Fig 6.20


1. Pendahuluan[Kembali]

            Rangkaian penjumlah biner 4-bit menggunakan IC 74LS83, yaitu sebuah 4-bit binary full adder yang mampu menjumlahkan dua bilangan biner 4-bit beserta carry-in. Rangkaian ini merupakan dasar dari operasi aritmatika digital yang sering digunakan dalam sistem komputer dan perangkat elektronik. Dengan menggunakan IC ini, proses penjumlahan dilakukan secara paralel untuk keempat bit sekaligus, sehingga hasil penjumlahan dan carry-out dapat diperoleh dengan cepat dan akurat. Pemahaman terhadap rangkaian ini penting karena menjadi fondasi dalam desain unit aritmatika pada sistem digital yang lebih kompleks.

2. Tujuan[Kembali]

    Tujuan:

·       Memahami prinsip kerja penjumlahan bilangan biner dalam sistem digital

·       Mampu merancang dan menganalisis rangkaian penjumlah biner

3. Alat dan Bahan[Kembali]

 

1. IC 

IC adalah komponen elektronik yang terdiri dari rangkaian mikro di dalam satu chip kecil. Dalam konteks pencacah digital, IC seperti 74HC191 atau 74HC190 digunakan untuk menjalankan fungsi hitung naik/turun secara otomatis berdasarkan input clock dan kontrol lainnya.

2. Switch dan dipswitch

Switch adalah sakelar manual yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan arus listrik. DIP switch (Dual Inline Package switch) adalah kumpulan switch kecil dalam satu baris, biasa digunakan untuk memberikan input logika 1 atau 0 ke IC secara mudah dan teratur.

 

 3. Logicstate dan sakelar

LogicState adalah alat virtual pada simulator seperti Proteus untuk memberi logika HIGH (1) atau LOW (0) ke rangkaian digital. Sakelar fisik atau virtual digunakan untuk mengubah keadaan logika tersebut, sehingga dapat digunakan sebagai input manual pada rangkaian digital.

 


 

4. Ground

Ground adalah titik referensi tegangan dalam rangkaian elektronik. Semua tegangan dalam sistem diukur relatif terhadap ground, dan biasanya berfungsi sebagai jalur arus balik menuju sumber daya.

 


4. Dasar Teori[Kembali]

Dalam sistem digital, operasi aritmatika merupakan bagian fundamental, terutama dalam komputasi dan pengolahan data biner. Salah satu operasi aritmatika dasar yang paling sering digunakan adalah penjumlahan biner. Penjumlahan biner mirip dengan penjumlahan desimal, namun hanya menggunakan dua angka: 0 dan 1. Penjumlahan dua bit biner menghasilkan dua output: sum (hasil) dan carry (bawa). Untuk menjalankan operasi ini secara efisien, digunakan rangkaian digital yang disebut full adder.

Full adder adalah rangkaian logika kombinasi yang memiliki tiga input (bit A, bit B, dan carry-in) serta dua output (sum dan carry-out). Full adder menjadi dasar dari penjumlahan bilangan biner lebih dari satu bit, yang kemudian disebut sebagai rangkaian penjumlah multi-bit atau rangkaian adder.

Untuk penjumlahan 4-bit, salah satu IC yang paling umum digunakan adalah IC 74LS83. IC ini merupakan 4-bit binary full adder yang sudah menggabungkan empat full adder dalam satu chip. IC 74LS83 memiliki kemampuan untuk menjumlahkan dua bilangan biner 4-bit dan satu input carry (Cin) secara simultan, serta menghasilkan hasil penjumlahan 4-bit dan satu carry-out (Cout). Ini sangat berguna dalam sistem aritmatika digital seperti ALU (Arithmetic Logic Unit) dan mikroprosesor.

 

Konfigurasi dan Pin IC 74LS83

IC 74LS83 memiliki 16 pin, dengan konfigurasi sebagai berikut:

    • A1–A4 dan B1–B4: Input operand A dan operand B (masing-masing 4 bit).
    • C0: Carry-in eksternal.
    • S1–S4: Output hasil penjumlahan (sum).
    • C4: Carry-out setelah penjumlahan.
    • Vcc dan GND: Power supply +5V dan ground.

Urutan penjumlahan dalam IC dimulai dari bit paling rendah (LSB) sampai ke bit paling tinggi (MSB), secara berantai menggunakan carry internal antar bit. Output sum ditentukan dari hasil logika XOR antara A, B, dan carry-in masing-masing bit, sementara output carry dihitung menggunakan logika AND dan OR dari kombinasi input tersebut.

Cara Kerja

Ketika dua bilangan biner 4-bit dimasukkan ke input A dan B, serta diberi carry-in (jika ada), IC 74LS83 akan melakukan penjumlahan dengan cara berikut:

  1. Setiap pasangan bit A dan B dijumlahkan bersama-sama dengan carry-in dari bit sebelumnya.
  2. Hasil dari tiap penjumlahan menghasilkan satu bit sum dan satu carry-out.
  3. Carry-out dari bit sebelumnya akan menjadi carry-in untuk bit berikutnya.
  4. Hasil akhirnya adalah 4-bit sum dan satu bit carry-out dari bit paling signifikan.

 

example 1

  • A = 0101 (5)
  • B = 0011 (3)
  • Cin = 0
  • Hasil: Sum = 1000 (8), Cout = 0

Example 2

  • A = 1111 (15)
  • B = 0001 (1)
  • Cin = 0
  • Hasil: Sum = 0000, Cout = 1 (karena overflow)


PROBLEM 

 

        Problem 1: Penjumlahan Sederhana tanpa Carry-in

Diketahui:

  • Operand A = 0101 (5)
  • Operand B = 0011 (3)
  • Cin = 0

Pertanyaan:

  1. Hitung hasil penjumlahan dalam bentuk biner dan desimal.
  2. Apakah terjadi carry-out?
  3. Gambar posisi logika (0/1) pada masing-masing pin input dan output IC 74LS83.

Jawaban:

  • Penjumlahan: 0101 + 0011 = 1000 → Desimal: 8
  • Carry-out: 0
  • Simulasi Proteus menunjukkan output S = 1000 dan Cout = 0.

Problem 2: Overflow dengan Carry-out

Diketahui:

  • Operand A = 1111 (15)
  • Operand B = 0001 (1)
  • Cin = 0

Pertanyaan:

  1. Hitung hasil penjumlahan biner dan desimal.
  2. Jelaskan apa yang menyebabkan carry-out aktif.
  3. Jika hasil hanya dibaca sebagai 4-bit, berapa nilai hasil yang terbaca?

Jawaban:

  • Penjumlahan: 1111 + 0001 = 1 0000 → Hasil terbaca: 0000, Carry-out = 1
  • Penyebab: total 16, melebihi kapasitas 4-bit (maksimum 15).
  • Jika hanya 4-bit: hasil terlihat 0000, overflow terjad

SOAL PILIHAN GANDA

      

Soal 1
Jika A=1110, B=0011, dan Cin=0, hasil sum biner adalah:

A. 0001

B. 0000

C. 0001 dan Cout=1

D. 0010

(Jawaban benar: C)

  

Soal 2

Manakah pernyataan yang benar tentang IC 74LS83?
A. Digunakan untuk pengurangan biner

B. Memiliki 4 bit input operand dan 4 bit output hasil penjumlahan

C. Carry-in selalu bernilai 0

D. Carry-out menunjukkan overflow hasil penjumlahan

(Jawaban benar: B dan D)

 

8. Percobaan[Kembali]

prosedur
Rangkaian ini merupakan implementasi penjumlah biner 4-bit menggunakan IC 74LS83 yang dirancang untuk menjumlahkan dua bilangan biner berukuran 4 bit, yaitu operand A dan operand B. Masing-masing bit dari operand A dan B dihubungkan ke input IC melalui saklar atau DIP switch sebagai sumber logika input. Selain itu, terdapat satu input tambahan berupa carry-in (C0) yang memungkinkan operasi penjumlahan berantai jika digunakan dalam sistem multi-word. Hasil penjumlahan akan ditampilkan melalui empat output sum (S0–S3) dan satu output carry-out (C4), yang dapat dihubungkan ke LED sebagai indikator. Rangkaian ini diberi catu daya +5V yang sesuai dengan kebutuhan IC TTL seperti 74LS83, serta ground sebagai referensi tegangan. Dengan mengatur kombinasi input A dan B, pengguna dapat mengamati hasil penjumlahan secara langsung dan memahami proses kerja dari penjumlahan biner secara
digital.



Rangkaian 4 bit binary adder

 


9. Link Download[Kembali]

    [Klik untuk download proteus Fig 17.51]

 [Klik untuk download IC 74LS83 Datasheet]















Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Modul 3

Image
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percobaan ... Tugas Pendahuluan Laporan Akhir MODUL 3 OPERATIONAL AMPLIFIER DAN FILTER 1. Pendahuluan [Kembali] Operational Amplifier (Op-Amp)  merupakan salah satu komponen aktif paling penting dalam elektronika analog. Op-Amp berfungsi sebagai penguat tegangan dengan karakteristik ideal, yaitu impedansi input sangat tinggi, impedansi output rendah, serta penguatan (gain) yang besar. Karena sifat ini, Op-Amp banyak digunakan dalam berbagai rangkaian, antara lain sebagai penguat, komparator, osilator, integrator, diferensiator, maupun filter aktif. Salah satu aplikasi Op-Amp yang umum dipelajari adalah  adder  atau rangkaian penjumlah. Adder terbagi menjadi dua jenis, yaitu  inverting adder  dan  non-inverting adder . Pada konfigurasi inverting, beberapa sinyal input dijumlahkan melalui resistor ke terminal inverting (−...
Read more

Materi Sub Bab 15.5

Image
KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Example 6. Problem 7. Pihan Ganda 8. Percobaan 9. Link Download 1. Pendahuluan [Kembali]   Regulasi tegangan adalah komponen vital dalam sistem elektronika untuk menjaga stabilitas tegangan DC meskipun terjadi fluktuasi input atau perubahan beban. Bab 15.5 membahas  Discrete Transistor Voltage Regulation , yang menggunakan transistor diskrit (bukan IC terintegrasi) untuk merancang regulator tegangan seri ( series ) dan shunt. Regulator seri bekerja dengan mengontrol resistansi elemen yang terhubung seri antara input dan output, sementara regulator shunt mengalihkan arus berlebih ke ground. Keduanya dirancang untuk mengatasi masalah seperti: Variasi tegangan input (misalnya, dari rectifier atau baterai). Perubahan arus beban yang tiba-tiba. Ripple pada output akibat ketidaksempurnaan filter. Selain itu, bab ini juga mencakup teknik proteksi sep...
Read more

Modul 4

Image
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] MODUL 4 Kontrol Aeroponik DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3.  Alat dan Bahan 4.  Dasar Teori 5.  Percobaan Percobaan ... Prosedur Percobaan Hardware Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja Flowchart Video Demo Download File 1. Pendahuluan [Kembali] Aeroponik merupakan salah satu teknologi budidaya tanaman modern yang berkembang pesat karena mampu menghasilkan pertumbuhan yang lebih cepat, lebih sehat, dan lebih efisien dibandingkan metode pertanian konvensional. Dalam teknik ini, tanaman tidak ditanam menggunakan tanah, melainkan akar dibiarkan menggantung di udara dan disemprotkan larutan nutrisi dalam bentuk kabut halus. Dengan cara tersebut, akar mendapatkan suplai oksigen yang optimal serta nutrisi yang lebih mudah diserap, sehingga pertumbuhan tanaman dapat berlangsung secara maksimal. Namun, keberhasilan sistem aeroponik sangat bergantung pada kondisi lingkungan yang stabil, terutama intensita...
Read more