praksisdig 4 - full adder dan ful substruction 4bit

8/18/2019 Praksisdig 4 - Full Adder Dan Ful Substruction 4bit

1/20

LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM DIGITAL

PERCOBAAN KE - 4

FULL ADDER DAN FULL SUBTRACTOR 4 BIT

Nama : Retno Puji Lestari

NIM : 14302241029

Kelas : Pendidikan Fisika 1 / 2014

Pembimbing : Dyah Kurniawati Agustika, S.Si, M.Sc.

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2016


2/20

PERCOBAAN 4

FULL ADDER DAN FULL SUBTRACTOR 4 BIT

A. TUJUAN

1. Menyusun rangkaian penjumlah Full Adder dan rangkaian pengurang Full

Subtractor dari IC 74LS83 dan 74LS86.

2. Membandingkan hasil praktikum keluaran (output) rangkaian penjumlah Full

Adder dan rangkaian pengurang Full Subtractor biner 4bit dengan analisa

teori penjumlahan dan pengurangan.

B. ALAT-ALAT PERCOBAAN

1.

Catu daya ( power supply)

2. Multimeter analog

3. LED

4. IC seri 74LS86 dan 74LS83

5. Papan rangkaian (Breadboard)

6. Kabe-kabel penghubung

C. DASAR TEORI SINGKAT

1. Full Adder

Rangkaian full adder dapat digunakan untuk menjumlahkan

bilangan biner yang lebih dari 1 bit. Ciri pokok dari Full adder dibandingkan

dengan half adder terletak pada jenis/jumlah masukan. Pada Full adder

terdapat tambahan satu masukan, yaitu Carry_in.

Masukan : A = 1 Masukan : A = 1

B = 0 B = 1

Carry_in = 0 Carry_in = 1

--------- + --------- +

Keluaran : 0 1 Keluaran : 1 1

Carry_out Carry_out

Sum Sum

Persamaan logikanya adalah (berdasarkan tabel kebenaran) :


3/20

Sum = (A B) C_in

C_out = (A . B) + (A . C_in) + (B . C_in)

2. Full Subtractor

Rangkaian full subtractor digunakan untuk melakukan operasi

pengurangan bilangan biner yang lebih dari 1 bit. Dengan 3 terminal input

yang dimilikinya yaitu A, B, serta terminal Borrow input dan 2 terminal

output yaitu Sum dan Borrow out.

Masukan : A = 1 Masukan : A = 1

B = 0 B = 1

Borrow_in = 0 Borrow_in = 1

---------

---------

Keluaran : 0 1 Keluaran : 1 1

Borrow_out Borrow_out

Sum Sum

Sifat dari rangkaian Exclusive-OR adalah berfungsi untuk mendeteksi

keadaan-keadaan logika yang berbeda, maka output Exclusive-OR akan bernilai

1, tetapi jika kedua inputnya berada pada keadaan logika yang sama maka output

Exclusive-OR akan bernilai 0. Exclusive-OR Gate terutama digunakan pada

rangkaian aritmatic logic seperti misalnya rangkaian penjumlahan (adder) dan

pengurangan (subtractor). Pada percobaan ini dibuat suatu rangkaian Exclusive-

OR Gate dari gabungan gate dasar.

Penjumlahan dan pengurangan 4 bit sesungguhnya didasari oleh

penjumlahan dan pengurangan 1 bit. Untuk pejumlahan 4 bit diperlukan 4 buahFull Adder yang inputnya dipasang secara parallel dan outputnya diambil dari

masing-masing “Sum”. C-out dimasukkan ke C-in dari Full Adder berikutnya.

Seperti kita ketahui bahwa persamaan Sum pada penjumlahan 1 bit (FA)

sesungguhnya sama dengan difference pada pengurangan 1 bit (FS).

Sum (Difference) = A`.B`.C + A`.B.C` + A.B`.C` + A.B.C

Akan tetapi persamaan untuk Carry-out dan Borrow-out adalah berlainan.

Oleh karena itu untuk membuat rangkaian dapat berfungsi sebagai penjumlah


4/20

dan pengurang perlu ditambah kontrol Add/Sub. Hal ini sebagai pemilih kapan

rangkaian tersebut mamilih Carry-out atau Borrow-out.

Sehingga dari kontrol Add/Sub tersebut rangkaian dapat berfungsi sebagai

penjumlahan, jika kontrol Add/Sub berlogika rendah, dan berfungsi sebagai

pengurangan, bilamana kontrol Add/Sub berlogika tinggi.

D. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN

a. Full Adder 4 Bit

-

Merangkai komponen percobaan pada breadboard menjadirangkaian kombinasi Full Adder 4 Bit seperti diatas. IC yang

digunakan dalam rangkaian ini adalah IC seri 74LS83, dan 74LS86.

- Menghubungkan kaki 3, 5, 8, dan 11 IC 74LS86 menuju kaki 16, 4,

7, dan 11 IC 74LS83.

- Menghubungkan Input Carry M=0, dimana M terhubung dengan IC

74LS86 (2,5,10,12) dan input carry kaki 13 IC 74LS83 menuju

ground.

A110

S1 9

A28

S2 6

A33

S3 2

A41

S4 15

B111

B27

B34

B4

16

C013

C4 14

U1

74LS83

BAT1

5V

1

2

3

U2:A

74LS86

4

5

6

U2:B

74LS86

9

10

8

U2:C

74LS86

12

13

11

U2:D

74LS86

D1

LED-RED

D2

LED-YELLOW

D3

LED-GREEN

D4

LED-BLUE

D5

LED-BIGY

SW1

SW-SPDT

SW2

SW-SPDT

SW3

SW-SPDT

SW4

SW-SPDT

SW5

SW-SPDT

SW6

SW-SPDT

SW7

SW-SPDT

SW8

SW-SPDT


5/20

- Menentukan input A3, A2, A1, dan A0 (kaki 1, 3, 8, 10 IC 74LS83)

- Menentukan input B3, B2, B1, dan B0 (kaki 1, 4, 9, 13 IC 74LS86)

-

Menentukan output O3, O2, O1,O0, dan O carry dengan dihubungkan

LED.

- Membuat tabel kebenaran penjumlahan 4bit.

-

Menghubungkan sumber tegangan Vcc 5 volt ke rangkaian.

- Mengatur input penjumlahan dengan bebas pada tabel kebenaran

yang telah dibuat.

-

Mengamati setiap output pada rangkaian dan mencocokannya

dengan hasil penjumlahan teori.


6/20

b. Full Subtractor 4 Bit

-

Merangkai komponen percobaan pada breadboard menjadi

rangkaian kombinasi Full Adder 4 Bit seperti diatas. IC yang

digunakan dalam rangkaian ini adalah IC seri 74LS83, dan 74LS86.

-

Menghubungkan kaki 3, 5, 8, dan 11 IC 74LS86 menuju kaki 16, 4,

7, dan 11 IC 74LS83.

- Menghubungkan input Carry M=1, dimana M terhubung dengan IC

74LS86 (2,5,10,12) dan input carry kaki 13 IC 74LS83 menuju Vcc.

-

Menentukan input A3, A2, A1, dan A0 (kaki 1, 3, 8, 10 IC 74LS83)

- Menentukan input B3, B2, B1, dan B0 (kaki 1, 4, 9, 13 IC 74LS86)

-

Menentukan output O3, O2, O1,O0, dan O carry dengan dihubungkan

LED.

- Membuat tabel kebenaran penjumlahan 4bit.

- Menghubungkan sumber tegangan Vcc 5 volt ke rangkaian.

- Mengatur input penjumlahan dengan bebas pada tabel kebenaran

yang telah dibuat.

A110

S1 9

A28

S2 6

A33

S3 2

A41

S4 15

B111

B27

B34

B416

C013

C4 14

U3

74LS83

BAT2

5V

1

2

3

U4:A

74LS86

4

5

6

U4:B

74LS86

9

10

8

U4:C

74LS86

12

13

11

U4:D

74LS86

D6

LED-RED

D7

LED-YELLOW

D8

LED-GREEN

D9

LED-BLUE

D10

LED-BIGY

SW9

SW-SPDT

SW10

SW-SPDT

SW11

SW-SPDT

SW12

SW-SPDT

SW13

SW-SPDT

SW14

SW-SPDT

SW15

SW-SPDT

SW16

SW-SPDT

FULL SUBTRACTOR 4 BIT


7/20


8/20

0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0

0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0

0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0

b. Full Subtractor 4 Bit

1. Pengurangan Hasil Positf

Input (Masukan) Output (Keluaran)

FotoCi

A B O (LED)Co

A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 O3 O2 O1 O0

1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1


9/20

1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1

1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1

1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1

2. Pengurangan Hasil Negatif


FotoCi

A B O (LED)Co

A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 O3 O2 O1 O0

1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0


10/20

1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0

1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0

1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1

F. ANALISIS DATA

1. Full Adder 4 Bit


CiA B O (LED)

A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 O3 O2 O1 O0 Co

0 1 0 0 0 8 1 0 0 0 8 0 0 0 0 1 16 8 + 8 = 16

0 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 1 0 1 0 13 6 + 7 = 13

0 0 1 0 1 5 1 0 0 1 9 1 1 1 0 0 14 5 + 9 = 14

0 0 0 1 1 3 0 0 1 0 2 0 1 0 1 0 5 3 + 2 = 5

0 0 0 1 1 3 0 1 0 1 5 1 0 0 0 0 8 3 + 5 = 8


11/20

a. 8 + 8 = 16

8 A 1 0 0 0

8 B 1 0 0 0 +16 1 0 0 0 0

b. 6 + 7 = 13

1 1

6 A 0 1 1 0

7 B 0 1 1 1 +

13 0 1 1 0 1

c. 5 + 9 = 14

1

5 A 0 1 0 1

9 B 1 0 0 1 +

14 0 1 1 1 0

d. 3 + 2 = 5

13 A 0 0 1 1

2 B 0 0 1 0 +

5 0 0 1 0 1

e. 3 + 5 = 8

1 1 1

3 A 0 0 1 1

5 B 0 1 0 1 +

8 0 1 0 0 0


12/20

2. Full Subtractor 4 Bi t

a. (Hasil Pengurangan Positi f)

a. 4 – 2 = 2

2 B 0 0 1 0

1

K1 1 1 0 1

1 +

K2 1 1 1 0

1

4 A 0 1 0 0

2 K2 1 1 1 0 +

2 1 0 0 1 0

b. 9 – 3 = 6

3 B 0 0 1 1

K1 1 1 0 0

1 +

K2 1 1 0 1

1

9 A 1 0 0 1

3 K2 1 1 0 1 +

6 1 0 1 1 0


CiA B O (LED)

A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 O3 O2 O1 O0 Co

0 0 1 0 0 4 0 0 1 0 2 0 0 1 0 0 2 4 - 2 = 2

0 1 0 0 1 9 0 0 1 1 3 0 1 0 1 0 6 9 - 3 = 6

0 1 0 1 1 11 0 1 1 1 7 0 1 0 0 0 4 11 - 7 = 4

0 1 1 0 1 13 0 1 0 0 4 1 0 0 1 0 9 13 – 4 = 9


13/20

c. 11 – 7 = 4

7 B 0 1 1 1

K1 1 0 0 0

1 +

K2 1 0 0 1

1 1

11 A 1 0 1 17 K2 1 0 0 1 +

4 1 0 1 0 0

d. 13 – 4 = 9

4 B 0 1 0 0

1 1

K1 1 0 1 1

1 +

K2 1 1 0 0

1

13 A 1 1 0 1

4 K2 1 1 0 0 +

9 1 1 0 0 1

b. (Hasil Pengurangan Negatif )


CiA B O (LED)

A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 O3 O2 O1 O0 Co

0 0 1 0 0 3 0 0 1 0 7 0 0 1 0 0 -4 3 – 7 = -4

0 1 0 0 1 4 0 0 1 1 12 0 1 0 1 0 -8 4 – 12 = -8

0 1 0 1 1 8 0 1 1 1 13 0 1 0 0 0 -5 8 – 13 = -5

0 1 1 0 1 3 0 1 0 0 4 1 0 0 1 0 -1 3 – 4 = -1


14/20

a. 3 – 7 = - 4

7 B 0 1 1 1

K1 1 0 0 0

1 +

K2 1 0 0 1

1 1

3 A 0 0 1 1

7 K2 1 0 0 1 +

-4 0 1 1 0 0

e. 4 – 12 = - 8

8 B 1 1 0 0

1 1

K1 0 0 1 1

1 +

K2 0 1 0 0

1

4 A 0 1 0 0

12 K2 0 1 0 0 +

-8 0 1 0 0 0

f. 8 – 13 = - 5

13 B 1 1 0 1

K1 0 0 1 0

1 +

K2 0 0 1 1

8 A 1 1 0 0

13 K2 0 0 1 1 +

-5 0 1 1 1 1


15/20

g. 3 – 4 = - 1

4 B 0 1 0 0

1 1

K1 1 0 1 1

1 +

K2 1 1 0 0

3 A 0 0 1 1

4 K2 1 1 0 0 --1 0 1 1 1 1

G. PEMBAHASAN

Percobaan kali ini berjudul Rangkaian Full Adder dan Full Subtractor 4 Bit

dengan tujuan antara lain menyusun rangkaian penjumlah Full Adder dan

rangkaian pengurang Full Subtractor dari IC 74LS83 dan 74LS86 dan

membandingkan hasil praktikum keluaran (output) rangkaian penjumlah Full

Adder dan rangkaian pengurang Full Subtractor biner 4bit dengan analisa teori

penjumlahan dan pengurangan.

Rangkaian Full Adder 4 bit dan Full Subtructor 4 bit merupakan rangkaian

penjumlah dengan menggunakan IC 74LS83 dengan input sebanyak 4 bit dalam

satu IC dan IC 74LS86 sebagai gerbang EX-OR yang memiliki sifat dapat

digunakan sekaligus untuk penjumlahan dan pengurangan biner.

Penjumlahan biner 4 bit dilakukan dengan menjumlahkan setiap

masukannya dan diperoleh dari input A (A3, A2, A1, A0) dan input B (B3, B2, B1,

B0). Penjumlahan biner 4 bit dilakukan seperti penjumlahan biasa, dimana carry

1 menunjukkan negatif, dan carry 0 menunjukkan positif. Sebagai contoh untuk

penjumlahan biner 4 digit, Full adder 4 Bit :


16/20

1 A 0 0 0 0 1

2 B 0 0 0 1 0 +

3 0 0 0 1 1

1

8 A 0 1 0 0 0

8 B 0 1 0 0 0 +

16 1 0 0 0 0

0 1 0 0 0 (input carry 0, menunjukkan positif).

Untuk penjumlahan biner 4 digit, apabila hasil penjumlahan diatas 15,

maka Carry Output yang muncul adalah 1.

Sedangkan pengurangan biner 4 bit dilakukan dengan mengurangkan setiap

masukannya dan diperoleh dari input A (A3, A2, A1, A0) dan input B (B3, B2, B1,

B0). Akan tetapi, pengurangan biner 4 bit dilakukan tidak seperti penjumlahan

biasa, sebagaimana pada rangkaian Full Adder 4 bit. Pengurangan biner dilakukan

dengan membuat pengurang menjadi komplemen 2-an, dengan carry 1

menunjukkan negatif, dan carry 0 menunjukkan positif. Sebagai contoh untuk penjumlahan biner 4 digit, Full Subtractor 4 Bit :

Misalkan, 11 - 7 = 4.

7 B 0 0 1 1 1

K1 1 1 0 0 0

1 +

K2 1 1 0 0 1

1 1 1

11 A 0 1 0 1 1

7 K2 1 1 0 0 1 +

4 0 0 1 0 0

Dimana, 1 – 7 = 4. Operasi diatas, merupakan hasil pengurangan yang

berbentuk positif.


17/20

Berikut merupakan operasi pengurangan biner yang memiliki hasil negatif.

Misalkan, 3 - 4 = -1

4 B 1 0 1 0 0

1 1 K1 0 1 0 1 1

1 +

K2 1 1 1 0 0

1 1

1 1

3 A 0 0 0 1 1

4 K2 0 1 1 0 0 -

-1 0 1 1 1 1

Negatif 4 (-4) di komplemen 1 kan dengan menegasikan bilangan (dibalik),

kemudian di komplemen 2 kan dengan menambahkannya dengan digit 1. Operasi

pengurangan mengurangkan yang dikurangi dengan komplemen 2 an.

Hasil diatas di komplemenkan secara terbalik, untuk mengetahui hasil -1.

1 1

K1 1 0 0 0 0

1

1 0 0 0 1 +

Berdasarkan Percobaan yang telah dilakukan sesuai dengan Poin

D. LANGKAH PERCOBAN maka praktikan memperoleh hasil data

seperti pada poin E. DATA PERCOBAAN, dari data tersebut praktikan

mencoccokkan data percobaan dengan analisa perhitungan secara teori

seperti pada poin F. ANALISA DATA.

Hasil analisa data menunjukkan bahwa untuk rangkaian memiliki

hasil yang sama antara percobaan dan teori.

H. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, praktikan dapat menyimpulkan

sebagai berikut :


18/20

1. Rangkaian penjumlah Full Adder dan rangkaian pengurang Full

Subtractor dari IC 74LS83 dan 74LS86.

a. Rangkaian Full Adder 4 Bit

b. Rangkaian Full Adder 4 Bit

A110

S1 9

A28

S2 6

A33

S3 2

A41

S4 15

B111

B27

B34

B416

C013

C4 14

U1

74LS83

BAT1

5V

1

2

3

U2:A

74LS86

4

5

6

U2:B

74LS86

9

10

8

U2:C

74LS86

12

13

11

U2:D

74LS86

D1

LED-RED

D2

LED-YELLOW

D3

LED-GREEN

D4

LED-BLUE

D5

LED-BIGY

SW1

SW-SPDT

SW2

SW-SPDT

SW3

SW-SPDT

SW4

SW-SPDT

SW5

SW-SPDT

SW6

SW-SPDT

SW7

SW-SPDT

SW8

SW-SPDT


19/20

2.

Hasil praktikum keluaran (output) rangkaian penjumlah Full Adder dan

rangkaian pengurang Full Subtractor biner 4bit dengan analisa teori

penjumlahan dan pengurangan sama atau sesuai.

1. DAFTAR PUSTAKA

Albert, Paul & Tjia. 1994. Elektronika Komputer Digital & Pengantar

Komputer Edisi 2. Jakarta : Erlangga.

A110

S1 9

A28

S2 6

A33

S3 2

A41

S4 15

B111

B27

B34

B416

C0

13

C4

14

U3

74LS83

BAT2

5V

1

2

3

U4:A

74LS86

4

5

6

U4:B

74LS86

9

10

8

U4:C

74LS86

12

13

11

U4:D

74LS86

D6

LED-RED

D7

LED-YELLOW

D8

LED-GREEN

D9

LED-BLUE

D10

LED-BIGY

SW9

SW-SPDT

SW10

SW-SPDT

SW11

SW-SPDT

SW12

SW-SPDT

SW13

SW-SPDT

SW14

SW-SPDT

SW15

SW-SPDT

SW16

SW-SPDT

FULL SUBTRACTOR 4 BIT


20/20

Kasmawan, Antha.2010. Penuntun Praktikum Elektronika 2. Jimbaran

: Unud.

Kurniawan, Fredly. 2005. Sistem Digital Konsep & Aplikasi.

Yogyakarta : Gava Media.

Pangariwibowo, Kariyanto. (Tidak ada Tahun). Perancanaan Sistem

Digital . Pusat Pengembangan Bahan Ajar, Universitas Mercu Buana. (Modul

Online) diakses 10 Maret 2016, pukul 17:23 WIB.

Sumarna. 2016. Petunjuk Praktikum Sisitem Digital . Yogyakarta :

praksisdig 4 - full adder dan ful substruction 4bit

Documents