teman
- – teman yang telah banyak membantu penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini; Teddy yang terus mengingatkan agar segera menyelesaikan , Petra yang mau menjadi teman senasib seperjuangan, Anggi dan Tari for give me your shelter, Chris yang mau meminjamkan peralatan dan pikiran, dan semua teman-teman teknik elektro yang ikut membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Seluruh dosen dan laboran program studi teknik elektro yang telah membagi ilmu dan pengetahuan kepada penulis selama kuliah.
Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.
Yogyakarta, 24 Juli 2012 Theresia Enstin Destiyani
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL DALAM BAHASA INDONESIA ...
………………………….. i
HALAMAN JUDUL DALAM BAHASA INGGRIS
………………………………… ii
HALAMAN PERSETUJUAN
………………………………………………………… iii
HALAMAN PENGESAHAN
…………………………………………………………. iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
………………………………………………. v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP
………………………………. vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
……………………………………………. vii
INTISARI
…………………………………………………………………………....... viii
ABSTRACT
…………………………………………………………………………… ix
KATA PENGANTAR
………………………………………………………………… x
DAFTAR ISI
…………………………………………………………………………… xi
DAFTAR GAMBAR
………………………………………………………………….. xiv
DAFTAR TABEL
…………………………………………………………………….. xvi
BAB I PENDAHULUAN
…………………………………………………………….. 1
1.1 Latar Belakang …………………………………………………………………. 1
1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian ………………………………………………… 2
1.3 Batasan Masalah ……………………………………………………………….. 2
1.4 Metodologi Penelitian ………………………………………………………….. 3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB II DASAR TEORI
……………………………………………………………… 4
2.1 Mikrokontroler ATmega8535 …………………………………………………. 4
2.1.1 Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATmega8535 ………………………… 4
2.1.2 Peta Memori …………………………………………………………… 6
2.2 Gerbang Logika Dasar ………………………………………………………… 7
2.2.1 Gerbang AND …………………………………………………………. 7
2.2.2 Gerbang OR ……………………………………………………………. 8
2.2.3 Gerbang Eksklusif-OR (X-OR) ………………………………………… 9
2.3 Dekoding ………………………………………………………………………. 10
2.3.1 Dekoder 3-Bit Biner-ke-Oktal …………………………………………. 10
2.3.2 Dekoder BCD-ke-Seven-Segment ……………………………………… 12
2.4 LCD M1632 ……………………………………………………………………. 14
2.4.1 Register Perintah ………………………………………………………. 15
2.4.2 Register Data ………………………………………………………….. 16
BAB III RANCANGAN PENELITIAN
……………………………………………. 17
3.1 Blok Diagram Sistem ………………………………………………………….. 17
3.2 Perancangan Perangkat Keras …………………………………………………. 20
3.2.1 Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8535 ……………………… 20
3.2.2 Antarmuka Mikrokontroler ATmega8535 dengan HDD44780 ………. 21
3.2.3 Push Button ……………………………………………………………. 22
3.2.4 Konektor Masukan dan Keluaran Papan Untai Digital ………………... 23
3.3 Perancangan Perangkat Lunak ………………………………………………… 23
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4.2.3.4 Pengujian Dekoder 3-ke- 8 …………………………….. 49
…………………………………………………………………………… 75
LAMPIRAN
…………………………………………………………………. 74
5.2 Saran ……………………………………………………………………………. 73
5.1 Kesimpulan …………………………………………………………………….. 73
……………………………………………… 73
4.2.4 Penampilan Kondisi Gerbang Logika dan Dekoder …………………… 71
3.3.2 Pilih Menu …………………………………………………………….. 25
3.3.1 Tampilan Awal Program ………………………………………………. 24
4.2.3.3 Pengujian Gerbang Logika X-OR ……………………... 44
4.2.3.2 Pengujian Gerbang Logika OR ………………………... 39
4.2.3.1 Pengujian Gerbang Logika AND ……………………… 34
4.2.3 Pengolahan Data ……………………………………………………….. 34
4.2.2 Pilih Menu ……………………………………………………………... 32
4.2.1 Tampilan Awal ………………………………………………………… 32
4.1 Hasil dan Pembahasan Perangkat Keras ……………………………………….. 29
……………………………………………. 29
3.3.3 Pengolahan Data ………………………………………………………. 27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Hasil dan Pembahasan Perangkat Lunak ………………………………………. 31
4.2.3.5 Pengujian Dekoder BCD-ke-seven-segment …………… 60
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
DAFTAR PUSTAKA
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Konfigurasi pin ATmega8535…………………………………………… 5
Gambar 2.2. Konfigurasi Memori Data AVR ATmega8535 [4]………………………. 6
Gambar 2.3. Memori Program AVR ATmega8535[4]………………………………… 7
Gambar 2.4. Simbol Logika Gerbang AND…………………………………………… 8
Gambar 2.5. Simbol Logika Gerbang OR……………………………………………... 9
Gambar 2.6. Simbol Logika Gerbang X-OR…………………………………………... 9
Gambar 2.7. Dekoder Oktal 74138: (a) Konfigurasi Pin; (b) Simbol Logika………… 11
Gambar 2.8. Penampil seven-segment: (a) Tampilan Fisik; (b) Skematik……………. 12
Gambar 2.9. Konfigurasi Pin pada IC Dekoder 7447………………………………… 13
Gambar 2.10. Rangkaian Penampil seven-segment Menggunakan IC Dekoder………. 13
Gambar 2.11. Tampilan Angka Pada seven-segment………………………………….. 14
Gambar 2.12. Konfigurasi pin Mikrokontroler HD44780…………………………….. 14
Gambar 3.1. Blok Diag ram Sistem …………………………………………………... 17Gambar 3.2. Layout Port I/O Pap an Untai Digital …………………………………… 19Gambar 3.3. Rangkaian Sistem Minimum Mi krokontroler ATMega8535 …………… 21Gambar 3.4. Rangkaian Antarmuka Mikrokontroler ATmega8535 dengan HD44780.. 21Gambar 3.5. Rangkaian Aplikasi Push Button dengan Mikrokontroler ATmega8535... 22Gambar 3.6. Rangkaian Konektor Masukan dan Keluaran…………………………… 23
Gambar 3.7. Diagram Alir KerangkaUtama Program ……………………………….. 24
Gambar 3.8. Diagram Alir Tampilan Awal pada LCD………………………………. 25
Gambar 3.9. Diagram AlirPilih Menu ……………………………………………….. 26
Gambar 3.10. Diagram Alir Pengolah an Data …………………………………………. 28Gambar 4.1.
Rangkaian Keseluruhan Alat Penguji …………………………………... 29
Gambar 4.2. Gambar LayoutAlat Penguji …………………………………………… 30 Gambar 4.3. Program Kerangka Utama ……………………………………………… 32
Gambar 4.4. Tampilan Awal…………………………………………………………. 32 Gambar 4.5. Program Pilih Menu ……………………………………………………. 33 Gambar 4.6. Tampilan LCD Untuk Menu Gerbang AND …………………………… 33
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 4.8. Program Pengola han Data Untuk Gerbang AND ………………………. 35Gambar 4.9. Lookup TableData Biner Pengujian Gerbang AND …………………… 35 Gambar 4.10. Tampilan LCD Untuk Pengujian Gerbang AND ………………………. 36 Gambar 4.11. Program Pengolahan Data Untuk Gerbang OR ………………………… 40
Gambar 4.12. Lookup TableData Biner Pengujian Gerbang OR …………………….. 41 Gambar 4.13. Tampilan LCD Untuk Pengujian Gerbang OR ………………………… 41
Gambar 4.14. Program Pengolahan Data Untuk Gerbang X-OR ……………………… 45
Gambar 4.15. Lookup Table Data Biner Pengujian Gerbang X-OR ………………….. 46
Gambar 4.16. Tampilan LCD Untuk Pengujian Gerbang X-OR ……………………… 46
Gambar 4.17. Program Pengolahan Data Untuk Dekoder 3-ke- 8 ……………………... 50Gambar 4.18. Lookup Table Data Biner Pengujian Dekoder 3-ke- 8 …………………... 51Gambar 4.19. Tampilan LCD Untuk Pengujian Dekoder 3-ke- 8 ……………………… 51Gambar 4.20. Program Pengolahan Data Untuk Dekoder BCD-ke-seven-segment…... 60
Gambar 4.21. Lookup Table Data Biner Pengujian Dekoder BCD-ke-seven-segment ... 61Gambar 4.22. Tampilan LCD Untuk Pengujian Dekoder BCD-ke-seven-segment…… 61 Gambar 4.23. Program Penampilan Kondisi Gerbang Logika dan Dekoder ………….. 71
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Tabel Kebenaran Gerbang AND Dua-Masukan …………………….. 8
Tabel 2.2. Tabel Kebenaran Gerbang OR Dua-Masukan ………………………. 8
Tabel 2.3. Tabel Kebenaran Gerbang X-OR Dua-Masukan …………………..... 9
Tabel 2.4. Tabel Kebenaran Dekode r Oktal [2] ………………………………… 10Tabel 2.5. Tabel Kebenaran IC 74138 [2] ……………………………………… 11
Tabel 2.6. Tabel Kebenaran Dekoder 7447…………………………………….. 13-14
Tabel 3.1. Tabel Jumlah Masukan dan Keluaran Gerbang Logika dan Dekoder.. 18 Tabel 4.1.Tabel Pengujian Gerbang AND ……………………………………... 34
Tabel 4.2. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Gerbang AND danTabel Kebenaran …………………………………………………….. 37
Tabel 4.3. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Pengujian Gerbang ANDMenggunakan Menu Penguji Gerbang AND Dengan Gerbang AND dan Tabel Kebenaran
………………………. 37-38
Tabel 4.4. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Pengujian Gerbang X-ORMenggunakan Menu Penguji Gerbang AND Dengan Gerbang X-
OR dan Tabel Kebenaran………………………. 39 Tabel 4.5. Tabel Pengujian Gerbang OR ……………………………………….. 40
Tabel 4.6. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Gerbang OR danTabel Kebenaran …………………………………………………….. 42
Tabel 4.7. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Pengujian Gerbang ORMenggunakan Menu Penguji Gerbang OR Dengan Gerbang OR dan Tabel Kebenaran ......................................... 42-43
Tabel 4.8. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Pengujian Gerbang NORMenggunakan Menu Penguji Gerbang OR Dengan Gerbang NOR dan Tabel Kebenaran ………………………. 44
Tabel 4.9. Tabel Pengujian Gerbang X-OR …………………………………….. 45
Tabel 4.10. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Gerbang X-OR danTabel Keben aran …………………………………………………….. 47
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.11. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Pengujian Gerbang X-ORMenggunakan Menu Penguji Gerbang X-OR Dengan Gerbang X-OR dan Tabel Kebenaran
……………………… 47-48
Tabel 4.12. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Pengujian Gerbang ANDMenggunakan Menu Penguji Gerbang X-OR Dengan Gerbang AND dan Tabel Kebenaran ……………………… 49
Tabel 4.13. Tabel Pengujian Dekoder 3-ke- 8 ……………………………………. 50Tabel 4.14. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Dekoder 3-ke-8 danTabel Kebenaran …………………………………………………… 52
Tabel 4.15. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran PengujianDekoder 3-ke-8 Menggunakan Menu Pengujian Dekoder 3-ke-8 Dengan Dekoder 3-ke-8 dan
Tabel Kebenaran ……………………. 53-55
Tabel 4.16. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Pengujian DekoderBCD-ke-7-Segment Menggunakan Menu Pengujian Dekoder 3-ke-8 Dengan Dekoder BCD-ke-7-Segment dan Tabel Kebenaran ………. 57-59
Tabel 4.17. Tabel Pengujian Dekoder BCD-ke-seven-segment………………... 60
Tabel 4.18. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Dekoder BCD-ke-seven-segment dan Tabel Kebenaran………………………………………………. 62
Tabel 4.19. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Pengujian Dekoder BCD-ke-7-segmentDengan Menggunakan Menu Pengujian Dekoder BCD-ke-7-segment Dengan Dekoder BCD-ke-7-segment dan Tabel Kebenaran……….. 64-66
Tabel 4.20. Tabel Perbandingan Hasil Keluaran Pengujian Dekoder 3-ke-8Dengan Menggunakan Menu Pengujian Dekoder BCD-ke-7-segment Dengan Dekoder 3-ke- 8 dan Tabel Kebenaran …………………….. 68-70
Tabel 4.21. Tabel Tampilan Kondisi Hasil Akhir Pengujian Gerbang Logika dan Dekoder ………………………………………………………... 71-72PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kurikulum program pendidikan Strata-1 (S-1) di Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma menitikberatkan pada konsentrasi teknik elektronika dengan dua macam sub konsentrasi yaitu elektronika kendali dan elektronika telekomunikasi. Selain teknik elektronika, dalam kurikulum ini juga diberikan materi matematika dasar serta materi lanjutan serta aplikasinya. Materi matematika dasar diberikan pada matakuliah bidang kalkulus yaitu Kalkulus dan Metode Transformasi, sedangkan materi lanjutan dan aplikasinya diberikan di matakuliah lain seperti Sistem Linier, matakuliah bidang elektronika analog dan digital, matakuliah Kendali Dasar, serta matakuliah sub konsentrasi elektronika kendali dan elektronika telekomunikasi [6].
Matakuliah bidang elektronika digital yang diberikan pada tahun pertama perkuliahan adalah Teknik Digital dan Praktikum Teknik Digital. Materi pada matakuliah Teknik Digital antara lain konsep digital, bilangan dan sandi, gerbang logika dasar, register, flip-flop, dan teknologi IC (Integrated Circuit). Materi yang diberikan tersebut akan dipraktekkan di Praktikum Teknik Digital [6]. Praktikum dilakukan menggunakan sebuah alat yang disebut papan untai digital (Basic Logic Trainer).
Papan untai digital merupakan piranti elektronika yang ideal untuk mempelajari dasar rangkaian logika. Papan untai digital memiliki berbagai fungsi logika digital, antara lain gerbang logika dasar, konverter, flip-flop, dan penjumlah biner. Papan untai digital juga dilengkapi dengan pin masukan dan pin keluaran, penampil seven-segment, indikator LED, dan tombol input. Setiap fungsi logika digital pada alat ini diimplementasikan menggunakan IC. Alat ini dioperasikan dengan cara menghubungkan pin masukan dan pin keluaran dengan pin masukan dan pin keluaran dari rangkaian yang dibutuhkan, dengan menggunakan kabel penghubung.
Papan untai digital selalu digunakan dalam setiap praktikum, sehingga alat harus selalau dalam keadaan baik. Namun pemakaian alat yang tidak hati-hati, kekurangtelitian saat pembuatan rangkaian yang diimplementasikan serta faktor waktu (umur komponen)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
penghubung, pin masukan, pin keluaran, jalur pada PCB dan IC. Dibanding kerusakan pada bagian lain, kerusakan pada IC lebih sulit dideteksi karena bagus atau tidaknya kondisi IC tidak dapat diketahui dari bentuk fisiknya, sehingga kondisi IC yang digunakan pada papan untai digital menjadi hal penting.
Berdasarkan hal di atas, maka penulis ingin membuat penguji kebenaran gerbang logika untuk papan untai digital, khususnya untuk gerbang logika AND, OR, dan XOR, serta dekoder 3-ke-8, dan dekoder BCD-ke-seven-segment. Sistem penguji kebenaran gerbang logika yang akan dibuat akan bekerja bila user ingin mengecek kondisi gerbang logika atau dekoder yang terdapat pada papan untai digital. Gerbang logika atau dekoder yang ingin diuji kondisinya dipilih melalui push button. Mikrokontroler pada alat penguji akan memberikan masukan penguji satu per satu sesuai dengan gerbang logika atau dekoder yang dipilih tersebut. Keluaran dari gerbang logika atau dekoder tersebut akan menjadi data masukan ke mikrokontroler yang kemudian akan diolah oleh mikrokontroler, yaitu dengan membandingkannya dengan tabel kebenaran yang telah terdapat pada memori mikrokontroler. Baik atau tidaknya kondisi gerbang logika atau dekoder dapat terlihat dari hasil akhir perbandingan data.
1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan suatu sistem yang dapat melacak kesalahan yang terjadi pada papan untai digital karena adanya kerusakan IC. Jika terjadi kesalahan karena kerusakan IC maka dapat segera tertangani.
Manfaat dari penelitian ini adalah dapat menjaga standar keakuratan papan untai digital sehingga praktikum bisa berjalan lancar.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
a) Menggunakan mikrokontoler ATmega8535
b) Menggunakan papan untai digital teknik elektro sebagai obyek pengujian
c) Hasil akhir pengujian ditampilkan pada LCD 2x16
d) Dua buah push button sebagai masukan ke mikrokontroler
e) Menggunakan bahasa pemrograman BASCOM
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1.4 Metodologi Penelitian
Penulisan skripsi ini menggunakan metode: a) Pengumpulan bahan-bahan referensi berupa buku-buku dan jurnal-jurnal.
b) Perancangan subsistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan berbagai faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan.
c) Pembuatan subsistem hardware dan software. Pada model penguji telah disediakan panel pemilih untuk memilih jenis gerbang logika yang akan diuji. Model penguji yang telah dihubungkan dengan pin konektor IC digital pada papan untai digital akan mengirimkan data penguji sesuai dengan gerbang logika atau dekoder yang akan diuji.
d) Proses pengambilan data. Data di sini merupakan hasil akhir perbandingan dari tiap kombinasi bit masukan untuk setiap gerbang logika dan dekoder.
Terdapat 3 jenis data untuk analisa. Data pertama merupakan data akhir keluaran yang berasal dari papan untai digital (pemberian masukan manual dari papan untai digital; sama seperti pada saat praktikum). Data kedua merupakan data akhir keluaran yang terekam di alat penguji, dan data ketiga merupakan data keluaran dari tabel gerbang kebenaran gerbang logika dan atau dekoder yang diuji tersebut.
e) Analisa dan penyimpulan hasil percobaan. Penyimpulan dilakukan dengan melihat kesesuaian perbandingan data antara keluaran gerbang logika atau dekoder yang diuji, dengan keluaran dari tabel kebenaran gerbang logika atau dekoder yang diuji tersebut.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1 Mikrokontroler ATmega8535
Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC (Reduced Instruction Set ) 8 bit. Semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16 bits world) dan sebagian
Computing
besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock. Secara umum, AVR dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, , dan fungsinya.
peripheral
2.1.1 Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATmega8535
ATmega8535 memiliki fasilitas yang cukup lengkap. Arsitektur ATmega8535 terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut [3]:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.
2. ADC 10-bit sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. Watchdog Timer dengan osilator internal.
6. SRAM sebesar 512 byte.
7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
8. Unit interupsi internal dan eksternal.
9. Port antarmuka SPI.
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial.
Kapabilitas detail dari ATmega8535 adalah sebagai berikut [3]: 1. Sistem mikroprosesor 8-bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
2. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki beberapa kemasan, yaitu PLCC, TQFP, QFN/MLF, dan PDIP. Selain kemasan PDIP yang memiliki 40 pin, kemasan mikrokontroler ATmega8535 yang lain memiliki 44 pin. Dalam penelitian ini akan digunakan mikrokontroler ATmega8535 dengan kemasan PDIP. Konfigurasi pin untuk mikrokontroler ATmega8535 kemasan PDIP ditunjukkan oleh gambar 2.1.
Gambar 2.1. Konfigurasi pin ATmega8535.Fungsi dari setiap pin ATmega8535 adalah sebagai berikut: 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.
2. GND merupakan pin ground.
3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.
4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter , komparator analog, dan SPI.
5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Oscilator.
6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
2.1.2 Peta Memori
AVR ATmega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM internal [3].
Register keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Register khusus menempati 64 alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Alamat memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F. Konfigurasi memori data ditunjukkan pada gambar ini [3].
Gambar 2.2. Konfigurasi Memori Data AVR ATmega8535 [4]Memori program yang terletak dalam Flash PEROM tersusun dalam word atau 2 karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32-bit. AVR ATmega memiliki
byte
4Kbyte x 16-bit Flash PEROM dengan alamat mulai dari $000 sampai dengan $FFF. AVR tersebut memiliki 12-bit Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash. Selain itu, AVR ATmega8535 juga memiliki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 2.3. Memori Program AVR ATmega8535[4]2.2 Gerbang Logika Dasar
Gerbang logika adalah blok bangunan dasar untuk membentuk rangkaian elektronika digital, yang digambarkan dengan simbol-simbol tertentu yang telah ditetapkan [2]. Gerbang logika memiliki satu terminal keluaran, dan satu atau lebih terminal masukan. Keluarannya akan bernilai TINGGI (1) atau RENDAH (0) tergantung pada level digital di terminal masukan [1]. Melalui penggunaan gerbang logika, kita dapat merancang sistem digital yang dapat menaksir level masukan digital dan menghasilkan tanggapan keluaran tertentu berdasarkan pada desain sirkuit logika tertentu [1].
2.2.1 Gerbang AND
Gerbang AND merupakan gerbang logika yang memiliki dua masukan atau lebih, dan memiliki satu keluaran. Gerbang AND akan menghasilkan keluaran TINGGI (1) bila semua masukan diberi logika TINGGI (1), dan akan menghasilkan keluaran RENDAH (0) bila salah satu atau kedua masukan diberi logika RENDAH (0).
Tabel kebenaran untuk gerbang AND dengan dua masukan ditunjukkan tabel 2.1, dengan A dan B sebagai masukan, dan Y sebagai keluaran. Persamaan 2.1 adalah persamaan boolean untuk gerbang AND. Tanda dot di persamaan 2.1
(∙) pada A B menandakan fungsi AND, sehingga A∙B dibaca A AND B. Gambar 2.4 memperlihatkan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 2.1. Tabel Kebenaran Gerbang AND Dua-MasukanA B Y
1
1
1
1
1 Y = A B (2.1)
Gambar 2.4. Simbol Logika Gerbang AND2.2.2 Gerbang OR
Gerbang OR merupakan gerbang logika yang memiliki dua masukan atau lebih, dan memiliki satu keluaran. Gerbang OR akan menghasilkan keluaran TINGGI (1) apabila salah satu atau semua masukan diberi logika TINGGI (1), dan akan menghasilkan keluaran RENDAH (0) bila semua masukan diberi logika RENDAH (0).
Tabel kebenaran untuk gerbang OR dengan dua masukan ditunjukkan tabel 2.2, dengan A dan B sebagai masukan, dan Y sebagai keluaran. Persamaan 2.2 adalah
di