9.36
1. Ringkasan Sub-chapter [Kembali]
Sub-chapter ini membahas tentang Magnitude Comparator (Pembanding Nilai), sebuah rangkaian logika kombinasional dari kategori Medium Scale Integration (MSI) yang berfungsi untuk membandingkan dua besaran angka biner (unsigned) dan menentukan angka mana yang memiliki nilai lebih besar. Sebagai contoh utama, IC 74HC85 atau 74LS85 digunakan untuk membandingkan dua buah data word biner 4-bit, yaitu word A (A3 A2 A1 A0) dan word B (B3 B2 B1 B0). IC pembanding ini dilengkapi dengan tiga jalur output utama yang bersifat active-HIGH, yaitu OA>B (akan bernilai HIGH jika A > B), OA<B (akan bernilai HIGH jika A < B), dan OA=B (akan bernilai HIGH jika nilai A dan B identik/sama).
Selain pin input data dan pin output, IC 74HC85 juga memiliki tiga buah pin Cascading Inputs (Input Kaskade) yang diberi label IA>B, IA<B, dan IA=B. Pin kaskade ini berfungsi sebagai sarana perluasan (expansion) jika kita ingin membandingkan bilangan biner yang berukuran lebih dari 4 bit (misalnya membandingkan dua bilangan 8 bit dengan menggabungkan dua buah IC). Pada konfigurasi kaskade, IC pembanding orde lebih tinggi (yang memeriksa bit-bit MSB) akan memeriksa input kaskadenya hanya jika bit-bit data utamanya bernilai sama (A=B). Jika sejak awal bit-bit berorde tinggi sudah mendeteksi perbedaan, maka IC orde tinggi akan langsung menetapkan hasil akhir tanpa perlu melihat kondisi bit-bit berorde lebih rendah.
Dalam aplikasinya di dunia nyata, magnitude comparator sangat berguna untuk sistem kendali otomatis, seperti pada termostat digital untuk pengaturan suhu ruangan. Rangkaian ini membandingkan data digital dari sensor suhu fisik (sebagai Input A) dengan nilai referensi batas suhu yang diinginkan pengguna (sebagai Input B). Agar tidak terjadi siklus mati-nyala (on/off) yang terlalu cepat dan ekstrem pada mesin pemanas/pendingin ketika suhu berada sangat dekat dengan titik referensi, output dari comparator (OA<B dan OA>B) biasanya dihubungkan ke sebuah rangkaian pengunci berupa SET-CLEAR Latch (Latch RS) menggunakan gerbang NOR sebelum menuju ke sistem sakelar utama.
Example 1:
Soal: Berdasarkan penjelasan mengenai penggabungan dua IC pada Gambar 9-37(b), bagaimana cara menghubungkan pin Cascading Inputs pada IC pertama (orde paling rendah) agar rangkaian comparator 8-bit dapat menghasilkan pembacaan output yang valid?
Jawaban: Agar menghasilkan pembacaan yang benar, pin kaskade pada IC berorde rendah harus diberi kondisi awal yang pasti, yaitu pin IA>B diberi logika LOW (0V), pin IA<B diberi logika LOW (0V), dan pin IA=B wajib dihubungkan ke tegangan VCC/+5V (logika HIGH).
Example 2:
Soal: Jika kita membandingkan dua buah data 8-bit dengan kondisi nilai A7 A6 A5 A4 = 1010 dan B7 B6 B5 B4 = 1011, bagaimana IC orde tinggi menentukan output akhir tanpa harus melihat hasil dari IC orde rendah?
Jawaban: Karena IC orde tinggi mendeteksi bahwa bit MSB dari kata B (B4 = 1) lebih besar daripada bit MSB kata A (A4 = 0), maka IC orde tinggi langsung mengetahui bahwa word B > word A. IC orde tinggi akan langsung mengeluarkan logika HIGH pada output OA<B = 1 secara instan tanpa memedulikan data kaskade dari IC orde rendah.
Problem 1:
Soal: Pada aplikasi termostat digital di Gambar 9-38, mengapa output OA=B dari IC 74HC85 tidak boleh dihubungkan secara langsung untuk menyalakan atau mematikan mesin pemanas (furnace)?
Jawaban: Jika output OA=B atau OA<B dipasang langsung ke mesin tanpa rangkaian pengunci (latch), mesin pemanas akan mengalami gejala severe on/off cycling (bergetar mati-nyala dengan sangat cepat) saat suhu ruangan riil berada sangat tipis di batas boundary nilai referensi. Hal ini dapat merusak komponen mekanis mesin pemanas.
Problem 2:
Soal: Perhatikan tabel kebenaran IC 74HC85 pada Gambar 9-36. Jika input data menunjukkan kondisi A3 = B3, A2 = B2, namun bit A1 bernilai HIGH sementara B1 bernilai LOW, apa kondisi logika untuk ketiga pin output (OA>B, OA<B, OA=B)?
Jawaban: Karena perbandingan bit dari urutan tertinggi (A3, B3 dan A2, B2) bernilai sama, maka penentu keputusan bergeser ke bit berikutnya. Karena A1 > B1$(1 > 0), maka output $O_{A>B}$ akan bernilai HIGH (1), sedangkan OA<B dan OA=B akan bernilai LOW (0), tanpa memedulikan nilai pada bit A0 dan B0
1. Kondisi logika manakah yang akan dihasilkan oleh output IC 74HC85 jika input biner Word A bernilai 1100 dan Word B bernilai 1100?
A. OA>B = 1, OA<B = 0, OA=B = 0
B. OA>B = 0, OA<B = 1, OA=B = 0
C. OA>B = 0, OA<B = 0, OA=B = 1
D. Semua output akan bernilai 1 secara bersamaan.
Kunci Jawaban: C
2. Pada struktur internal IC 74HC85, apabila blok pemeriksa data bit berorde tinggi menemukan bahwa nilai Word A dan Word B adalah sama (A = B), maka IC akan menentukan keputusan outputnya berdasarkan...
A. Nilai dari pin input sirkulasi atau clock eksternal.
B. Logika yang diterima pada pin Cascading Inputs (IA>B, IA<B, IA=B).
C. Mengunci otomatis seluruh output menjadi bernilai LOW.
D. Nilai bit tanda tanda minus/plus pada MSB terujung.
Kunci Jawaban: B
5. Simulasi Rangkaian[Kembali]
Donwload Rangkaian [klik]
Komentar
Posting Komentar