1

DECODER

Pokok Bahasan :1. Pendahuluan2. Dasar-dasar rangkaian Decoder.3. Mendesain rangkaian Decoder

Tujuan Instruksional Khusus :1. Mahasiswa dapat menerangkan dan memahami rangkaian

Decoder.2. Mahasiswa dapat membuat dan mendesain rangkaian

Decoder3. Mahasiswa dapat membedakan antara rangkaian Decoder

Dan rangkaian bukan Decoder

2

BINARY DECODING

- Mengkonversi sebuah n-bit code ke dalam sebuah 1 (satu) output yang aktif (low/high)

- Rangkaiannya dapat dibentuk menggunakan AND atau OR gate.- Jumlah masukan (input) < Jumlah Keluaran (Output)

BinaryDecoder

ninputs 2n outputs

• n input dan 2n output• Hanya satu output yang aktif(low/high) dari banyak input yang

diberikan

3

11--toto--2 Binary Decoder2 Binary DecoderTabel 1 to 2

1-to-2Decoder

AA Y0 Y1

0 1 0

1 0 1

Y0

n Y1

Rangkaian

4

22--toto--4 Binary Decoder4 Binary DecoderTabel Kebenaran:

2-to-4Decoder

X

Y

F0

F1

F2

F3

X Y F0 F1 F2 F30 0 1 0 0 00 1 0 1 0 01 0 0 0 1 01 1 0 0 0 1

• Dari tabel kebenaran 2 to 4 diperoleh persamaan : 2-variable minterm (X'Y', X'Y, XY' , XY)

5

RangkaianRangkaian22--toto--4 Binary Decoder4 Binary Decoder

F0 = X'Y'

F1 = X'Y

F2 = XY'

F3 = XY

X Y

6

33--toto--8 Binary Decoder8 Binary Decoder

Tabel Kebenaran

x y z F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F70 0 0 1 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 1 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 1 0 0 01 0 1 0 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 0 0 0 0 0 1 01 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1

3-to-8Decoder

X

Y

F0

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

Z

7

RangkaianRangkaian33--toto--8 Binary Decoder8 Binary Decoder

F1 = x'y'z

x zy

F0 = x'y'z'

F2 = x'yz'

F3 = x'yz

F5 = xy'z

F4 = xy'z'

F6 = xyz'

F7 = xyz

8

Rangkaian penghasil output ‘3’ (active HIGH) untuk input 0 1 1

2 0

2 1

2 2

22

21

20

0

1

1

3

1

1

1

Output = 22

21

20

( Active LOW )

9

Implementasi Decoder untuk Full Adder

Tabel Kebenaran

S(x, y, z) = Σ (1,2,4,7)C(x, y, z) = Σ (3,5,6,7)

3-to-8Decoder

S2

S1

S0

x

y

z

01234567

S

C

x y z C S0 0 0 0 00 0 1 0 10 1 0 0 10 1 1 1 01 0 0 0 11 0 1 1 01 1 0 1 01 1 1 1 1

10

Catatan :untuk Output aktif ‘High’ menggunakan Gate AND dan

untuk Output aktif ‘Low’ menggunakan Gate NAND.

Binary to Octal Decoding

Tabel kebenaran Active High output3-Bit Biner to Octal Decoder

Tabel kebenaran Active Low output3-Bit Biner to Octal Decoder

2 2 2 1 2 0 0 1 2 3 4 5 6 71 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 1

Output

000

Input

01111

00110011

01010101

2 2 2 1 2 2 0 1 2 3 4 5 6 70 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 0

Input Output

0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1

Aktif High menggunakan AND Aktif Low menggunakan NAND

11

2 to 4 Decoder denganEnable Input

Diagram Logic:Tabel Kebenaran :

12

Menggunakan 2 buah decoder 3 to 8 untukmembuat decoder 4 to 16

• Enable dapat bernilai ‘active high’• Pada contoh dibawah, hanya 1 decoder dapat aktif setiap saat.• Input x, y, z dipilih lewat w untuk memilih decoder yang mana yang

aktif.

4 input 16 output

13

ContohContoh Standard MSI Binary Decoders Standard MSI Binary Decoders

IC 74138 adalah sebuah octal decoder (3-line to 8-line)

4 5 6

79101112131415

76543210

E

321

AAA 210

CC = Pin 16V

= Pin 8GND

16

15

14

13

12

11

10

9

1

2

3

4

5

6

7

8

A 0

A1

A2

E1

E2

E3

7

GND

1

2

3

4

5

6

V

0

CCE1 E2 E3

74138

Pin Configurasi IC 74138 Logic Simbol IC 74138

14

Logic Diagram IC 74138

A0A1A2 E1 E2 E3(4) (5) (6)

(11)(7) (9) (12) (13) (14) (15)(10)

(3) (2) (1)

01234567

CC = Pin 16V

= Pin 8GND

( ) = Pin Number

15

Tabel Fungsi IC 74138

E1 E2 E3 A0 A1 A2 0 1 2 3 4 5 6 7H X X X X X H H H H H H H HX H X X X X H H H H H H H HX X L X X X H H H H H H H HL L H L L L L H H H H H H HL L H H L L H L H H H H H HL L H L H L H H L H H H H HL L H H H L H H H L H H H HL L H L L H H H H H L H H HL L H H L H H H H H H L H HL L H L H H H H H H H H L HL L H H H H H H H H H H H L

NOTESH = HIGH voltage levelL = LOW voltage levelX = Don't care

INPUT OUTPUT

16

Type IC DECODER yang lain

74138 1-of-8 octal decoder (3 line-to-8 line)7442 1-of-8 BCD decoder (4 line-to-10 line)74154 1-of-16 hex decoder (4 line-to-16 line)7447 BCD-to-seven segment decoder

Device number Function

17

ENCODER

Pokok Bahasan :1. Pendahuluan2. Dasar-dasar rangkaian Encoder.3. Mendesain rangkaian Encoder

Tujuan Instruksional Khusus :1. Mahasiswa dapat menerangkan dan memahami rangkaian

Encoder.2. Mahasiswa dapat membuat dan mendesain rangkaian

Enecoder3. Mahasiswa dapat membedakan antara rangkaian Encoder

Dan rangkaian bukan Encoder

18

Encoding

ENCODERM Keluaran

(M<N)N Masukan

Saluran Masukan > Saluran Keluaran

• Adalah proses kebalikan dari Decoding• Bila sebuah Decoder mempunyai bit-bit output lebih sedikit dari bit-

bit input, perangkat seperti itu biasanya disebut sebagai Encoder.

19

BINARY ENCODING

- Mengkonversi 2n input dan dikeluarkan ke dalam bentuk n bit output- Banyak digunakan untuk kompresi data.- Dapat dibangun menggunakan AND atau OR Gate- Jumlah masukan (input) > Jumlah Keluaran (Output)

.

.

.

.

.

.

2n

inputn

outputBinaryencoder

20

88--toto--3 Binary Encoder3 Binary EncoderPada setiap (satu) waktu hanya ada 1 input line yang mempunyai nilai ‘1’.

Tabel Kebenaran

Y0Y1Y2

LSB

MSB

Binaryoutput

OctalInput

01234567

Inputs OutputsI 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 y2 y1 y01 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1

Blok DiagramOctal to Biner Encoder

21

Rangkaian88--toto--3 Binary Encoder3 Binary Encoder

I0

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7y0 = I1 + I3 + I5 + I7

y1 = I2 + I3 + I6 + I7

y2 = I4 + I5 + I6 + I7

22

DesimalDesimal to BCD Encoderto BCD EncoderTabel kebenaran

ABCD

LSB

MSB

BCDoutput

Decimalinput

0123456789

D C B A0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1

BCD outputDecimal Input

0123

89

4567

Blok DiagramDesimal to BCD Encoder

23

Rangkaian Desimal to BCD Encoder

1

23

4567

89

LSB

A

B

C

DMSB

24

Decimal to BCD EncoderIC 74147 adalah sebuah decimal to BCD encoder (10-line to 4-line)

I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 A3 A2 A1 A0

H H H H H H H H H H H H HX X X X X X X X L L H H LX X X X X X X L H L H H HX X X X X X L H H H L L LX X X X X L H H H H L L HX X X X L H H H H H L H LX X X L H H H H H H L H HX X L H H H H H H H H L LX L H H H H H H H H H L HL H H H H H H H H H H H L

H = HIGH voltage levelL = LOW voltage levelX = Don't care

INPUT OUTPUT11 12 13 1 2 3 4 5 10

14 6 7 9

A 0

CC = Pin 16

= Pin 8GND

V

A1A2A 3

I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 8 I 9

74147

25

88--toto--3 Priority Encoder3 Priority EncoderTabel Kebenaran

• Idle indicator bahwa tidak ada input bernilai 1.

Inputs Outputs

I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 y2 y1 y0 Idle0 0 0 0 0 0 0 0 x x x 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0X 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0X X 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0X X X 1 0 0 0 0 0 1 1 0X X X X 1 0 0 0 1 0 0 0X X X X X 1 0 0 1 0 1 0X X X X X X 1 0 1 1 0 0X X X X X X X 1 1 1 1 0

26

Perbandingan Priority Encoder dengan Encoder 8 to 3

• Priority Encoder :H7=I7 (Highest Priority)H6=I6.I7’H5=I5.I6’.I7’H4=I4.I5’.I6’.I7’H3=I3.I4’.I5’.I6’.I7’H2=I2.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’H1=I1. I2’.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’H0=I0.I1’. I2’.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’IDLE= I0’.I1’. I2’.I3’.I4’.I5’.I6’.I7’

• Encoder Y0 = I1 + I3 + I5 + I7Y1 = I2 + I3 + I6 + I7Y2 = I4 + I5 + I6 + I7

27

IDLE

Y1

Y2

Y0

I1

I2

I3 Y1

Y2I4

I5

I6

I0

Y0

I7

Binary encoder

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I0

I7

Priority Circuit

H1

H2

H3

H4

H5

H6

H0

H7

IDLE

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I0

I7

Priority encoder

Blok Diagram Priority Encoder (8 to 3 encoder)

28

IMPEMENTASI 4-TO-2 ENCODER dgn V indikator

Input 0

Input 1

Input 2

Input 3

V

S0

S1

Tabel Kebenaran

0 1 2 3 SI S0 V

0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 10 1 0 0 0 1 1

0 0 1 0 1 0 10 0 0 1 1 1 1

29

Encoder Application (Monitoring Unit)

Action

Encoder Controller

Machine Code

Machine 1

Machine 2

Machine n

Alarm Signal

Controller Response

30

COMPARATOR

Pokok Bahasan :1. Pendahuluan2. Dasar-dasar rangkaian Comparator3. Mendesain rangkaian Comparator

Tujuan Instruksional Khusus :1. Mahasiswa dapat menerangkan dan memahami rangkaian

Comparator2. Mahasiswa dapat membuat dan mendesain rangkaian

Comparator

31

Code Comparator• Sebuah rangkaian Comparator berfungsi membandingkan dua buah

bilangan input / kode.

• Jika digunakan untuk membandingkan dua input dan kemudianmenyatakan apakah kedua input tersebut sama, lebih besar ataulebih kecil, maka rangkaian tersebut dinamakan Magnitude Comparator.

Tabel Kebenaran

Xi

Yi

X > Y

X = Y

X < Y

Comparator

Xi Yi X >Y X = Y X < Y0 0 0 1 00 1 0 0 11 0 1 0 0

1 1 0 1 0

32

Rangkaian Comparator 2 input X dan Y

Xi

Yi

X>Y

X=Y

X<Y

Comparator 2 input 2-bitA1

A2

B1

B2

A > B (G)

A = B (E)

A < B (L)

Comparator

Tabel Kebenaran

(A<B) (A=B) (A>B)A1 A2 B1 B2 L E G0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 1 0 00 0 1 0 1 0 00 0 1 1 1 0 00 1 0 0 0 0 10 1 0 1 0 1 00 1 1 0 1 0 00 1 1 1 1 0 01 0 0 0 0 0 11 0 0 1 0 0 11 0 1 0 0 1 01 0 1 1 1 0 01 1 0 0 0 0 11 1 0 1 0 0 11 1 1 0 0 0 11 1 1 1 0 1 0

OUTPUT(A) (B)

INPUT

Blok Diagram

Dari Tabel Kebenaran, didapatkanpersamaan masing-masing output

21222111 BBABAABAL ++=

21222111 BBABAABAG ++=

2121212121212121 BBAABBAABBAABBAAE +++=

33

34

Rangkaian Comparator untuk 2 buah input 2-bit

A

D

C

B

L

G

7408

7421

7421

7408

7421

7421

7421

7421

7421

7404

7404

7404

7404

7432

7432

7432

7432

7432

7432

7421

7432E

35

Soal Latihan

1. Dengan Decoder 4 to 16, buat rangkaian yang akan memberikanoutput HIGH saat 4 bit inputnya bernilai lebih besar dari 12.

2. Dengan menggunakan IC 74138 (3 to 8 Decoder), carilah niai output decoder tersebut jika diketahui input-inputnya adalah sebagai berikut :

E3=E2=1, E1=0, A2=A1=1, A0=0E3=1,E2=E1=0,A2=0,A1=A0=1Semua input = 0Semua input = 0, kecuali E3 = 1

3. Dengan menggunakan Priority Encoder :- jika ada 2 bilangan desimal berbeda diinputkan, mana yang akan di-encode kan ?- diinputkan I1= I2=I3=LOW dan I4=I5=I6=I7=I8=I9=HIGH. Berapa nilaiA0,A1,A2 dan A3 ?