UTS nomor 1:
Rancanglah dan simulasikan(dengan bantuan logic state dan logic probe) suatu rancangan rangkaian decoder memori dan I/O untuk suatu sistem minimum 8086 yang terdiri dari:
a. RAM-0 6116
b. RAM-1 6232
c. ROM 2764
d. PPI-0
e. PPI-1
f. PIT
g. PIC
h. Input switch dan output led (jika diperlukan)
i. serta komponen pendukung lainnya (jika diperlukan)
1. Tujuan [kembali]
Merancang dan simulasi (dengan bantuan logic state dan logic probe) suatu rancangan rangkaian decoder memori dan I/O untuk suatu sistem minimum 8086 yang terdiri dari RAM 6116, ROM 2764, PPI-0, PPI-1, PIT, PIC, Input switch dan output led.
2. Komponen [kembali]
PPI 8255
74LS138
74HC373
74LS245
RAM 6116
ROM 2764
PIT 8253
PIC 8259
LED
3. Dasar teori [kembali]
Rangkaian Latch dan Buffer
Untuk menghubungkan address ke memori atau I-O maka diperlukan pemisahan address rendah yang multiplek dengan data dengan memakai rangkaian latch dan buffer. Rangkaian latch akan selalu aktif dengan terhubungnya ke ground kaki LE maka untuk bekerjanya IC latch ini diperlukan sinyal kontrol yang di-input-kan ke kaki –OE. Pin -OE mendapat input dari pin ALE yang merupakan sinyal kontrol yang artinya pin ini akan aktif setiap mikroprosesor meng-output-kan address. Sedangkan untuk memisahkan data dengan address maka dipakai IC buffer. IC buffer diaktifkan melewati pin –E yang mendapat sinyal kontrol DEN yang artinya mikroprosesor melakukan akses data (Read atau Write). Sesudah itu IC buffer akan bekerja dengan menerima sinyal kontrol DT/-R dari mikroprosesor. Apabila mendapatkan sinyal kontrol DT yang berlogika 1 ke pin DIR dari IC buffer maka data dilewatkan dari mikrorposesor ke memori atau I-O dan sebaliknya jika sinyal kontrol –R yang berlogika 0 ke pin DIR dari IC buffer maka data dilewatkan dari memori atau I-O ke mikroprosesor.
Decoder
Rangkaian memori dan decoder memori
Mikroprosesor
yang akan berhubungan dengan RAM atau ROM dipisahkan oleh rangkaian
decoder IC 74LS138. Jika mikroprosesor berhubungan dengan RAM maka
mikroprosesor akan mengeluarkan address RAM yang masuk ke IC decoder
74LS138 dan decoder akan meng-output-kan Y0 aktif (sesuai rancangan,
address A17, A18, A19 di-input-kan ke A, B, C dari IC decoder) rendah ke
–CS RAM 6116. Dan sebaliknya jika mikroprosesor berhubungan dengan ROM
maka mikroprosesor akan mengeluarkan address ROM yang masuk ke IC
decoder 74LS138 dan decoder akan meng-output-kan Y7 aktif (sesuai
rancangan, address A17, A18, A19 di-input-kan ke A, B, C dari IC
decoder) rendah ke –CS ROM 2764.
PPI (Programmable periperal interface) 8255 itu sendiri adalah chip yang dirancang khusus untuk keperluan antarmuka (interface) pada sistem komputer yang menggunakan mikroprosesor intel. Istilah antarmuka di sini mengandung arti jembatan atau penghubung. Menghubungkan sebuah mikroprosesor dengan sebuah piranti luar (periperal) misalnya dengan keyboard, mouse, layar monitor, printer, dan lain-lain.PPI 8255 hanyalah satu jenis yang dapat diprogram untuk beberapa keperluan tertentu.Chip PPI 8255 memiliki 40 buah pin, yang konfigurasi pin-pinnya diperlihatkan pada gambar diatas. PPI 8255 (perhatikan gambar 2.12 ) memiliki 3 buah port (port A,B dan C) dan sebuah bus data 8-bit. Bus data adalah penghubung antara mikroprosesor dengan PPI 8255, sedangkan port A,B dan C adalah penghubung antara PPI 8255 dengan rangkaian kendali/piranti luar.
Karena bus data pada PPI 8255 hanya satu buah sedangkan port PPI ada 3 buah, bus data tidak dapat terhubung dengan ketiga port pada waktu yang bersamaan. Oleh karenanya, untuk menghubungkan bus data dengan salah satu port dapat dilakukan dengan memberikan kombinasi data tertentu pada pin A0 dan A1 sebagai berikut.
PPI-8255 mempunyai 24 pin I/O yang terdiri dari 3 port, yaitu:
– Port A (8 pin) disebut atau ditandai PA0-PA7
– Port B (8 pin) disebut atau ditandai PB0-PB7
– Port C (8 pin) disebut atau ditandai PC0-PC7
Ketiga
port ini dapat berfungsi sebagai port keluaran (untuk mengeluarkan
data)dan sebagai port masukan (untuk menerima data). Ketiga port
tersebut dikelompokkan dalam 2 group A dan B dimana:
– Group A
Port A (PA0-PA7) dan Port C Upper (PC0-PC4)
– Group B
Port B (PB0-PB7) dan Port C lower (PC5-PC7)
Untuk
mengatur (mendefinisikan) fungsi masing-masing port dapat dilakukan
dengan memberikan kata kendali (control word) berupa 8 angka biner pada
pin D0,D1,.. D7 (bus data). Selain itu untuk mendefinisikan fungsi
ketiga port, kendali port ini juga berfungsi untuk mendefinisikan mode,
bit set, bit reset, dan lain-lain. Untuk lebih jelasnya, dapat kita
lihat pada gambar 2.14 ini adalah format data kendali beserta maksudnya
PPI-8255 dapat dioperasikan dalam 3 mode:
Mode 0 : Port A, Port B, dan Port C bekerja sebagai port I/O sederhana,yaitu tanpa hubungan dengan perangkat keras
Mode
1 : Port A dan Port B bekerja sebagai port I/O yang dilengkapi dengan
hubungan otomatis, yaitu dengan menggunakan sebagian dari pin – pin
untuk port C.
Mode
2 : Port A, dapat dibuat bekerja sebagai port I/O dua arah, sekaligus
untuk menerima masukan dan mengeluarkan data, dilengkapi dengan
hubungan.
Dari
ketiga mode yang tersedia tersebut, yang akan kita gunakan adalah mode
0, mode yang paling sederhana untuk keperluan antarmuka.
(-)Peta alamat I/O
Dalam
menentukan alamat I/O maka harus dipilih alamat Yang kosong (reserved)
sehingga tidak mengganggu device yang lain yang telah ada sebelumnya.
Untuk itu maka dipilih alamat 03E0H – 03E3H untuk keperluan PPI-8255.
Pada
rancangan kartu PPI 8255 yang diperlihatkan pada gambar diatas
digunakan sebuah saklar 8-bit yang kombinasinya dapat di set sedemikian
rupa untuk menjaga agar daerah kerja kartu berada pada alamat
0300H-031FH. Kedelapan saklar tersebut dihubungkan dengan A2-A9 pada
slot ekspansi. Pada rangkaian ini, digunakan pula sebuah komparator
74LS688, yang akan selalu membandingkan alamat dari CPU dengan alamat
daerah kerja kartu PPI. Bila hasil perbandingan oleh komparator sama,
akan dikirimkan sebuh sinyal yang mengaktifkan CS (mengaktifkan CS
berarti mengaktifkan PPI 8255).
Karena
daerah kerja kartu berada pada alamat 0300H-031FH, dari 20-bit alamat
yang dimiliki oleh slot ekspansi, hanya 10-bit alamat yang digunakan.
Pada tabel dibawah terdapat alamat yang digunakan untuk kartu PPI
tersebut.
Dari
tabel diatas, bila kita akan memilih daerah kerja kartu PPI, kita dapat
melakukannya dengan mengubah bit-bit pada A2,A3 dan A4.
Slot ISA
ISA
(Industrial Standard Architecture) adalah salah satu slot yang tersedia
pada suatu komputer untuk mentransfer data. Piranti I/O atau interface
card dapat dipasang pada slot ISA untuk dapat menghubungkan komputer
dengan peralatan I/O. Slot ISA yang terpasang pada motherboard komputer
bisa dipakai untuk 8-bit yang merupakan subset dari ISA 16-bit. Slot ISA
merupakan suatu tempat piranti tambahan yang dipasang pada komputer
sehingga pada motherboard disediakan tempat yang bisa digunakan untuk
memasang piranti tersebut. Ada 2 macam slot yaitu ISA dan PCI yang
kegunaannya disesuaikan dengan piranti yang akan dipasang.
Fungsi pin-pin pada slot ISA IBM PC
- D0 – D7 (Data 0 – Data 7): Data bus uP8088, 8 bit, bidirectional.
- MEMR (MEMory Read) dan MEMW (MEMory Write) yang menandakan µP sedang melakukan pembacaan / penulisan memori.
- IOR (I/O Read) dan IOW (I/O Write) yang menandakan µP sedang melakukan pembacaan / penulisan rangkaian I/O.
- ALE ( Address Latch Enable ) adalah Menandakan AD0 – AD7 dan A8 – A19 µP 8088 berisi A0 – A19.
- AEN (Address Enable) adalah Setiap mikroprosesor mengirimkan Address maka sinyal kontrol AEN diaktifkan.
LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya. LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
PIT 8253
Intel 8253 adalah sebuah chip Programmable Interval Timer (PIT) yang dirancang untuk melakukan fungsi penghitungan dan pengatur waktu pada mikrokontroler. Chip ini terdiri dari tiga buah counter 16-bit yang beroperasi secara independen. Setiap counter memiliki dua input (clock dan gate) dan satu output. Dengan fleksibilitasnya, 8253 dapat diprogram untuk berbagai mode operasi, seperti menghitung pulsa, menghasilkan interval waktu yang akurat, dan menghasilkan sinyal-sinyal periodik. Chip ini sangat populer pada sistem komputer generasi awal, termasuk IBM PC, dan masih sering digunakan dalam aplikasi embedded system hingga saat ini. Kegunaannya meliputi pengaturan waktu real-time, pembangkitan interupsi periodik, dan kontrol perangkat keras lainnya yang memerlukan pengaturan waktu yang presisi.
Chip ini terdiri dari tiga buah counter 16-bit yang bekerja secara mandiri. Setiap counter ini seperti stopwatch mini yang bisa diatur untuk menghitung hingga 65.536 hitungan. Dengan adanya tiga counter, kita bisa melakukan berbagai macam tugas yang berhubungan dengan waktu, seperti:
Mengatur waktu: Misalnya, untuk membuat delay (jeda) dalam program, atau untuk menjalankan suatu fungsi secara berkala.
Membuat interupsi: Chip ini bisa mengirimkan sinyal interupsi ke prosesor pada waktu-waktu tertentu, sehingga prosesor tahu kapan harus melakukan tugas tertentu.
Membangkitkan sinyal: Kita bisa menggunakan 8253 untuk menghasilkan sinyal-sinyal elektronik dengan frekuensi tertentu, yang berguna untuk mengontrol perangkat keras lainnya.
Cara kerja 8253 sangat fleksibel karena bisa diprogram untuk berbagai mode operasi. Misalnya, kita bisa mengatur agar counter menghitung dalam mode biner, BCD, atau sebagai generator gelombang kotak. Selain itu, kita juga bisa mengatur bagaimana cara counter mereset dirinya sendiri setelah mencapai nilai tertentu.
PIC 8259
Intel 8259 adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol interupsi yang dapat diprogram (Programmable Interrupt Controller/PIC). Bayangkan seperti seorang sekretaris yang mengatur jadwal pertemuan penting. Jika ada sesuatu yang mendesak (interupsi), sekretaris ini akan memberitahu bos (prosesor) agar segera ditangani.
Chip ini dirancang untuk bekerja sama dengan mikroprosesor seperti Intel 8085 dan 8086. Fungsinya adalah untuk mengelola beberapa sumber interupsi sekaligus dan memberikannya kepada prosesor secara berurutan berdasarkan prioritas. Dengan adanya 8259, prosesor tidak perlu terus-menerus memeriksa setiap perangkat apakah ada yang membutuhkan perhatian, tetapi cukup menunggu pemberitahuan dari 8259.
cara kerja 8259 yaitu ketika ada perangkat yang ingin meminta perhatian prosesor (misalnya, keyboard ditekan), perangkat tersebut akan mengirimkan sinyal interupsi ke 8259. 8259 akan memeriksa prioritas interupsi tersebut dan jika lebih tinggi dari interupsi yang sedang diproses, maka 8259 akan mengirimkan sinyal interupsi ke prosesor. Prosesor kemudian akan menghentikan pekerjaan yang sedang dilakukan dan menjalankan rutinitas pelayanan interupsi yang sesuai.
Secara singkat, 8259 adalah komponen penting dalam sebuah sistem komputer karena memungkinkan prosesor untuk merespon kejadian-kejadian eksternal secara efisien dan terkendali.
4. Percobaan [kembali]
berikut adalah tampilan rangkaian pada proteus
berikut adalah tabel kebenaran peta memori dan input output dari rangkaian diatas
5. Video [kembali]
berikut adalah simulasi rangkaian
6. Link Download [kembali]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar