Minggu, 20 Oktober 2024

UTS Soal 2

Oktober 20, 2024    No comments

 [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]





1. Tujuan [Kembali]

  1. Untuk memahami bagaimana IC 8255,RAM 6264, ROM 27128, decoder 74LS137, 74LS138, 74LS139 bekerja.
  2. Untuk mampu membuat rangkaian dengan led atau logicprobe sebagai output.
2. Alat dan Bahan [Kembali]

a) IC 8255


b) 74LS139





c) 74LS137





d). Ram  6264


e) 74LS138





3. Dasar Teori [Kembali]

A. Dasar Teori IC 8255

IC 8255 adalah Programmable Peripheral Interface (PPI) yang berfungsi sebagai penghubung antara mikroprosesor dan perangkat input/output (I/O) dalam sistem mikroprosesor. IC ini memiliki 24 saluran I/O yang terbagi menjadi tiga port (Port A, B, dan C), yang dapat dikonfigurasi sebagai input atau output.

  1. Fungsi Utama: IC 8255 digunakan untuk menghubungkan mikroprosesor dengan perangkat eksternal seperti sensor, aktuator, atau display, memungkinkan kontrol dan interaksi melalui port I/O.

  2. Struktur: Terdiri dari tiga port utama: Port A dan Port B (masing-masing 8 bit), serta Port C (4 bit atas dan 4 bit bawah), yang dapat diprogram sebagai input atau output.

  3. Mode Operasi:

    • Mode 0: Input/output dasar tanpa kontrol tambahan.
    • Mode 1: Strobed I/O dengan kontrol sinyal strobed untuk sinkronisasi.
    • Mode 2: Komunikasi dua arah (bidirectional) pada Port A, dengan kontrol bus melalui Port C.

  4. Control Word Register (CWR): Mikroprosesor menggunakan control word untuk mengatur mode operasi dan konfigurasi port IC 8255.

  5. Port C: Dapat berfungsi sebagai port I/O standar atau sebagai port kontrol dalam mode strobed dan bidirectional.

  6. Aplikasi: IC 8255 banyak digunakan dalam sistem tertanam, kontrol industri, dan komunikasi antar perangkat periferal yang memerlukan banyak jalur I/O.

B. Dasar Teori IC 8259

IC 8259 adalah Programmable Interrupt Controller (PIC) yang digunakan untuk mengelola permintaan interupsi (interrupt request) dari perangkat eksternal, membantu CPU menangani interupsi secara efisien.

  1. Fungsi Utama: IC 8259 bertindak sebagai pengendali interupsi, memungkinkan CPU untuk merespon interupsi dari perangkat eksternal tanpa harus melakukan polling secara terus-menerus.

  2. Arsitektur:

    • Interrupt Request Lines (IR0-IR7): Delapan saluran yang menerima permintaan interupsi.
    • Interrupt Mask Register (IMR): Mengatur saluran interupsi mana yang diizinkan.
    • Interrupt Priority Encoder: Menentukan prioritas interupsi yang diterima.
    • In-Service Register (ISR): Menyimpan status interupsi yang sedang diproses.
    • Priority Resolver: Memastikan interupsi dengan prioritas tertinggi diproses terlebih dahulu.

  3. Mode Operasi:

    • Edge Triggered Mode: Interupsi dipicu oleh perubahan sinyal dari rendah ke tinggi.
    • Level Triggered Mode: Interupsi terjadi ketika sinyal tetap tinggi.

  4. Prioritas Interupsi: IC 8259 mengelola prioritas interupsi, memastikan interupsi dengan prioritas tertinggi diproses lebih dulu jika ada permintaan simultan.

  5. Cascade Mode: IC 8259 dapat dikonfigurasi secara berantai (cascade) untuk menangani hingga 64 interupsi dengan menghubungkan beberapa IC 8259.

C. Dasar Teori IC 8253

IC 8253 adalah Programmable Interval Timer (PIT) yang digunakan untuk menghasilkan sinyal timing atau clock dalam sistem mikroprosesor, seperti mengatur kecepatan prosesor atau menghasilkan delay.

  1. Fungsi Utama: IC 8253 memiliki tiga counter 16-bit yang dapat diprogram secara independen, masing-masing dapat menghitung dari 0 hingga 65535 dan menghasilkan sinyal berdasarkan mode operasi yang dipilih.

  2. Fitur Utama:

    • Tiga Counter: Setiap counter memiliki register 16-bit.
    • Clock Input: Counter dapat menerima clock dari sumber eksternal atau internal.
    • Gate Input: Mengontrol operasi counter.
    • Mode Operasi Fleksibel: Enam mode operasi tersedia untuk berbagai aplikasi seperti pengukuran waktu dan pembangkitan frekuensi.

  3. Mode Operasi:

    • Mode 0 (Interrupt on Terminal Count): Menghasilkan sinyal output saat hitungan mencapai 0.
    • Mode 1 (Programmable One-Shot): Menghasilkan pulsa tunggal setelah menerima sinyal gate.
    • Mode 2 (Rate Generator): Menghasilkan sinyal clock periodik.
    • Mode 3 (Square Wave Generator): Menghasilkan gelombang persegi.
    • Mode 4 (Software Triggered Strobe): Output menjadi aktif setelah hitungan selesai.
    • Mode 5 (Hardware Triggered Strobe): Counter memulai hitungan saat ada sinyal dari gate, dan output aktif saat hitungan selesai.

  4. Aplikasi:

    • Pengaturan Timer dalam Komputer: Digunakan untuk mengatur waktu dalam sistem komputer.
    • Pembangkitan Sinyal PWM: Menghasilkan sinyal gelombang persegi dengan duty cycle tertentu.
    • Pengaturan Kecepatan I/O: Mengontrol kecepatan transfer data dalam sistem mikroprosesor.

D. Dasar Teori 74LS139

IC 74LS139 adalah decoder 2-to-4 dari keluarga TTL (Transistor-Transistor Logic) yang digunakan untuk menerjemahkan dua bit input menjadi salah satu dari empat output.

  1. Fitur Utama:

    • Decoder 2-to-4: Memiliki dua bit input (A0, A1) yang menghasilkan empat output (Y0-Y3).
    • Active Low Outputs: Output aktif pada level logika rendah (0).
    • Enable Input: Memiliki dua input enable (G1 dan G2A/G2B) untuk mengaktifkan atau menonaktifkan decoder.

  2. Pinout:

    • Pin 1-2: G1 dan G2A/G2B (input enable).
    • Pin 3-4: A0 dan A1 (input data).
    • Pin 5-8: Y0, Y1, Y2, Y3 (output active-low).
    • Pin 9-16: Vcc (daya) dan GND (ground).

  3. Prinsip Kerja:

    • 74LS139 menerjemahkan kombinasi input A0 dan A1 menjadi satu output aktif rendah (0), sementara output lainnya tetap tinggi (1).
    • Contoh:
      • A0 = 0, A1 = 0 → Y0 = 0 (aktif), Y1, Y2, Y3 = 1.
      • A0 = 1, A1 = 0 → Y2 = 0 (aktif), Y0, Y1, Y3 = 1.

  4. Aplikasi:

    • Alamat Decoding: Memilih alamat tertentu dalam sistem memori.
    • Digital Display: Mengontrol tampilan digital.
    • Data Routing: Mengarahkan sinyal dalam sistem digital


E. IC 74LS137 - 3-to-8 Line Decoder dengan Address Latch

  • IC 74LS137 adalah salah satu jenis decoder 3-to-8 yang dilengkapi dengan address latch, memungkinkan penyimpanan sementara alamat input. Decoder ini mengambil tiga input biner (A, B, C) dan menghasilkan salah satu dari delapan output aktif rendah (Y0 hingga Y7), tergantung pada kombinasi input yang diberikan. Selain fungsi decoding dasar, IC ini memiliki latch yang bisa digunakan untuk menyimpan alamat input sementara, sehingga output tetap stabil sampai latch direset atau input baru diberikan.

    • Fitur Utama:

      • Input Address: IC ini menerima 3-bit input (A, B, C), yang memungkinkan pemilihan salah satu dari 8 output.
      • Enable Inputs: Terdapat tiga input enable (G1, G2A, dan G2B) yang memastikan IC hanya aktif ketika kondisi enable terpenuhi (G1 bernilai high dan G2A serta G2B bernilai low).
      • Latched Address: Ketika latch diaktifkan melalui pin LE (Latch Enable), alamat input disimpan, dan output tidak berubah meskipun ada perubahan pada input, sampai latch direset.
      • Output Aktif Rendah: Output Y0 hingga Y7 adalah active-low, artinya output yang aktif bernilai logika rendah (0), sementara output lainnya tetap dalam kondisi logika tinggi (1).

    • Aplikasi: IC ini sering digunakan dalam sistem memori untuk decoding alamat dan dalam aplikasi yang memerlukan pemilihan sinyal spesifik. Selain itu, IC ini dapat digunakan dalam sistem kendali mikroprosesor dan digital untuk mendekode sinyal alamat dan memilih satu dari beberapa perangkat atau komponen digital.

    • Prinsip Kerja: Ketika ketiga input enable berada dalam keadaan aktif, input A, B, dan C digunakan untuk memilih salah satu output (Y0 hingga Y7). Misalnya, jika A=0, B=1, dan C=0, maka output Y2 akan aktif rendah (0), sedangkan output lainnya akan berada dalam kondisi tinggi (1). Fitur latch memungkinkan IC ini menyimpan alamat sementara sehingga output tetap konstan, meskipun ada perubahan pada input biner.

  • F. IC 74LS138 - 3-to-8 Line Decoder/Demultiplexer

    IC 74LS138 merupakan decoder 3-to-8 atau demultiplexer yang berfungsi untuk mendekode tiga input biner menjadi salah satu dari delapan output aktif rendah. Selain sebagai decoder, IC ini dapat digunakan sebagai demultiplexer, yang berarti sinyal input dapat didistribusikan ke berbagai output berdasarkan alamat yang diberikan pada input.

    • Fitur Utama:

      • Input Address: 74LS138 menerima 3-bit input (A, B, C) yang digunakan untuk memilih salah satu dari 8 output.
      • Enable Inputs: Terdapat tiga pin enable (G1, G2A, G2B) yang menentukan apakah IC akan aktif atau tidak. IC hanya berfungsi jika G1 bernilai high dan G2A serta G2B bernilai low. Jika kondisi ini tidak terpenuhi, semua output akan bernilai high, terlepas dari nilai input.
      • Output Aktif Rendah: Seperti halnya 74LS137, output Y0 hingga Y7 bersifat active-low, yang berarti hanya satu output akan berada pada kondisi low (0) sesuai dengan kombinasi input, sementara yang lainnya tetap high (1).

    • Aplikasi: 74LS138 banyak digunakan untuk address decoding dalam sistem mikroprosesor, seperti pemilihan chip (chip select) atau pemilihan perangkat memori. Selain itu, IC ini dapat digunakan sebagai bagian dari sistem multiplexer/demultiplexer dalam aplikasi digital yang lebih kompleks.

    • Prinsip Kerja: IC ini bekerja dengan mendekode tiga input biner (A, B, C) untuk menghasilkan satu output aktif rendah. Misalnya, jika A=1, B=0, dan C=1, maka output Y5 akan menjadi low (0), dan output lainnya tetap high (1). Jika salah satu dari pin enable tidak aktif (G1 low atau G2A/G2B high), semua output akan menjadi high tanpa memperhatikan input biner.

  • G. RAM 6264 - Static Random Access Memory (SRAM)

    RAM 6264 adalah jenis Static RAM (SRAM) yang memiliki kapasitas penyimpanan sebesar 8 kilobyte (8192 byte) atau 65.536 bit. SRAM ini tidak memerlukan proses refresh seperti halnya DRAM, sehingga lebih cepat dan efisien untuk aplikasi yang memerlukan akses memori cepat.

    • Fitur Utama:

      • Kapasitas: RAM 6264 memiliki kapasitas 8K x 8-bit, artinya ada 8192 lokasi memori yang masing-masing dapat menyimpan 8 bit data.
      • Kecepatan Akses: Waktu akses bervariasi tergantung pada versi chip, umumnya berkisar antara 45 hingga 150 nanodetik.
      • Teknologi: Sebagai memori statis, RAM 6264 tidak memerlukan refresh periodik untuk mempertahankan data yang tersimpan.

    • Aplikasi: RAM 6264 sering digunakan dalam sistem komputer lama untuk menyimpan data yang sedang diproses oleh CPU, sebagai buffer dalam peralatan telekomunikasi, dan sebagai memori cache. Karena kecepatannya yang tinggi, SRAM ini cocok untuk aplikasi embedded dan sistem yang memerlukan akses memori cepat dan efisien.

    • Prinsip Kerja: Setiap lokasi dalam RAM 6264 diakses menggunakan 13 pin alamat (A0 hingga A12), dan operasi baca/tulis dikendalikan oleh pin WE (Write Enable). Jika WE rendah, data akan ditulis ke lokasi memori yang dipilih, dan jika WE tinggi, data dibaca dari lokasi tersebut. Chip select (CS) memastikan hanya satu chip RAM yang aktif pada satu waktu, dan data ditransfer melalui 8 pin I/O.

  • H. ROM 27128 - EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory)

    ROM 27128 adalah EPROM dengan kapasitas 16KB (128 kilobit), yang dirancang untuk menyimpan data atau program yang dapat dihapus dan diprogram ulang menggunakan sinar ultraviolet (UV). EPROM ini memiliki jendela kuarsa transparan yang memungkinkan sinar UV untuk menghapus data yang tersimpan.

    • Fitur Utama:

      • Kapasitas: 16KB, diorganisasikan sebagai 16.384 lokasi memori dengan masing-masing 8 bit.
      • Tipe Memori: EPROM, memungkinkan pemrograman ulang setelah data dihapus menggunakan sinar UV.
      • Waktu Akses: Waktu akses bervariasi antara 150 hingga 450 nanodetik, tergantung pada versi chip.
      • Tegangan Operasi: Standar operasi menggunakan tegangan 5V, namun memerlukan tegangan lebih tinggi (sekitar 12.5V hingga 13V) untuk proses pemrograman.

    • Aplikasi: ROM 27128 digunakan dalam perangkat elektronik lama seperti motherboard komputer, mikrokontroler embedded, dan peralatan industri untuk menyimpan firmware atau program. Dalam beberapa sistem grafis lama, ROM ini juga digunakan untuk menyimpan data tampilan. EPROM ini banyak digunakan sebelum EEPROM dan flash memory menjadi populer.

    • Prinsip Kerja: Setelah diprogram, data dalam ROM ini hanya dapat dibaca, kecuali dihapus dengan sinar UV melalui jendela kuarsa yang terletak di atas chip. Proses penghapusan ini memerlukan beberapa menit, dan setelah dihapus, ROM dapat diprogram ulang menggunakan EPROM programmer.

    • 4. Percobaan [Kembali]

    Rangkaian ini terdiri dari mikroprosesor 886 decoder 74 LS 137 decoder 74 LS 138 decoder 74 LS 139 mikroprosesor 886 terhubung pada rangkaian Latch dan Buffer di mana rangkaian Latch ini kita menggunakan IC 74273 dan rangkaian buffer dengan 74 LS 245 untuk RAM dan rom kita menggunakan decoder 74 LS 139 yang terhubung pada alamat 16 dan 17 dan untuk PPI menggunakan decoder 74 LS 137 dan 74 LS 138 sebagai recorder untuk memilih menulis atau membaca memori dan juga ada rangkaian reset 

    kita membuat dua buah decoder yang digunakan untuk mengakses interface dan mengakses RAM dan rom sesuai dengan peta memori berikut 

    Peta Memory I/O

    A3

    A2

    A1

    A0

    Alamat

     

    0

    0

    0

    0

    0H

    Port A PPI_1

    0

    0

    0

    1

    1H

    Port B PPI_1

    0

    0

    1

    0

    2H

    Port C PPI_1

    0

    0

    1

    1

    3H

    CW PPI_1


    Peta Memory RAM&ROM

    XA19

    XA18

    XA17

    XA16

    Alamat

     

     

    x

    X

    0

    0

    00000H - 200FFF H

    6264

    8192

    x

    x

    1

    1

    30000H - 303FFF H

    27128

    16384


    Rangkaian ini bekerja ketika kita menekan tombol button pada rangkaian maka dia akan menampilkan angka sesuai dengan urutan biner di mana tombol pertama jika ditekan itu akan melambangkan nilai 0 tombol kedua melambangkan nilai 1 tombol ketiga melambangkan nilai 2 dan tombol keempat melambangkan nilai 4 dan jika beberapa tombol ditekan bersamaan maka terjadi operasi penjumlahan dan akan ditampilkan melalui seven segmen BCD yang terhubung pada kaki port dari PPI dan untuk jelasnya silakan nonton video berikut

     



    5. Video [Kembali]

    6. Download Link [Kembali]

    0 komentar:

    Posting Komentar

    Langganan: Posting Komentar (Atom)