i

Panduan Singkat

“Desain Sistem Digital Menggunakan

Logisim”

Di Susun Oleh :

Dr. Robby Kurniawan Harahap

PUSAT STUDI MIKROELEKTRONIKA DAN

PENGOLAHAN CITRA

UNIVERSITAS GUNADARMA

2020

ii

Kata Pengantar

Dengan memuji dan mengucap syukur kepada Allah SWT, yang telah

memberikan karunia kekuatan dan kesabaran kepada Penulis untuk menyelesaikan salah

satu seri pembuatan naskah tutorial yaitu Panduan singkat “Desain Sistem Digital

Menggunakan Logisim. Naskah tutorial ini merupakan bahan ajar untuk mahasiswa

teknik elektro dan juga dosen. Naskah ini berisi tentang tutorial menggunakan perangkat

lunak berbasis opensource Logisim untuk mendesain sistem digital yang terdiri dari

terdiri dari 8 bab dengan materi:

1. Pendahuluan

2. Apa itu Logisim

3. Pengaturan Awal

4. Menggambar Skematik

5. Simulasi dan Analisis Sirkuit

6. Menggambar Skematik dari tabel kebenaran

7. Menggambar Skematik dari Ekspersi Boolean

8. Latihan Skematik

Semoga bahan aja ini dapat bermanfaat untuk semua kalangan secara umum dan

secara khusus kepada setiap mahasiswa dan dosen diharapkan dapat menguasai dan

mengoprasikan perangkat lunak Logisim untuk simulasi sistem digital. Bahan ajar juga

diharapkan dapat dimanfaatkan mahasiswa yang mengambil matakuliah Sistem Digital

dan dosen yang mengampu matakuliah tersebut.

Jakarta, 25 Maret 2020

Pusat Studi Mikroelektronika Dan Pengolahan Citra

Universitas Gunadarma

iii

Daftar Isi Kata Pengantar .................................................................................................................. ii

Daftar Isi .......................................................................................................................... iii

Bab 1. Pendahuluan .......................................................................................................... 1

Bab 2. Apa Itu Logisim .................................................................................................... 2

2.1. Menjalankan Simulator Logisim............................................................................ 3

2.3. Apa yang dapat dilakukan di Logisim ................................................................... 4

2.2. Pengenalan Tampilan Logisim .......................................................................... 6

2.3. Library ............................................................................................................... 7

Bab 3. Pengaturan Awal ................................................................................................. 10

Bab 4. Menggambar Skematik ....................................................................................... 13

4. 1. Gate Level ........................................................................................................... 13

4.2. Subsirkuit ............................................................................................................. 16

Bab 5. Simulasi dan Analisis Sirkuit .............................................................................. 17

5.1. Simulasi ............................................................................................................... 17

5.2. Analisis Sirkuit .................................................................................................... 17

Bab 6. Menggambar sirkuit dari Tabel Kebenaran......................................................... 21

Bab 7. Menggambar sirkuit dari ekspresi Boolean......................................................... 25

Bab 8. Latihan ................................................................................................................ 28

1

Bab 1. Pendahuluan

Perangkat lunak desain elektronika atau yang dikenal dengan Electronic Design

Automation (EDA) digunakan sebagai alat bantu otomatisasi menggunakan komputer

untuk mendesain sirkuit elektronik. Desain sirkuit elektronik ditinjau dari jenis dapat

dibagi menjadi dua yaitu sirkuit analog dan sirkuit digital. Begitu pula ditinjau dari sistem

kerja yaitu sistem analog dan sistem digital. Saat ini sistem digital banyak digunakan

karena desain dan pengukuran yang mudah. Tentunya sistem digital merupakan

pengembangan atau solusi dari sistem analog.

Sistem digital dibangun dari gerbang-gerbang logika sehingga membentuk logika

sirkuit yang mudah dipahami dan dilakukan pengukuran. Dasar dari gerbang logika yaitu

sistem bilangan yang terdiri dari beberapa basis diantaranya basis desimal, biner, hexa,

dan oktal. Bedasarkan sistem bilangan tersebut logika sirkuit dapat dibangun dan

dilakukan pegukuran. Logika dihadirkan dalam bentuk tabel kebenaran atau yang disebut

dengan truth table.

Perangkat lunak simulasi atau simulator untuk sistem digital salah satunya yaitu

Logisim. Logisim berbasiskan perangkat lunak Freeware, artinya tidak memerlukan

biaya untuk mendapatkannya. Perangkat lunak Freeware dapat menjadi solusi untuk

pembelajaran bagi mahasiswa yang terbatas dalam mengakses simulator berbayar yang

biasanya didapatkan atau dilakukan pada praktikum di laboratorium. Dengan Perangkat

lunak Freeware pengguna dapat menginstalasi pada perangkat komputer atau laptop masing.

2

Bab 2. Apa Itu Logisim

Seperti pembahasan singkat pada bab pendahluan, Logisim merupakan perangkat

lunak freeware EDA untuk mendesain sirkuit elektronika digital. Sebutan lebih

lengkapnya adalah Simulator. Logisim bersifat freeware EDA dengan di bawah lisensi

public yang dikenal dengan GNU GPL (General Public License). Logisim dirancang

untuk memfasilitasi dalam pendidikan edukasi atau pendidikan untuk mengembangkan

sirkuit elektronika digital.

Gambar 2.1. Logo Logisim

Desain sirkuit digital digunakan gerbang-gerbang logika dasar dan

kombinasional. Fitur utama desain skematik sirkuit digital, simualis dan analisis sirkuit.

Basis yang digunakan yaitu java sehingga sangat mudah digunakan di berbagai platform

sistem operasi seperti windows, linux dan MacOs. Selain itu dengan basis java tidak

memerlukan instalasi secara permanen pada komputer atau laptop. Sehingga perangkat

lunak ini dapat dikatakan sebagai perangkat lunak portable

Spesifikasi perangkay komputer untuk instalasi adalah sebagai berikut:

• PC / Laptop

– Sistem Operasi Windows 7/8/10, Linux dan MacOS

– RAM minimum 2GB

– Harddisk minimum 1GB

3

• Software

– Logisim Tersedia versi 2.7.X (32 bit atau 64 bit)

Untuk lebih detailnya Logisim dapat diunduh pada tautan

http://www.cburch.com/logisim/download.html

Gambar 2.2. Halaman unduh Logisim

2.1. Menjalankan Simulator Logisim

Setelah mengunduh file Logisim maka langkah untuk menjalankannya sebagai

berikut:

1. File undukan logisim jika menggunakan sistem operasi windows berformat

“.exe”.

Gambar 2.3. file unduh Logisim

2. “Double klik” pada file tersebut maka akan tampil halaman utama logisim

4

Gambar 2.4. Tampilan Interface Logisim

2.3. Apa yang dapat dilakukan di Logisim

Fitur utama dapat dikategorikan menjadi dua yaitu

1. Desain Skematik

2. Simulasi dan Analisis

Desain Skematik disebut juga (Schematic Capture) fitur yang disajikan Logisim

untuk mendesain rangkaian. Gerbang Logika disusun dan diletakkan pada bagian ini.

Gambar 2.4. Desain Skematik

5

Simulasi disajikan dalam aksi langsung (direct act) pada rangakaian skematik.

Simulasi dapat dilakukan dengan klik langsung pada masing-masing pin masukkan.

Gambar 2.5. Simulasi Langsung

Analisa sisrkuit dapat dilakukan dengan fitur “Analyze Circuit”.

Gambar 2.5. Analisa Sirkuit

6

Tabel 1.1 keterangan dari masing-masing fungsi pada analisa sirkuit. Fitur ini

dapat membantu pengguna dalam menganalisa rangakaian yang dibuat.

Tabel 1.1. Fungsi-fungsi analisa sirkuit

No Fungsi Keterangan

1 Inputs Identifikasi Label pin masukkan

2 Outputs Identifikasi Label pin Keluaran

3 Table Tabel kebenaran

4 Expression Ekspresi notasi logika

5 Minimize Penyederhanaan output

2.2. Pengenalan Tampilan Logisim

Tampilan Logisim atau disebut interface dari Logisim sangat sederhana dan

mudah untuk pahami dan digunakan. Gambar 2.6 adalah tampilan awal dan menubar dan

toolbar dari logisim.

Gambar 2.6. Pengenalan Tampilan awal

Toolbar

Menubar

Explorer pane

Atribut Table

Canvas

7

2.3. Library

Default library yang disediakan oleh logisim diantaranya sebagai berikut:

1. Wiring, Library untuk komponen yang dapat berinteraksi dengan wiring

Gambar 2.7. Library Wiring

2. Gates, Library yang berkaitan dengan gerbang logika dasar

Gambar 2.8. Library Gates

3. Plexer, berisikan library logika kombinasional, seperti multiplexer dan

decoder

Gambar 2.9. Library Plexers

8

4. Arithmetic, library untuk aritmatika

Gambar 2.9. Library Arithmetic

5. Memory, Library yang berkaitan dengan logika penyimpanan seperti

flip-flop,

Gambar 2.10. Library Memory

6. Input/Output, library yang berkaitan dengan device input dan output

Gambar 2.10. Library Input/Output

9

7. Base, Library alat-alat standar

Gambar 2.11. Library Input/Output

10

Bab 3. Pengaturan Awal Pengaturan awal diperlukan untuk mengatur kebutuhan dan juga kenyamanan

pengguna dalam mendesain. Pengaturan dapat dilakukan dengan mengakses menu

project > Options

Gambar 3.1. Pengaturan

Berikut ini beberapa pengaturan yang dapat dilakukan

1. Pengaturan Kecepatan iterasi simulasi

Gambar 3.2. Pengaturan Kecepatan Simulasi

11

Iterations Until Oscilation, menentukan berapa lama untuk mensimulasiakan

sirkuit sebelum memutuskan untuk berosilasi. Angka merepresentasikan jumlah klik dari

hidden clock dimana sirkuit sederhanaya hanya membutuhkan 1 kali klik. Nilai 1000

sudah dapat mewakili untuk sirkuit atau rangkaian sederhana hingga kompleks. Dapat

disesuaikan dengan kebutuhan.

Gate Output When Undefined, mengonfigurasi bagaimana gerbang logika

bawaan berperilaku ketika beberapa input tidak terhubung atau mengambang. Default

dari bagian ini yaitu ignore undefined input. Artinya simulator mengijinkan gate untuk

berfungsi dengan meskipun ada beberapa masukkan yang tidak terhubung dengan bagian

lainnya (gantung).

Add Noise To Component Delays, fitur untuk menonaktifkan atau mengaktifkan

noise dan delay pada komponen.

Pada bagian ini disarankan menggunakan pengaturan default dari logisim. Tetapi

jika dirasa perlu ada perubahan maka dapat diubah sesuai denga kebutuhan.

2. Pengaturan tool bar, dapat disesuaikan dengan kebutuhan

Gambar 3.3. Pengaturan Tool Bar

12

3. Pengaturan Mouse, dapat dilakukan sesuai dengan kebutuhan

Gambar 3.4. Pengaturan Mouse

13

Bab 4. Menggambar Skematik

Untuk dapat menggambar skematik dibagi menjadi dua tingkatan (level) yaitu

tingkatan gate dan tingkatan subsirkuit.

4. 1. Gate Level

Menggambar skematik pada level gate dapat mengikuti langkah-langkah pembuatan

skematik berikut ini:

1. Tekan tombol “new”

Gambar 4.1. Tombol “new”

2. Tampilan layar skematik editor beserta grid

Gambar 4.2. Tampilan skematik

14

3. Menempatkan komponen, tekan tombol komponen gate

Gambar 4.3. Toolbox komponen

2. Peletakan Komponen,

Gambar 4.4. Menempatkan Komponen Gate

15

3. Pin dapat diatur jumlah masukan, mulai dari 2 – 32

masukkan.

Gambar 4.4. Mengubah jumlah inputan

4. Menambahkan pin masuk dan keluaran dan memberikan

label

16

Gambar 4.5. Mengubah jumlah inputan

5. Wiring dengan menarik garis antar komponen

Gambar 4.6. Wiring

4.2. Subsirkuit

Menggambar skematik pada level subsirkuit dapat mengikuti langkah-langkah

pembuatan skematik berikut ini:

1. Tombol Subsirkuit. Kegunaan untuk meringkat level gate yang kompleks.

17

Gambar 4.7. Subsirkuit

Bab 5. Simulasi dan Analisis Sirkuit

5.1. Simulasi

Simulasi dapat dilakukan dengan langsung klik untuk memberi masukkan. Berikut ini

langkah simulasi untuk gerbang dasar AND

1. Menggunakan tombol change value.

Gambar 5.1. Change Value

2. Klik langsung pada pin masukkan

Gambar 5.2. Simulasi nilai langsung

5.2. Analisis Sirkuit

Analisa sirkut dapat menggunakan “analyze circuit”. Berikut ini langkah-langkah

menganalisa sirkuit

18

1. Gerbang AND dua 2 input X dan Y

Gambar 5.3. 2 Inputan gerbang AND

2. Gerbang AND defines Output Z

19

Gambar 5.4. 2 Output gerbang AND

3. Tabel kebenaran AND 2 Inputan

Gambar 5.5. Tabel kebenaran dari gerbang AND 2 Input

4. Ekpresi Boolean.

Gambar 5.5. Expresi Boolean AND 2 Input Z = X.Y

20

5. Minimize, Penyederhanaan ekspresi Boolean

Gambar 5.5. Penyederhaan

21

Bab 6. Menggambar sirkuit dari Tabel Kebenaran Untuk membangun sirkuit dari tabel kebenaran dapat menggunakan fitur analyze

circuit. Berikut ini akan dicontohkan beberapa ekpresi Boolean

Tabel 2. Tabel Kebenaran Half Adder

Input Output

A B SUM CARRY

0 0 0 0

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 0 1

Berdasarkan tabel 2 akan dibuat sirkuit berdasarkan langkah berikut ini

1. Definisi Input

Gambar 6.2. Definisi Input

22

2. Definisi Output

Gambar 6.3. Definisi Output

3. Tampilan sementara tabel kebenaran

Gambar 6.4. Tabel Kebenaran Sementara

23

4. Menset output dengan klik pada variable “X” disesuaikan dengan tabel 2

Gambar 6.5. Penyesuaian Tabel Kebenaran

5. Membuat sirkuit,

Gambar 6.6. Build Circuit

24

6. Hasil sirkuit

Gambar 6.7. Hasil Build Sirkuit

25

Bab 7. Menggambar sirkuit dari ekspresi Boolean Untuk membangun sirkuit dari ekpresi Boolean dapat menggunakan fitur analyze

circuit. Berikut ini akan dicontohkan beberapa ekpresi Boolean

1. Sebelum menuliskan ekspresi bolean, definisi input dan output

diperlukan sama dengan langkah tabel kebenaran.

2. Pada tab Expression Output telah terdefinisi Sum dan Carry. Masing

masing ouput diberikan statemen Boolean. Sum = x’y+xy’ dan Carry =

X Y. Setelah melakukan inputan kemudian tekan enter

Gambar 7.1. Statemen Expresi Boolean output SUM

Gambar 7.2. Statemen Expresi Boolean Output CARRY

26

3. Hasilnya adalah tabel kebenaran Half adder

Gambar 7.3. Truth Table Half Adder

4. Langkah berikutnya adalah hanya memproses sirkuit dengan menekan

“Build Circuit”

Gambar 7.4. Truth Table Half Adder

27

5. Hasil sirkuit dari expresi Boolean.

Gambar 7.5. Hasil Sirkuit dari Ekspresi Boolean.

28

Bab 8. Latihan 1. Gambarlah dan lakukan simulasi terhadap gambar komparator berikut

A. Desainlah dari gambar kemudian menghasilkan Tabel kebenaran

B. Desainlah dari tabel kebenaran menjadi rangkaian digital

C. Desainlah dari Expresi Boolean menjadi rangkaian digital

29

Referensi

[1] Kumar, A.A., Fundamentals of digital circuits. PHI Learning Pvt. Ltd, 2016..

[2] Url : http://www.cburch.com/logisim/docs/2.7/en/html/guide/tutorial/index.html,

diakses Januari 2020

[3] Url: http://american.cs.ucdavis.edu/academic/ecs154a/postscript/logisim-tutorial.pdf,

diakses Januari 2020

[4] Url : http://www.cs.cornell.edu/courses/cs3410/2011sp/section/01-logisim.pdf, diakses

Januari 2020