Gambar 16 Rangkaian I-O dan decoder I-O

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6. Download File

 

 Gambar 16 Rangkaian I-O dan decoder I-O

1. Tujuan [kembali] 

1. Memahami mengenai rangkaian memori dan decoder-nya serta prinsip kerjanya
2. Dapat membuat rangkaian memori dan decoder-nya

2. Alat dan Bahan [kembali]

1. IC 8259

2. IC 8255

3. IC 8253

4. IC74LS139

3. Dasar Teori [kembali]

Pemetaan I-O 

        Dirancang sistem minimum yang menggunakan 4 komponen I-O yaitu PPI-0 8255 dan PPI-1 8255, PIT 8253 serta PIC 8259. Untuk PPI 8255 masing-masing membutuhkan 4 kombinasi address (A1 A0 yaitu 0 s/d 3 Byte), PIT 8253  membutuhkan 4 kombinasi address yaitu A1A0 serta PIC 8259 membutuhkan 2 kombinasi address yaitu A0. Adapun perancangan peta I-O ini adalah seperti gambar 2

Gambar 1. Rangkaian Memori dan Decoder nya.

Gambar 2. Peta Memori

        Untuk dapat mengakses address dari PPI-0 8255 (4 B) menggunakan pin A0 dan A1

dan PPI-1 8255 (4 B) menggunakan pin A0 s/d A1,  PPT 8253 (4 B) menggunakan pin A0 s/d A1, sedangkan untuk PIC 8259 (2 B) menggunakan pin A0. Dalam membedakan alamat dari keempat komponen I-O tersebut seperti peta I-O diatas maka digunakan address A2 s/d A19. PPI-0 dengan PPI-1 dibedakan dari A4, jika A4 berlogika 0 maka merupakan akses address PPI-0 dan jika A4 berlogika 1 maka merupakan akses address PPI-1. PIT dapat dibedakan dari komponen I-O yang lain dari pin address A5, jika A5 berlogika 1 dan yang lain (A2 s/d A19) berlogika 0 maka address ini merupakan address PIT. Untuk PIC yang membedakan address-nya dengan komponen lain adalah pin address A6. Rangkaian decoder dapat dirancang untuk membedakan PPI-0, PPI-1,  PIT dan PIC menggunakan A4, A5 dan A6 seperti rangkaian pada gambar 3.

Gambar 3. Rangkaian I-O dan Decodernya

        Mikroprosesor 8088 adalah mikroprosesor yang mempunyai dua pilihan operasi yaitu dalam sistem minimum atau sistem maksimum. Perbedaan utama dalam dua pilihan ini adalah mikroprosesor pada sistem minimum tidak menggunakan IC co-processor 8087 dan sebaliknya mikroprosesor pada sistem maksimum memakai IC co-processor 8087. Sistem minimum 8088 selain perangkat hardware juga memerlukan perangkat software  untuk menjalankan sejumlah instruktur program dan data.

        Mikroprosesor 8088 merupakan prosesor dengan register internal 16 bit yang dapat menangani peripheral 8 bit. Pada saat mikroprosesor 8088 diproduksi dengan kemampuan peripheral 8 bit dan sesuai kebutuhan pasar industri saat itu yang baru membutuhkan peripheral 8 bit sehingga mikroprosesor 8088 lebih dikenal daripada mikroproses 8086.

        Mikroprosessor 8088 maupun 8086 mempunyai kelebihan dibandingkan prosesor lainnya seperti Zilog, Motorola dan lain-lain karena memiliki instruksi transfer data yang jauh lebih lengkap dan dapat mengakses  memori sebesar 1 Mega byte. Selain itu, setiap instruksi pada 8088 dapat dilaksanakan pada 8086 dan sampai mikroprosesor saat ini yang banyak dipakai di PC yang berstandardkan prosesor Intel tanpa ada perubahan sama sekali.

        Adapun perangkat sistem minimum 8088 yaitu:

a.   Unit CPU ( Central Processing Unit ) yaitu tempat pengolahan data berupa operasi logika maupun operasi arithmatik yang dilakukan dalam  register-register 16 bit, antara lain register dasar AX,B X, CX, DX; register Pinter dan Index SI, DI, SP,BP; Register Segment CS, DS, SE, SS dan Register Flag IP. Rangkaian mikroprosesor 8088 dilengkapi dengan:

    a.   IC 8284 yang merupakan Generator Sinyal Persegi dan rangkaian kristal serta rangkaian Reset.

    b.   Rangkaian Buffer menggunakan IC 74LS240 yang berfungsi menaikkan Fan-out bus data                      receiver maupun transmiter untuk dibebani ke rangkaian aplikasi atau slot-slot pengembangan.

    c.   Rangkaian Latch menggunakan IC 74LS373 yang berfungsi untuk menahan bit-bit address A7 –           A0 yang multipleks dengan data.

    d.   Rangkaian dekoder untuk sinyal kontrol RD & WR menggunakan IC 74LS138 yang                        menghasilkan sinyal kontrol memori MEMR & MEMW dan sinyal kontrol I-O IOR & IOW.

b.   Unit Memori (RAM dan ROM) yaitu ROM 2716, 2732, 2764 atau 27128 digunakan sebagai tempat penyimpanan data / program  secara permanan dan RAM 6116 6232, 6264, atau 62128 digunakan sebagai tempat penyimpanan data sementara selama CPU tidak diReset atau tegangan supply tidak putus. Untuk saat ini, ROM bersifat EEPROM yaitu data / program dapat ditulis dan dihapus dengan memberikan suatu tegangan tertentu ke IC tersebut. Unit memori dilengkapi dengan rangkaian dekoder IC 74LS139 atau 74LS138 untuk menghasilkan sinyal kontrol CS (chip select) bagi RAM dan ROM.

c.   Unit Input Output (PPI 8255, PIT 8253, PIC 8259 maupun AD/DA Converter) yaitu digunakan mikroprosesor untuk dapat berhubungan dengan peripheral luar seperti switch, keypad, 7-segment, Dot-matrik, LCD, motor DC dan lain-lain. Unit I-O dilengkapi dengan rangkaian dekoder IC 74LS139 atau 74LS138 untuk menghasilkan sinyal kontrol CS (chip select) I/O. Sedangkan perangkat lunak (software) adalah berupa program yang terdiri dari instruksi dan data. Untuk mikroprosesor 8088 menggunakan program assembler 8088 versi DOS atau dapat menggunakan versi baru yaitu versi windows simulator asm86. Aplikasi utama sistem minimum 8088 yang akan dibahas di buku ini adalah kontrol suhu ruangan  menggunakan komponen aplikasi seperti sensor suhu dengan display dot-matrik disamping komponen yang sudah dibahas di buku teknik Interface Adapun diagram blok sistem minimum mikroprosesor 8088 adalah seperti gambar 1. Dari gambar 1 terlihat bahwa kapasitas memori maksimum adalah 1 Mbyte atau dapat dihitung dari kombinasi pin address sejumlah 20 bit (A0 s/d A19).

Gambar 1. Diagram Blok Sistem Minimum Mikroprosesor 8088

2. BAB II Memori dan I/O [kembali]

2.1 RAM (Random Acces Memory)

       RAM adalah memori tempat penyimpanan data dan atau program untuk sementara waktu. Ada 2 macam RAM yaitu : RAM statis dan RAM dinamis. RAM statis mempunyai keuntungan dalam hal kemudahan pengoperasiannya karena tidak diperlukan refresh Row Address Strobe (RAS) dan Colom Address Strobe (CAS). Sedangkan kerugiannya adalah ukuran bit yang besar dan wakru access yang relatif lebih lama dibandingkan dengan RAM Dinamis. Apabila diperlukan memori RAM yang cukup kecil seperti dalam rangkaian sistem minimum  di buku ini maka pemakaian RAM statis akan lebih menguntungkan karena tanpa menggunakan RAM Controller seperti pada RAM Dinamis. Untuk selanjutnya RAM statis disebut saja dengan RAM.

        RAM 6116 yang dipakai didalam sistem minimum mempunyai pin CS (Chip Select) untuk mengaktifkan IC tersebut, pin OE (Output Enable) sebagai pin sinyal kontrol RD untuk membaca data dan pin WE (Write Enable) sebagai pin sinyal kontrol WR untuk menulis data seperti gambar 2. Selain itu,  terdapat pin-pin untuk addresing A0-A10, pin data D0-D7 untuk masukan dan keluaran data 8 bit. Sisa bus address mulai A11-A19 dipergunakan untuk rangkaian decoding bagi RAM yang bersangkutan.

Gambar 2. Pin-pin IC RAM

Kombinasi dari ketiga pin-pin tersebut dapat dilihat fungsinya seperti pada tabel 1.

Tabel 1 Fungsi pin-pin CS, OE dan WE pada RAM

        Dari tabel fungsi diatas dapat dilihat bahwa pin CS memegang peranan utama dalam kerja RAM statis 6116. Bila pin Chip Select aktif low maka operasi read dan write dapat dilaksanakan. Untuk mengaktifkan pin CS dapat diberikan input low dari output decoding I-O.

        Urutan langkah-langkah yang dilaksanakan mikroprosessor dalam melaksanakan instruksi  read atau write pada RAM adalah sebagai berikut:

1. Address dari memori yang akan dituju diload oleh mikroprosesor ke bus address setelah terdapat sinyal ALE.
2. Chip Select yang dari RAM yang dituju akan aktif low sehingga RAM me-input-kan address dari bus address misalnya A0-A10 seperti pada RAM 6116.
3. Kemudian mikroprosessor mengirim sinyal kontrol RD atau WR pada RAM.
4. RAM melakukan pernbacaan atau penulisan sesuai dengan kombinasi sinyal control yang diterima seperti tabel 1 diatas.

2.2  ROM (Read OnIy Memory)

        ROM adalah salah satu jenis memori yang hanya dapat dibaca saja isinya dengan instruksi-instruksi bahasa mesin. Perbedaan utama ROM dengan RAM adalah bahwa data di ROM tidak akan terhapus walaupun tegangan supply terputus dari rangkaian. Untuk saat ini sudah banyak ROM yang memanfaatkan IC EEPROM yang bisa ditulis dan dihapus datanya hanya dengan memberikan tegangan tententu.

        Untuk ROM jenis EPROM seperti 27128 mempunyai empat pin kontrol yaitu: pin OE, pin CE, pin PGM dan pin VPP seperti gambar 3. Kombinasi dari keempat pin kontol tersebut dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2 Fungsi pin-pin CE, OE, PGM dan VPP pada ROM 27128

Gambar 3 Pin-Pin IC ROM

        Pin CE berfungsi untuk mengaktifkan rangkaian buffer I-O yang terdapat didalam EPROM 27128. Sedangkan pin OE yang berfungsi sebagai strobe untuk data out dari EPROM. Dan pin PGM dan pin VPP berfungsi pada saat EPROM sedang diprogram atau diisi dengan EPROM Writer.

        Pin PGM akan dibuat 0 dan pin VPP diberi tegangan sesuai dengan jenis EPROM yang dipakai. Untuk EPROM 27128A besamya VPP adalah 12,5 Volt. Setelah selesai dengan pengisian EPROM maka didalam rangkaian sistem minimum pin PGM dan pin VPP dihubungkan ke tegangan catu 5 volt.

Urutan langkah-langkah yang dilaksanakan mikroprosesor dalam melaksanakan instruksi read pada ROM adalah sebagai berikut:

1. Address dari memori yang dituju diload ke bus addresss setelah ada sinyal ALE.
2. Chip Select yang dari EPROM yang dituju akan aktif low sehingga EPROM meng-input-kan address dari bus address misalnya A0-Al3 seperti pada EPROM 27128.
3. Kemudian mikroprosessor mengirim sinyal RD  pada EPROM.
4. EPROM mengalami pembacaan atau data dikirim ke mikroprosesor.

2.3  Input-Output (I/O)

          Penjelasan IC I/O seperti PPI 8255, PIT 8253, PIC 8259 dan ADDA Converter dapat dilihat pada buku teknik Interface. Adapun tambahan penjelasan tentang teori PPI 8255 adalah masalah mode operasi seperti penjelasan berikut.

Register-register PPl 8255

        PPI 8255 mempunyai empat register yaitu Register Port A, Port B, Port C dan Control Word. Masing-masing register bekerja ditentukan oleh kombinasi A1 dan A0. Lokasi dan fungsi masing-masing register dapat dilihat pada tabel 3.

Tabel 3 Lokasi dan fungsi register PPI 8255

Mode operasi PPI

Ada 3 mode operasi PPI yang di-setting melalui software yaitu:

a.   Mode 0 (Basic I/O)

      Digunakan untuk konfigurasi operasi-operasi sederhana I/O untuk ketiga port (A, B dan C). Tidak ada sinyal handshaking yang dikirim maupun diterima sehingga data secara sederhana dikirim dan diterima dari/ke port seperti diagram blok gambar 4.

Gambar 4 diagram blok mode 0

    Mode 0 dapat dilakukan untuk semua port dan masing-masing

port dapat dipilih sebagai port input atau output. Port output dari PPI akan dilatch sedangkan port input tidak dilatch.

    Timing diagram untuk melakukan instruksi read dan write pada operasi mode 0 seperti gambar 5.

(a). Basic input

(b). Basic output

Gambar 5 Timing diagram untuk operasi mode 0

b.   Mode 1 (Strobe I/O)

      Digunakan untuk konfigurasi operasi-operasi I/O dari / ke port tertentu yang dilengkapi dengan sinyal handshaking. Port A dan port B digunakan sebagai transfer data sedangkan port C  sebagai pembangkit sinyal handshaking.

      Mode 1 terdiri dari 2 group (kelompok) yaitu port A dan port B yang masing-masing kelompok terdiri dari 8 bit data port dan 4 bit control port. Masing-masing kelompok dapat dipilih sebagai input atau output serta masing-masing data port 8 bit akan dilatch baik sebagai input maupun output. Empat bit port Clower dan Cupper dipakai sebagai pengatur dan status bagi 8 bit port (port A dan Port B).

Sinyal Control Input

      Pada mode 1 input terdapat sinyal-sinyal kontrol pada pin-pin STB, IBF dan INTR yang dapat dilihat pada gambar 6a.

a.   Sinyal input pin STB (Strobe input) aktif ‘0’ akan menyebabkan data input di port A dan atau input di port B masuk ke input latch PPI.

b.   Sinyal output pin IBF (Input Buffer Full FF) aktif ‘1’ sebagai tanda apabila data port input telah masuk ke input latch PPI. Dengan kata lain sinyal otput pin IBF akan diset ‘1’ oleh input pin STB ‘0’ dan sinyal output pin IBF akan direset ‘0’ oleh tepi naik dari sinyal masukan pin RD.

c.   Sinyal output pin INTR (Interrupt Request) aktif ‘1’ dapat dipakai untuk menginterrupt CPU dengan menghubungkan ke pin input INTR dari mikroprosessor. Sinyal ouput pin INTR ini akan di set ‘1’ apabila sinyal input STB keadaan ‘1’, sinyal input pin IBF keadaan ‘1’ dan sinyal INTE keadaan ‘1’ seperti terlihat pada gambar 6b. Sinyal INTR akan reset segera setelah sinyal RD mulai low.

d.   Sinyal INTE A dikontrol oleh bit set/reset dari PC4 dan INTE B dikontrol oleh bit set/reset dari PC2. Sinyal INTE A dan B dihasilkan oleh register yang berada didalam PPI.

e.   PC7 dan PC6 adalah pin-pin I/O yang dapat digunakan untuk tujuan apapun.

(a) Mode 1 Input

(b) Diagram Waktu

Gambar 6. Operasi Mode 1 Input

Contoh program untuk mode 1 input

; Program membaca data di Port A dan disimpan di reg. AL

Porta    equ         60h

Portb    equ         61h

Portc    equ         62h

CW       equ         63h

Bit5       equ         20h

Read proc near

             In            al,Portc      ; ambil IBF

             Test        al,Bit5         ; tes IBF

             Jz            Read          ; jika IBF = 0

             In            al, Porta               ; baca data di Port A

             Ret

Read endp

Sinyal kontrol Output

      Pada mode 1 output terdapat sinyal-sinyal kontrol pada pin-pin OBF, ACK dan INTR yang dapat dilihat pada gambar 7a.

a.   Sinyal output pin OBF (Output Buffer Full FF) aktif ‘0’ yang berarti CPU sedang menulis data ke salah satu port tertentu. Sinyal OBF ini akan di set ‘1’ ketika pulsa –ACK kembali ke piranti eksternal.

b.   Sinyal input pin ACK (Acknowlegde Input) aktif ‘0’ dari CPU dipakai untuk memberitahu PPI bahwa data dari port A atau port B telah diterima oleh CPU.

c.   Sinyal output pin INTR aktif ‘1’ dapat dipakai untuk memberitahu CPU bahwa data yang dikirim telah diterima oleh peripheral yang bersangkutan. Sinyal INTR ini akan set ‘1’ bilamana sinyal input ACK keadaan ‘1’. Apabila sinyal WR bertransisi dari ‘1’ ke 0 maka sinyal INTR akan reset ‘0’ .

d.   Sinyal INTE A dikontrol oleh bit set/reset PC6 dan sinyal INTE B dikontrol oleh bit set/reset PC2.

(a) Mode 1 Output

(b) Diagram Waktu

Gambar 7  Operasi mode 1 output

Contoh program untuk mode 1 output

; Program mengirimkan karakter kode ASCII di reg. AH ke Printer

; lewat port B

Porta    equ         60h

Portb    equ         61h

Portc    equ         62h

CW       equ         63h

Bit1       equ         2

Print proc near

             In            al,Portc      ; ambil OBF

             Test        al,Bit1         ; tes OBF

             Jz            Print           ; jika OBF = 0

             Mov        al,ah           ; ambil data di  reg. AH

             Out         Portb,al      ; kirim ke Portb

            

             Mov        al,8             ; hapus sinyal DS

             Out         CW,al

             Mov        al,9             ; set sinyal DS

             Out         CW,al

             Ret

Print endp

c.   Mode 2 (Strobed bidirectional I/O)

      Konfigurasi operasi ini menyediakan fasilitas untuk komunikasi data 8 –bit dua arah dengan peralatan luar. Tersedia sinyal-sinyal untuk handshaking dan interrupt dengan fungsi enable dan disable.

      Pemakaian mode 2 hanya dapat dilakukan pada group A yang terdiri dari 8 bit bidirectional bus port A dengan input maupun output dilatch dan 5-bit control port C digunakan untuk kontrol dan status seperti gambar 8.

(a) Mode 2 Bidireksional

(b) Diagram Waktu

Gambar 8 Operasi Mode 2

      Pada gambar l5a ditunjukkan susunan control word untuk operasi mode 2 dan fungsi pin-pin dari PPI 8255 mode 2 serta pada gambar 15b ditunjukkan diagram basic timing mode 2. Sinyal control output interrupt request (INTR) aktif ‘1’ dipakai untuk menginterrupt kerja CPU pada saat operasi input atau output.

      Operasi-operasi input-output

a.   Sinyal output INTR dipakai untuk menginterrupt mikroprosesor untuk keadaan input dan output.

b.   Sinyal output -OBF (Output Buffer Full) aktif ‘0’ yang menandakan bahwa CPU sedang menulis data ke port A.

c.   Sinyal input -ACK aktif ‘0’ yang mengijinkan buffer output port A mengirim data keluar. Selain dari kondisi ini maka buffer output akan selalu pada keadaan high impedansi.

d.   Sinyal input -STB (Strobe Input) aktif ‘0’ akan mengirimkan data ke input latch.

e.   Sinyal output IBF aktif ‘1’ yang menandakan bahwa data telah dikirimkan ke input latch.

f.     Sinyal INTE (INTE1 dan INTE2) yang memfungsikan pin INTR. Keadaan pin INTR dikontrol oleh bit port PC6 (INTE1) dan PC4 (INTE2).

g.   Pin-pin PC2, PC1 dan PC0 dapat digunakan sebagai I/O biasa.

2.4 Hubungan Mikroprosesor dengan memori atau I-O

1.   Proses pembacaan data memori atau I-O oleh uP (arah data: memori ke uP) seperti gambar 9.

Adapun prinsip kerja adalah:

    a)   Pertama,  mikroprosesor 8088 mengirimkan address (lokasi) dari data yg akan dibaca.

    b)   Lalu, mikroprosesor 8088 mengirimkan sinyal kontrol read (MEMR / IOR) ke memori atau I-O sesuai alamat yang diinginkan.

    c)   Kemudian, setelah menerima sinyal kontrol read, memori atau I-O  mengirimkan data ke mikroprosesor 8088.

    d)   Setelah data terkirim ke mikroprosesor 8088 maka data di bus data kembali menjadi tidak valid karena dapat dipakai untuk mengirim atau menerima data oleh memori maupun peralatan I-O.

Gambar 9 Pembacaan Data Memori atau I-O oleh Mikroprosesor 8088

2.   Proses penulisan data oleh uP ke memori atau I-O (arah data: uP ke memori) seperti gambar 10.

Prinsip kerja hampir sama dengan prinsip kerja membaca data memori atau I-O oleh mikroprosesor dimana untuk pengiriman atau penulisan data yaitu arah data dari mikroprosesor ke memori atau I-O.

Gambar 10 Penulisan Data oleh mikroprosesor ke Memori

3. BAB III Komponen Utama [kembali]

3.1  Rangkaian Mikroprosesor

          Adapun rangkaian mikroprosesor adalah seperti gambar 12

Gambar 12 Rangkaian Mikroprosesor dengan pembangkit sinyal clock

Rangkaian mikroprosesor akan meng-output-kan address sesuai address memori atau I-O yang ingin dituju. Untuk address rendah pada mikroprosesor 8088 multiplek dengan data. Untuk membedakan address atau data dibantu oleh sinyal kontrol ALE yang menandakan mikroprosesor meng-output-kan address bukan data dan sebaliknya mikroprosesor akan meng-output-kan sinyal kontrol DEN jika mikroprosesor mau melakukan transfer atau receive data ke memori atau I-O. Data di transfer atau di receive dapat diketahui dari sinyal kontrol yang di-output-kan oleh mikrorposesor yaitu DT/-R. Selain itu mikroprosesor juga meng-output-kan sinyal-sinyal kontrol seperti RD, WR, INT, DT/-R, dan IO/-M yang akan dipakai pada rangkaian aplikasi. IC 8284 merupakan pembangkit clock dan juga sinyal-sinyal kontrol lainnya seperti Ready dan Reset. Kristal 14,138 MHz digunakan untuk menghasilkan frekuensi clock yaitu 1/3 kristal yang diinputkan ke mikroprosesor melewati pembangkit sinyal pulsa IC 8284. Untuk operasi Reset melalui rangkaian Reset yang d-iinput-kan ke mikroprosesor melalui IC 8284 yang aktif rendah.

Soal:

1.   Buatlah rangkaian mikroprosesor yang dilengkapi rangkaian pembangkit sinyal clock dan rangkaian Reset.

 

3.2   Rangkaian Lacth Dan Buffer

Adapun Rangkaian latch dan buffer adalah seperti gambar 13.

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. 

Gambar 13 Rangkaian lacth dan buffer

3.3  Rangkaian Decoder Sinyal Kontrol RD Dan WR

          Adapun rangkaian untuk menghasilkan sinyal kontrol RD dan WR adalah seperti gambar 14. Rangkaian decoder ini berfungsi memisahkan sinyal RD dan WR untuk Memori yaitu MEMR dan MEMW serta untuk I-O yaitu IOR dan IOW. Dengan input IO/-M ke kaki C dari IC 74LS138 maka output-nya langsung menghasilkan sinyal kontrol RD dan WR terpisah untuk memori atau I-O.

Gambar 14 Rangkaian decoder untuk sinyal kontrol MEMR, MEMW, IOR dan IOW

3.4  Rangkaian Memori Dan Decoder Memori

          Adapun Rangkaian memori dan decoder memori adalah seperti gambar 15.

Gambar 15 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 seperti terlihat pada gambar 15. 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 27128 Perancangan decoder untuk memori akan dibahas pada bab aplikasi.

3.5  Rangkaian I-O Dan Decoder I-O

          Adapun rangkaian I-O dan decoder I-O adalah seperti gambar 16.

Setiap komponen I-O harus diberi address. Misalkan, ada tiga komponen I-O yang yaitu PPI 8255, PIT 8253 dan PIC 8259 seperti gambar 10 maka untuk membedakannya dapat dibuatkan rangkaian decoder dengan memakai IC decoder 74139 yang keluarannya ada empat seperti gambar 10 diatas. Perancangan rangkaian decoder I-O akan dibahas pada bab aplikasi.

Gambar 16 Rangkaian I-O dan decoder I-O

 4. BAB IV Komponen Pendukung

    Teori dasar tentang komponen pendukung dapat dilihat pada buku teknik interface.

4.1 PPI 8255 (Programmable Peripheral Interface)

        Untuk hubungan input-output, mikroprosesor memerlukan suatu rangkaian interface. Interface menggunakan IC Programmable Peripheral Interface (PPI) 8255 yang mempunyai 3 port dengan masing-masing berkapasitas 8-bit. Jika dalam merancang sistem minimum 8088 ternyata memerlukan interface lebih dari 3 port maka dapat ditambahkan IC PPI 8255 sesuai kebutuhan dengan menambahkan rangkaian decoder-nya seperti gambar 17.

Gambar 17 Rangkaian interface menggunakan 2 buah IC 8255 dengan rangkaian decoder-nya

4.2 PIC 8259 (Programmable Interrupt Controller)

Adapun rangkaian PIC adalah seperti pada gambar 7. PIC 8259 mempunyai 8 masukan interupsi aktif rendah yaitu: IR0 sampai dengan IR7, seperti gambar 18.

Gambar 18  Rangkaian PIC 8259

          Penjelasan Inisialisasi dapat dilihat pada buku teknik Interface.

4.3. AD/DA Converter (Analog to Digital / Digital to Analog Converter)

5.3.1                    4.3.1. Analog to Digital Converter  (ADC)

Rangkaian ADC adalah untuk merubah besaran analog menjadi besaran digital, misalnya masukan analog berupa besaran listrik hasil dari sensor suhu. Adapun rangkaian ADC seperti pada gambar 19.

Gambar 19 rangkaian ADC 0804

4.3.2  Digital to Analog Converter  (DAC)

Untuk D/A Converter ini tidak diperlukan sinyal latch sehingga output analog-nya langsung mengikuti perubahan input digital, contoh rangkaiannya seperti pada gambar 20. Rangkaian DAC dapat diaplikasikan untuk mengatur kecepatan motor DC.

Gambar 20   Rangkaian DAC 0808

4.4 Sensor Suhu  LM 35

LM 35 adalah sensor temperatur sederhana yang banyak digunakan untuk aplikasi  kontrol suhu karena selain harganya cukup murah, linearitasnya cukup bagus.  LM35 tidak membutuhkan kalibrasi eksternal yang menyediakan akurasi  ±¼°C  pada temperatur ruangan dan ±¾°C pada  kisaran  -55 to +150°C.  LM35 dioperasikan pada -55° hingga +150°C, sedangkan  LM35C pada  -40°C hingga +110°C, dan LM35D pada kisaran 0-100°C. Sensor LM35 bekerja secara linear dimana kenaikan tegangan sebesar 10mV untuk setiap kenaikan suhu  1°C (300mV pada 30 °C). Untuk menggunakan LM35, cukup menhubungkan keluaran dari pin Vout untuk dapat dihubungkan langsung ke ADC (misal ADC 0804 8 bit)  seperti gambar 21.

Gambar 21 Rangkaian sensor suhu dengan IC LM335Z

Dikuatkn dg op amp

4.5  Dot Matrik

Dot matrik 5 x 7 adalah satu dot matrik yang berukuran 5 kolom x 7 baris susunan LED. Jadi 1 dot matrik terdapat 35 buah LED seperti gambar 22. Dengan dot matrik 5 x 7 dapat ditampilkan berbagai macam karakter angka, husuf maupun simbol.

Prinsip kerja dot matrik disini menggunakan proses scanning kolom. Scanning kolom adalah mengaktifkan setiap kolom secara bergantian.

Proses pergantian pengaktifan kolom dari kolom 1 sampai kolom 5 begitu cepat dan berulang-ulang sehingga misalkan huruf "A" yang terdiri dari 5 kolom tampak nyala secara bersamaan. Apabila proses scanning kolom dipelankan maka akan terlihat pergeseran penyalaan kolom per kolom.

Gambar 22 Rangkaian dasar dot matrik

4.6. LCD (Liquid Crystal Display)

          Untuk aplikasi display selain 7-segment dapat menggunakan LCD. LCD mempunyai RAM sehingga data yang sudah dikirim pada suatu address baris dan kolom tertentu maka dapat dibaca kembali data yang dikirim pada address tersebut dengan mengirim sinyal kontrol RW (pin R/-W) untuk address tersebut. LCD yang digunakan disini adalah display 2 baris 16 kolom karakter yang contoh rangkaiannya adalah seperti gambar 23.

Gambar 23 Rangkaian Display LCD character 2 x 16

4.7 Keypad

Proses pembacaan input dari keypad adalah dengan melakukan proses scanning pada setiap kolom. Cara scanning adalah memberikan logika 0 pada satu kolom dan kolom yang lain berlogika 1 seperti gambar 24.

Gambar 24 rangkaian keypad

    Jika keadaan keypad seperti gambar 9 diatas maka akan dapat diketahui apakah tombol 1, 4, 7 atau tombol * yang ditekan dengan mengetahui keluaran dari logika baris. Misalkan, jika tombol 1 ditekan maka baris pertama yang berlogika 0 karena secara rangkaian tombol akan membuat hubungan kolom dan baris dihubung singkat.  Kemudian untuk proses scanning yang kedua sama seperti proses scan yang pertama hanya saja dilakukan pada kolom dua. dengan kondisi seperti diatas maka dapat diketahui apakah tombol 2, 5, 8 atau tobol 0 yang sedang ditekan. Dan selanjutnya untuk proses scanning yang ketiga sama seperti proses scan yang pertama dan kedua hanya saja dilakukan pada kolom ketiga. Dalam kondisi ini maka dapat diketahui apakah tombol 3, 6, 9 atau tombol # yang ditekan. Ketiga proses scanning tersebut harus dilakukan secara cepat dengan proses looping atau dengan mempertimbangkan kecepatan menekan tombol oleh tangan.

5. BAB V Perancangan Sistem [Kembali]

            Perancangan sistem minimum 8088 adalah perancangan peta memori dan peta I-O. Pada sistem minimum 8088 untuk pemetaan memori dan I-O dapat digabung dalam suatu peta atau dapat juga terpisah. Untuk perancangan peta memori ada dua lokasi address yaitu program disimpan pada lokasi address memori ROM dan data disimpan pada lokasi address RAM. Biasanya ROM dipakai sebuah IC ROM tetapi untuk RAM dapat dipakai lebih dari satu IC RAM, misalkan IC RAM untuk interrupt dan IC RAM untuk data.

5.1 Peta terpisah untuk memori dan I-O

5.1.1 Pemetaan Memori

          Dirancang sistem minimum yang menggunakan 2 RAM dan 1 ROM yaitu RAM 6116 (2 KB) dan RAM 6264 (8 KB) dan ROM 27128 (16 KB). Adapun perancangan peta memori ini adalah seperti 25.

Untuk dapat mengakses address dari RAM-0 6116 (2 KB) menggunakan pin A0 sampai dengan pin A10 dan RAM-1 6264 (8 KB) menggunakan pin A0 s/d A12 sedangkan untuk ROM 27128 (16KB) menggunakan pin A0 s/d A13. Dalam  membedakan alamat dari ketiga memori tersebut dapat menggunakan address A14 s/d A19. RAM-0 dengan RAM-1 dibedakan dari A14, jika A14 berlogika 0 maka merupakan akses address RAM-0 dan jika A14 berlogika 1 maka merupakan akses address RAM-1. ROM yang ber-address paling tinggi dengan kapasitas 16 KB sehingga address A19 s/d A14 berlogika 1. Rangkaian decoder dapat dirancang untuk membedakan RAM dengan ROM yaitu menggunakan A14 dan A15 seperti rangkaian pada gambar 26.

00000 007FF	RAM-0 6116 (2 KB)
00800 0FFFF	Kosong
10000 11FFF	RAM-1 6264 (8 KB)
12000 FBFFF	Kosong
FC000 FFFF0 FFFFF	ROM 27128 (16 KB)
	Jump RESET

Gambar 25 Peta Memori

5.1.2 Pemetaan I-O

          Dirancang sistem minimum yang menggunakan 4 komponen I-O yaitu PPI-0 8255 dan PPI-1 8255, PIT 8253 serta PIC 8259. Untuk PPI 8255 masing-masing membutuhkan 4 kombinasi address (A1 A0 yaitu 0 s/d 3 Byte), PIT 8253  membutuhkan 4 kombinasi address yaitu A1A0 serta PIC 8259 membutuhkan 2 kombinasi address yaitu A0. Adapun perancangan peta I-O ini adalah seperti gambar 27.

Gambar 26 Rangkaian memori dan decoder-nya

00000 00003	PPI-0 8255 (4 B)
00004 000FF	Kosong
00100 00103	PPI-1 8255 (4 B)
00104 001FF	Kosong
00200 00203 00204 003FF	PIT 8253 (4 B)
	Kosong
00400 00401	PIC 8259 (2 B)
00402 FFFFF	Kosong

Gambar 27 Peta I-O

          Untuk dapat mengakses address dari PPI-0 8255 (4 B) menggunakan pin A0 dan A1 dan PPI-1 8255 (4 B) menggunakan pin A0 s/d A1,  PPT 8253 (4 B) menggunakan pin A0 s/d A1, sedangkan untuk PIC 8259 (2 B) menggunakan pin A0. Dalam  membedakan alamat dari keempat komponen I-O tersebut seperti peta I-O diatas maka digunakan address A2 s/d A19. PPI-0 dengan PPI-1 dibedakan dari A4, jika A4 berlogika 0 maka merupakan akses address PPI-0 dan jika A4 berlogika 1 maka merupakan akses address PPI-1. PIT dapat dibedakan dari komponen I-O yang lain dari pin address A5, jika A5 berlogika 1 dan yang lain (A2 s/d A19) berlogika 0 maka address ini merupakan address PIT. Untuk PIC yang membedakan address-nya dengan komponen lain adalah pin address A6. Rangkaian decoder dapat dirancang untuk membedakan PPI-0, PPI-1,

PIT dan PIC menggunakan A4, A5 dan A6 seperti rangkaian pada gambar 28.

Gambar 28 Rangkaian I-O dan decoder-nya

5.2 Peta gabungan memori dan I-O

Dirancang sistem minimum yang menggunakan 2 RAM dan 1 ROM yaitu RAM 6116 (2 KB) dan RAM 6264 (8 KB) dan ROM 27128 (16 KB) serta 4 komponen I-O yaitu PPI-0 8255 dan PPI-1 8255, PIT 8253 serta PIC 8259.  Adapun perancangan peta gabungan memori dan I-O ini adalah seperti 29.

00000 007FF	RAM-0 6116 (2 KB)
00800 0FFFF	Kosong
10000 10003	PPI-0 8255 (4 B)
10004 1FFFF	Kosong
20000 21FFF	RAM-1 6264 (8 KB)
22000 2FFFF	Kosong
30000 30003	PPI-1 8255 (4 B)
30004 3FFFF	Kosong
40000 40003	PIT 8253 (4 B)
40004 4FFFF	Kosong
50000 50001	PIC 8259 (2 B)
50002 FBFFF	Kosong
FC000 FFFF0 FFFFF	ROM 27128 (16 KB)
	Jump RESET

Gambar 29 Peta Memori

          

        Untuk dapat mengakses address memori dari RAM-0 6116 (2 KB) menggunakan pin A0 sampai dengan pin A10 dan RAM-1 6264 (8 KB) menggunakan pin A0 s/d A12 sedangkan untuk ROM 27128 (16KB) menggunakan pin A0 s/d A13. Sedangkan untuk mengakses address I-O dari PPI-0 8255 (4 B), PPI-1 8255 (4 B), PIT 8253 (4 B) menggunakan pin A1A0 dan PIC 8259 (2 B) menggunakan pin A0. Dalam  membedakan alamat dari 3 komponen memori dan 4 komponen I-O tersebut dapat menggunakan address A14 s/d A19. Untuk RAM-0 semua berlogika 0 (A14 s/d A19), RAM-1 hanya A17 yang berlogika 1 dan selain itu berlogika 0 (A14 s/d A19), ROM semua berlogika 1 (A14 s/d A19), PPI-0 hanya A16 yang berlogika 1 dan selain itu berlogika 0 (A14 s/d A19), PPI-1 hanya A17A16 yang berlogika 1 dan selain itu berlogika 0 (A14 s/d A19), PIT hanya A18 yang berlogika 1 dan selain itu berlogika 0 (A14 s/d A19), PIC hanya A18A16 yang berlogika 1 dan selain itu berlogika 0 (A14 s/d A19).

        Adapun tabel kebenaran peta memori dan I-O adalah seperti tabel 4. Rangkaian decoder dapat dirancang untuk membedakan ketujuh komponen memori dan I-O tersebut rangkaian pada gambar 30.

Tabel 4 Tabel kebenaran Peta memori dan IO

Tipe memori / I-O	address	Alamat
		A19	A18	A17	A16	A15 – A12	A11 – A8	A7 – A4	A3 – A0
RAM-0	awal	0	0	0	0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0
(2 KB =7FFH	akhir	0	0	0	0	0 0 0 0	0 1 1 1	1 1 1 1	1 1 1 1
)
		0	0	0	0	0 0 0 0	0 x x x	x x x x	x x x x

 

6116
RAM-1 (8	awal	0	0	1	0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0
KB = 1FFFH )
	akhir	0	0	1	0	0 0 0 1	1 1 1 1	1 1 1 1	1 1 1 1
6264		0	0	1	0	0 0 0 x	x x x x	x x x x	x x x x
ROM (16	awal	1	1	1	1	1 1 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0
KB =
	akhir	1	1	1	1	1 1 1 1	1 1 1 1	1 1 1 1	1 1 1 1
3FFFH )
27128		1	1	1	1	1 1 x x	x x x x	x x x x	x x x x
	Port A	0	0	0	1	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0
PPI-0 PPI	Port B	0	0	0	1	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 1
8255
	Port C	0	0	0	1	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 1 0
	CW	0	0	0	1	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 1 1
	Port A	0	0	1	1	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0
PPI-1 PPI	Port B	0	0	1	1	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 1
8255
	Port C	0	0	1	1	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 1 0
	CW	0	0	1	1	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 1 1
	Counter 0	0	1	0	0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0
PIT 8253	Counter 1	0	1	0	0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 1
	Counter	0	1	0	0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 1 0

 

	2
	Reg. Control	0      1       0        0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 1 1
PIC 8259	ICW 1	0      1       0        1	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0
	ICW 2	0      1       0        1	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 0	0 0 0 1

Gambar 30 Rangkaian memori, I-O dan decoder-nya

        Address ROM pada sistem mikroprosesor 8088 ditempatkan pada address paling tinggi karena setelah tombol RESET ditekan mikroprosesor 8088 akan menuju ke address FFFF0H. Untuk menuju ke address awal program maka di address FFFF0H s/d FFFFFH diisi dengan program JUMP ke awal program. Adapun perhitungan dalam menentukan address awal JUMP RESET adalah  sebagai berikut:

FFFFF uP 8088 mampu mengakses 1 MB (A19 – A0)

 3FFF _ kapasitas EPROM 27128 (16 KB)

FC000 address awal EPROM pada sistem mikroprosesor 8088

FFFF0 address awal program JUMP RESET pada sistem uP 8088

FC000 _ address awal EPROM

3FF0 address awal JUMP RESET pada EPROM 27128 16 KB)

Perhitungan dalam menentukan origin dari software, misalkan dengan origin 100H adalah:

FC000 dalam segment : offset yaitu FC00 : 0000 (org 0H)

100 _

FBF00 dalam segment : offset yaitu FBF0 : 0100 (org 100H) pada sistem uP 8088

3FF0

 

 100 +

40F0 lokasi jump reset pada EPROM 16 KB org 100H

4. Percobaan [kembali]     

• Rangkaian Simulasi

• Prinsip Kerja

Percobaan kali ini melibatkan gambar 16 yang menunjukkan rangkaian IO dan recorder IO. Terdapat beberapa komponen dalam rangkaian ini, yaitu IC 8253, IC 8255, dan IC 8259. Setiap komponen IO harus diberikan alamat, dan misalnya ada tiga komponen: PPI 8255, PIT 8253, dan PIC 8259, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Untuk membedakannya, kita membuat rangkaian decoder menggunakan IC decoder 74139 yang memiliki 4 keluaran. Rangkaian ini akan dirancang sesuai dengan gambar 16 pada buku pedoman.

IC 74LS139 memiliki dua input, yaitu A dan B, yang mempengaruhi nilai pada Y0 hingga Y3. Output dari decoder ini akan memilih IC yang akan digunakan untuk proses pemasukan data D0 hingga D7.

Kondisi pertama: ketika A dan B bernilai 00, maka Y0 akan berlogika 0, sehingga akan mengaktifkan IC 8253.

Kondisi kedua: ketika A bernilai 1 dan B bernilai 0, maka Y1 akan berlogika 0, sehingga akan mengaktifkan IC 8259.

Kondisi ketiga: ketika A dan B bernilai 1, maka Y3 akan berlogika 0, sehingga akan mengaktifkan IC 8255.

Decoder ini akan melakukan pemilihan dengan mengubah nilai pada pin chip select yang memungkinkan perubahan pada masing-masing IC. Ketika chip select bernilai nol, berdasarkan datasheet dan gambar rangkaian, kita lihat bahwa chip select bersifat aktif rendah. Artinya, chip select akan aktif ketika berlogika nol dan tidak aktif ketika berlogika satu.

IC 8253 berfungsi sebagai PIT (Programmable Interval Timer), IC 8259 sebagai PIC (Programmable Interrupt Controller), dan IC 8255 sebagai PPI (Programmable Peripheral Interface).

IC 8253 berfungsi sebagai counter yang melakukan perhitungan dari 0 hingga 16, IC 8259 sebagai interrupt controller yang memungkinkan terjadi perubahan pada mekanisme mikroprosesor, dan IC 8255 sebagai PPI.

Pada IC 8255, perlu dilakukan perubahan mode untuk memungkinkan penulisan pada pin PA, PB, dan PC. Pengaturan dilakukan dengan D7 bernilai 1, A0 bernilai 0, A1 bernilai 1, dan WRITE bernilai 1. Hal ini akan mengubah mode sehingga nilai dari D berpindah atau disalin ke output. Dengan mengatur nilai A0 dan A1, kita dapat menentukan pin mana yang akan diubah, antara PA, PB, atau PC. Dengan variasi data pada D0 hingga D7, kita dapat memberikan alamat atau perubahan pada IC 8255.

5. Video [kembali]

6. Download File[kembali]

HTML

Rangkaian

Video

Datasheet

[menuju awal]