Encoder dan Decoder

Encoder adalah rangkaian yang memiliki fungsi berkebalikan dengan decoder.

Encoder berfungsi sebagai rangakain untuk mengkodekan data input mejadi data bilangan dengan format tertentu. Encoder dalam rangkaian digital adalah rangkaian kombinasi gerbang digital yang memiliki input banyak dalam bentuk line input dan memiliki output sedikit dalam format bilangan biner. Encoder akan mengkodekan setiap jalur input yang aktif menjadi kode bilangan biner. Dalam teori digital banyak ditemukan istilah encoder seperti “Desimal to BCD Encoder” yang berarti rangkaian digital yang berfungsi untuk mengkodekan line input dengan jumlah line input desimal (0-9) menjadi kode bilangan biner 4 bit BCD (Binary Coded Decimal). Atau “8 line to 3 line encoder” yang berarti rangkaian encoder dengan input 8 line dan output 3 line (3 bit BCD). 

PRIORITY ENCODER

Sebuah priority encoder adalah rangkaian encoder yang mempunyai fungsi prioritas. Operasi dari rangkaian priority encoder adalah sebagai berikut: jika ada dua lebih input bernilai “I” pada saat yang sama, maka input yang mempunyai prioritas tertinggi yanga akan diambil.

Ilustrasi Digital Encoder

Encoder dalam contoh ini adalah encoder desimal ke BCD (Binary Coded Decimal) yaitu rangkaian encoder dengan input 9 line dan output 4 bit data BCD. Dalam mendesain suatu encoder kita harus mengetahui tujuan atau spesifikasi encoder yang diinginkan yaitu dengan : 

1. Membuat tabel kenenaran dari encoder yang ingin dibuat 
2. Membuat persamaan logika encoder yang diinginkan pada tabel kebenaran menggunakan K-Map 
3. Mengimplemenstasikan persamaan logika encoder dalam bentuk rangkaian gerbang logika digital 

Rangkaian Encoder Desimal (10 line) ke BCD

Dalam mendesain rangkaian encoder desimal ke BCD langkah pertama adalah menentukan tabel kebenaran encoder kemudian membuat persamaan logika kemudian mengimplementasikan dalam gerbang logika digital seperti berikut.

Tabel kebenaran encoder Desimal (10 Line) ke BCD 

Persamaan logika output encoder Desimal (10 Line) ke BCD 

• Y3 = X8 + X9 
• Y2 = X4 + X5 + X6 + X7 
• Y1 = X2 + X3 + X6 + X7 
• Y0 = X1 + X3 + X5 + X7 + X9 

Rangkaian implementasi encoder Desimal (10 Line) ke BCD sesuai tabel kebenaran 

Rangkaian encoder diatas merupakan implementasi dari tabel kebenaran diatas dan persamaan logika encoder Desimal ke BCD. jalur input X0 tidak dihubung ke rangkaian karena alasan efisiensi komponen, hal ini karena apabil input X0 ditekan maka tidak akan mengubah nilai output yaitu output tetap bernilai BCD 0 (0000). Rangkaian encoder diatas hanya akan bekerja dengan baik apabila hanya 1 jalur input saja yang mendapat input, hal ini karena rangkaian encoder diatas bukan didesain sebagai priority encoder.

Decoder

Pengertian Decoder adalah alat yang di gunakan untuk dapat mengembalikan proses encoding sehingga kita dapat melihat atau menerima informasi aslinya. Pengertian Decoder juga dapat di artikan sebagai rangkaian logika yang di tugaskan untuk menerima input input biner dan mengaktifkan salah satu outputnya sesuai dengan urutan biner tersebut. Kebalikan dari decoder adalah encoder.

Fungsi Decoder adalah untuk memudahkan kita dalam menyalakan seven segmen. Itu lah sebabnya kita menggunakan decoder agar dapat dengan cepat menyalakan seven segmen. Output dari decoder maksimum adalah 2n. Jadi dapat kita bentuk n-to-2n decoder. Jika kita ingin merangkaian decoder dapat kita buat dengan 3-to-8 decoder menggunakan 2-to-4 decoder. Sehingga kita dapat membuat 4-to-16 decoder dengan menggunakan dua buah 3-to-8 decoder.

Beberapa rangkaian decoder yang sering kita jumpai saat ini adalah decoder jenis 3 x 8 (3 bit input dan 8 output line), decoder jenis 4 x 16, decoder jenis BCD to Decimal (4 bit input dan 10 output line) dan decoder jenis BCD to 7 segmen (4 bit input dan 8 output line). Khusus untuk pengertian decoder jenis BCD to 7 segmen mempunyai prinsip kerja yang berbeda dengan decoder decoder lainnya, di mana kombinasi setiap inputnya dapat mengaktifkan beberapa output linenya.

Salah satu jenis IC decoder yang umum di pakai adalah 74138, karena IC ini mempunyai 3 input biner dan 8 output line, di mana nilai output adalah 1 untuk salah satu dari ke 8 jenis kombinasi inputnya. Jika kita perhatikan, pengertian decoder sangat mirip dengan demultiplexer dengan pengecualian yaitu decoder yang satu ini tidak mempunyai data input. Sehingga input hanya di gunakan sebagai data control.

Pengertian decoder dapat di bentuk dari susunan gerbang logika dasar atau menggunakan IC yang banyak jual di pasaran, seperti decoder 74LS48, 74LS154, 74LS138, 74LS155 dan sebagainya. Dengan menggunakan IC, kita dapat merancang sebuah decoder dengan jumlah bit dan keluaran yang di inginkan. Contohnya adalah dengan merancang sebuah decoder 32 saluran keluar dengan IC decoder 8 saluran keluaran.

A. Encoder Oktal ke Biner

ENCODER oktal ke biner ini terdiri dari delapan input, satu untuk masing-masing dari delapan angka itu, dan tiga output yang menghasilkan bilangan binernya yang sesuai. Rangkaian itu terdiri dari gerbang OR. Berikut tabel kebenarannya.

Diandaikan hanya ada satu saluran input dengan logik 1 untuk setiap kalinya, seelain dari itu input tersebut tidak mempunyai arti. Tampak bahwa rangkaian itu mempunyai delapan input yang dapat memberikan 28 kemungkinan kombinasi, tetapi hanya delapan kombinasi yang mempunyai arti.

B. Decoder Biner ke Octal

Pada decoder dari biner ke oktal ini terdapat tiga input yaitu A, B dan C yang mewakili suatu bilangan biner tiga bit dan delapan output yang yaitu D0 sampai dengan D7 yang mewakili angka oktal dari 0 sampai dengan

Dalam hal ini unsur informasinya adalah delapan angka oktal. Sandi untuk informasi diskrit ini terdiri dari bilangan biner yang diwakili oleh tiga bit. Kerja dekorder ini dapat lebih jelas tampak dari hubungan input dan output yang ditunjukan pada tabel kebenaran dibawah ini. Tampak bahwa variabel outputnya itu hanya dapat mempunyai sebuah logk 1 ntuk setiap kombinasi inputnya. Saluran output yang nilainya sama dengan 1 mewakili angka oktal yang setara dengan bilangan biner pada saluran inputnya

C. Peraga 7 segmen

Untuk menampilkan bilangan yang dikeluarkan oleh decoder akan dapat dipakai sebuah penampil 7-segmen (seven segment display). Penampil ini terdiri dari 7-segmen yang tersusun membentuk angka-angka, ditunjukkan pada Gabar.C1.

Gabar. C1 Cara mengidentifikasi segmen-segmen dalam penampil 7-segmen

Segmen-segmen ditandai dengan huruf-huruf a, b, c, d, e, f dan g. setiap segmen dapat diisi sebuah filamen yang akan berpijar apabila diaktifkan. Jenis penampil semacam ini disebut penampil pijar (incandescent display). Cara memijarkan tidak beda dengan lampu-lampu pijar biasa.

Jenis penampil lain adalah yang segmen-segmennya mengandung tabung gas (gas discharge tube), yang beroperasi dengan tegangan tinggi. Penampil ini berpendar dengan warna jingga. Ada pula penampil pendaran (fluorescent tube) yang mengeluarkan cahaya kehijauan, dan beroperasi dengan tegangan rendah.

Penampil yang banyak dipakai adalah yang menerapkan LED (Light Emitting Diode). Untuk menyalakan LED diterapkanlah sirkit seperti pada Gb.C2. R=150Ω berfungsi untuk membatasi arus agar bertahan pada 20mA. Tanpa R, LED akan terbakar. Pada LED akan terdapat tegangan kira-kira 1,7V.

Gabar. C2. Sirkit untuk menyalakan LED

Gabar. C3 Asas menyalakan LED.

LED yang dibumikan (lewat R=150 Ω) akan menyala

Setiap segmen didalam penampil pada Gb.C1 berisi satu LED. Adapun asasnya hubungan LED ditunjukkan dalam Gb.C3, yaitu anoda-anoda disatukan dan diberi potensial +Vcc (5V). katodalah yang diberi logik 0 atau 1 dari dekoder lewat R=150Ω. Apabila saklar ditutup, maka katoda yang bersangkutan memperoleh logik 0 dan LED itupun menyala, sebab sirkit baterai tertutup. Pada Gb.C4 ditunjukkan angka-angka yang akan dapat ditampilkan oleh tujuh segmen.

Gabar. C4 Angka-angka yang akan dapat ditampilkan oleh 7-segmen

Sebagai contoh, untuk menyalakan atau menampilkan angka 6, maka saklar a, c, d, e, f, dan g harus ditutup, sehingga segmen-segmen a, c, d, e, f, dan g pun menyala. Dalam pelaksanaan praktek, segmen-segmen a hingga g dikoneksikan langsung pada keluaran a hingga g pada dekoder. Keluaran yang aktif akan meng-ground-kan segmen yang berkoneksi padanya, sehingga segmen tersebut menyala. Contoh, keluaran pada dekoder (a, b, c) aktif, maka output-output itu masing-masing meng-ground-kan katodanya LED yang ada di segmen a, b, dan c, sehingga tampilah 7.

C. Decoder BCD ke Desimal

Rangkaian Dekoder BCD ke desimal ditunjukan pada gambar D2. Unsur informasi dalam hal ini adalah sepuluh angka desimal yang diwakili oleh sandi BCD. Masing-masing keluarannya sama dengan 1 hanya bila variabel masukannya membentuk suatu kondisi bit yang sesuai dengan angka desimal yang diwakili oleh sandi BCD itu. Tabel D2 menunjukkan hubungan masukan dan keluaran dekoder tersebut. Hanya sepuluh kombinasi masukan pertama yang berlaku untuk penentuan sandi itu, enam berikutnya tidak digunakan dan menurut definisi, merupakan keadaan tak acuh. Jelas keadaan tak acuh itu pada perencanaannya digunakan untuk menyederhanakan fungsi keluarannya, jika tidak setiap gerbang akan memerlukan empat masukan. Untuk kelengkapan analisis tabel D2 memberikan semua keluaran termasuk enam kombinasi yang tidak terpakai dalam sandi BCD itu; tetapi jelas keenam kombinasi tersebut tidak mempunyai arti apa-apa dalam rangkaian itu.

Dekoder dan enkoder itu banyak sekali dipakai dalam sistem digital. Dekoder tersebut berguna untuk memperagakan unsur informasi diskret yang tersimpan dalam register. Misalnya suatu angka desimal yang disandikan dalam BCD dan tersimpan dalam register empat sel dapat diperagakan dengan pertolongan rangkaian dekoder BCD ke desimal dimana keluaran keempat sel biner tersebut diubah sehingga menyalakan 10 lampu penunjuk. Lampu penunjuk itu dapat berupa angka peraga (display digit), sehingga suatu angka desimal akan menyala bila keluaran dekoder yang sesuai adalah logika 1. Rangkaian dekoder juga berguna untuk menentukan isi register dalam proses pengambilan keputusan. Pemakaiannya yang lain adalah untuk membangkitkan sinyal waktu dan sinyal urutan untuk keperluan pengaturan.

Gabar. D2 Dekoder BCD ke decimal

Decoder BCD ini ada 2 macam yaitu yang outputnya aktif level tinggi dan yang outputnya aktif rendah sehingga membutuhkan 7 segmen yang berbeda. Untuk aktif level tinggi menggunakan 7 segmen kommon katoda, sedangkan untuk aktif level rendah menggunakan 7 segmen kommon anoda.

Contoh rangkaian Decoder BCD to 7 segmen kommon anoda 

Tabel Kebenaran Decoder common anoda

Tabel Kebenaran Decoder common katoda

Dengan demikian untuk peraga 7 segmen jenis common cathode memerlukan decoder dengan output jenis active high untuk menyalakan setiap segmennya, sedangkan untuk peraga 7 segmen jenis common anode memerlukan decoder dengan output jenis active low.

Demikian Artikel mengenai Encoder dan Decoder yang saya buat. Walau hanya sedikit informasi yang dapat saya sampaikan mudaha-mudahan bias bermanfaaat bagi pembaca :D

Sumber Referensi :

http://tentangelektro1.blogspot.com/2014/05/encoder-dan-decoder.html

https://terminaltechno.blog.uns.ac.id/2009/11/12/encoder-decoder/

http://nurarifin.ilearning.me/?p=153