Komponen Pendukung

Pada Mikroprosessor terdapat komponen utama dan komponen pendukung. Berikut adalah komponen pendukung mikroprosessor.

A. PPI 8255 (Programmable Peripheral Interface 8255)

PPI 8255 merupakan suatu IC yang digunakan untuk rangkaian interface. Rangkaian interface itu sendiri 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 rangkaian decoder di bawah ini :

Gambar a. Contoh Rangkaian Decoder dengan IC PPI 8255

Gambar b. IC PPI 8255

Keterangan :

1. Bus Alamat PA-PA0 & PB7 - PB0 & PC7 - PC0 adalah Terminal I/O port.
2. Bus Data D7 - D0 adalah Data Bus
3. Bus Kontrol: /CS, /WR, /RD dan RESET CS (Chip Select) adalah Jika CS di set "0" maka PPI akan bekerja. RD(Read) adalah Jika RD di set "0" maka CPU Komputer sedang membaca data dari PPI 8255. WR(Write) adalah jika diset "0" maka CPU Komputer sedang menulis data ke PPI 8255.
4. A0 - A1 adalah Kombinasi mereka digunakan untuk memilih Port yang mana yang akan di gunakan.
5. Vcc dan GND adalah Terminal Tegangan Suplai.

B. PIC 8259

IC PIC 8259 mempunyai 8 masukan interupsi yaitu IRQ0 sampai dengan IRQ7. PIC 8259 berfungsi untuk  menerima dan mengatur interupsi yang muncul dan mengarahkannya pada sistem penerima interupt  serta untuk mempercepat respon sistem (fungsi interupt)

berikut ini adalah gambar IC PIC 8259 pada Proteus

Gambar c. IC PIC 8259

Fungsi pin - pin PIC 8259 :

• D7 –D0 : data bus
• RD        : Proses pembacaan, Aktif low
• WR       : Proses penulisan, aktif low
• A0        : Pengalamatan
• 0           : Address 20h
• 1            : Address 21h
• CS         : chip select
• CAS0-CAS2 : perluasan PIC

 Analog to Digital Converter (ADC)

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

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 :

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

IC ADC 0804 dan IC DAC 0808 buatan Intel adalah IC yang digunakan untuk konversi besaran analog menjadi 8-bit digital dan sebaliknya, seperti tabel 10. Adapun contoh IC ADC yang lain adalah IC 0809 yang mempunyai 8 kanal input analog dan contoh DAC seperti 0830 buatan National Semiconductor Corporation. Data digital dari A/D Converter terhubung ke suatu port input, sedangkan input digital dari D/A Converter terhubung ke suatu port output. DAC 0808 tidak memerlukan sinyal control, sedangkan ADC 0804 membutuhkan sinyal control, seperti terlihat pada Tabel, suatu rancangan sinyal kontrol pada Port C.
Untuk ADC 0804 diperlukan sinyal ? untuk memulai konversi. Dan jika konversi telah dilakukan maka akan diberikan sinyal ? yang aktif low. Sinyal ini akan tetap low, sampai diberikan sinyal ? sebagai pertanda bahwa komputer hendak membaca hasil konversi tersebut. Setelah pembacaan dilakukan, maka sinyal ? dapat dikembalikan menjadi high dan ? akan segera menjadi high kembali, sehingga data menjadi invalid untuk dibaca. Diagram waktu untuk A/D Converter 0804

Digital to Analog (DAC)

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

Untuk D/A Converter ini tidak diperlukan sinyal latch sehingga output analog-nya langsung mengikuti perubahan input digital.

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 kenaikansuhu 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 :

Dot Matrik

Dot matrik 5 x7 adalahsatu 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 mengaktifkansetiap kolom secara bergantian. Proses pergantianpengaktifan kolom dari kolom 1 sampai kolom 5 begitu cepat dan berulang-ulang sehinggamisalkan huruf "A" yang terdiri dari 5 kolom tampak nyala secara bersamaan. Apabila proses scanning kolom dipelankan maka akan terlihat pergeseran penyalaan kolom perkolom.

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 :

LCD adalah display 2 baris 16 kolom karakter yang contoh rangkaiannya adalah seperti gambar :

Keypad

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

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.

Download di sini

PERANCANGAN SISTEM

 Mikroprosesor sebagai suatu sistim arsitekturnya dapat digambarkan seperti gambar berikut. Masing-masing komponen dari sistim dihubungkan satu sama lain melalui tiga saluran bus.

Pengembangan sistim mikroprosesor membutuhkan adanya dua perangkat pembentuk sistim mikroprosesor yaitu perangkat keras dan perangkat lunak. Sebagai suatu sistim perangkat keras dan perangkat lunak sama-sama pentingnya. Dalam perencanaan dan pengembangan sistim kedua perangkat ini harus dirancang dan dikembangkan secara bersama-sama.

Perancangan perangkat keras terdiri dari perencanaan penggunaan bus data dan perencanaan penggunaan sistim bus alamat. Untuk perancangan penggunaan sistim bus data sangat mudah karena semua jalur bus data mikroprosesor dapat dihubungkan langsung dengan bus data memori dan bus data I/O jika semua komponen pembangun sistim mempunyai luasan bus data yang sama. Yang harus diperhatikan adalah jumlah memori dan jumlah I/O yang diinstalasikan jangan sampai melebihi kemampuan Fan Out (jumlah gerbang yang dapat ditangani) dari data bus Mikroprosesor yang digunakan. Jika melebihi maka harus dikuatkan menggunakan buffer. Pengawatan rancangan sistim bus alamat dan bus kendali sedikit lebih sukar. Kendati demikian pemahaman akan fungsi bus secara keseluruhan akan membantu mudahnya perakitan mikroprosesor. Untuk mempermudah Untuk mempermudah pengawatan bus alamat dan bus kendali diperlukan beberapa langkah yaitu: 1. Pembuatan Peta Memori 2. Pembuatan Peta I/O 3. Daftar Memori 4. Daftar Port I/O 5. Dekoder Alamat

•  Pembuatan peta memori

Peta memori adalah suatu peta yang menunjukkan lokasi alamat suatu unit memori. Peta ini sangat penting artinya bagi CPU dalam mengenali lokasi-Iokasi suatu unit memori. • Dirancang sistem minimum yang menggunakan 2 RAM dan 1 ROM yaitu RAM6116 (2KB) dan RAM 6264 (8 KB) dan ROM 27128 (16KB) • Untuk dapat mengakses address dari RAM-0 6116 (2KB) menggunakan pin A0 sampai dengan pin A10 • Untuk RAM-1 6264 (8 KB) menggunakan pin A0 s/d A12 • Untuk ROM27128 (16KB) menggunakan pin A0 s/d A13.

Peta memori menunjukkan : a. Bagian dari memori yang dapat digunakan untuk program b. Bagian memori Read Only c. Bagian memori Read Write d. Program pengendalian sistim e. Tempat dimana memori diinstalasi f. Daftar alamat piranti memori g. Daerah memori yang masih kosong (jika ada). Pemetaan memori menunjukkan rancangan penempatan memori RWM dan ROM sesuai dengan alamat yang dikehendaki. Satu chip merupakan satu blok memori. Satu blok satu chip memori menempati lokasi alamat berurutan. Khusus untuk ROM program monitor harus diletakkan pada alamat sesuai dengan arah vector reset dari CPU.

Kapasitas sebuah chip memori ditentukan oleh jumlah bit addres bus. Kapasistas sebuah chip memori berdasarkan jumlah addres bus adalah sebagai berikut:

 Luasan daerah alamat suatu memori menentukan kapasitas memorinya. EPROM2532 berada pada alamat 0000h – 0FFFh memiliki kapasitas 4 Kbyte. Kapasitas ini dicari dengan mengurangkan bit alamat akhir terhadap bit alamat awal. Kemudian dihitung jumlah bit (n) yang menunjukkan angka biner 1. Kapasitas memori suatu memori sama dengan dua pangkat n.

Pada gambar terlihat disebelah kiri peta ada angka-angka yang menunjukkan alamat memori. EPROM2532 berada pada alamat 0000h -0FFFh. RAM 6116 berada pada alamat 1800h - 1FFFh. EPROM 2732 berada pada alamat 2000h - 2FFFh.

•  Pembuatan peta input output

Peta I/O menunjukkan jumlah, jenis I/O, dan alamat I/O yang diinstalasikan dalam sebuah sistim mikroprosesor. Peta I/O sangat membantu dalam pengembangan program khususnya dalam membangun proses dan akses 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.

• Pemilihan chip komponen

Masing-masing komponen pada sistim mikroprosesor biasanya dilengkapi minimal dengan satu pin untuk pemilihan chip. Pin ini biasanya disebut chip select (CS) atau juga dikenal dengan chip enable (CE). CS (tanpa tanda slash ) artinya sebuah chip akan aktif jika pin itu berlogika tinggi (1). Sedangkan CS (dengan tanda slash) menunjukkan sebuah chip akan berkeadaan aktif apabila pada pin CS diberi keadaan logika rendah (0).

• Pembufferan bus

Tiap masukan sebuah alat merupakan beban pada keluaran yang menggerakkannya. Sebagian besar komponen menggerakkan mulai dari satu sampai dua puluh komponen lainnya. Setiap komponen harus diperiksa karakteristik penggerakan serta pembebanan masukan keluarannya. Bus mikroprosesor harus berhubungan dengan setiap chip masukan keluaran peripheral dan memori sistim. Semua mikroprosesor MOS kurang kemampuan penggerakkan keluarannya yang diperlukan dalam sistim besar. Karena itu dipakai buffer atau penggerak untuk menaikkan daya penggerakan bus. Ada pengirim bus untuk menggerakkan bus dan ada penerima bus untuk menerima bus dan menggerakkan rnikroprosesor.

Pada gambar pembufferan saluran alamat dan saluran pengendali diatas, melukiskan penggunaan pengirim untuk pembufferan bus pengendali dan bus alamat. Saluran-saluran pada bus pengendali bersifat satu arah.

Pada gambar diatas ditunjukkan cara pembufferan bus data. Data harus lewat pada dua arah, jadi dipakai baik sebagai pengirim maupun sebagai penerima.

• Menghubungkan memori input dan output

Sebagai bagian dari suatu sistim mikroprosesor, memori dan I/O merupakan komponen pokok. Perakitan memori dan I/O mengacu pada rancangan sistim berupa pengembangan peta memori dan peta I/O. Dirancang sistem minimum yangmenggunakan 2 RAM dan 1 ROMyaitu RAM 6116 (2KB) dan RAM 6264 (8 KB) dan ROM 27128 (16KB) serta 4 komponen I-O yaitu PPI-0 8255 dan PPI-1 8255, PIT 8253 serta PIC 8259 •Untuk dapat mengakses addressmemori dari RAM-0 6116 (2KB) menggunakan pin A0 sampai dengan pin A10 • RAM-1 6264 (8 KB) menggunakan pin A0 s/d A12 • untuk ROM27128 (16KB) menggunakan pin A0 s/d A13. • 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).

Tabel a. kebenaran peta memori input output

   

Aplikasi Kontrol Suhu (Sistem Minimum 8088)

Aplikasi kontrol sunu ini menggunakan sistem minimum 8088 dengan input berupa keypad dan output berupa 7-segment.

Untuk menjalankan program ini, dibutuhkan aplikasi Emu8088 dan Proteus 8. 

Adapun program yang digunakan adalah sebagai berikut :

; PROGGRAM11.ASM DIGUNAKAN UNTUK INPUT KEYPAD 

; DITAMPILKAN KE DISPLAY 7-SEGMENT

CODE_SEG SEGMENT   

        ASSUME CS:CODE_SEG,DS:CODE_SEG,SS:CODE_SEG

        ORG 100H   

start: jmp mulai   

porta equ 00h     

portb equ 01h     

portc equ 02h     

cw equ 03h

port1a equ 10h          

port1b equ 11h          

port1c equ 12h          

cw1 equ 13h

angka0 equ 00100000B

angka1 equ 01111100B

angka2 equ 00001010B

angka3 equ 01001000B

angka4 equ 01010100B

angka5 equ 01000001B

angka6 equ 00000001B

angka7 equ 01111000B

angka8 equ 00000000B

angka9 equ 01000000B

bintang equ 01011111B

pagar equ 00010010B

awal db ?

kolom db ?

data db ?

data_teks db ?

data_keypad1 db ?

data_keypad2 db ?

data_keypad3 db ?

ratusan db ?

puluhan db ?

satuan  db ?

keypad_ke db ?

status db ?

data_setting db ?

dataADC db ?

dataDAC db ?

akhir   db ?

mulai:

        Mov AX, CS   

        Mov DS, AX          

        Xor AX, AX  

        Mov ES, AX 

        Mov SS, AX 

        Lea SI, Awal

        Lea CX, Akhir    

        Mov DI, SI       

        Sub CX, SI       

        Cld                  

        Rep Movsb  

        Mov SP,800h     

        Xor AX,AX    

        Mov DS,AX  

        mov al,82h ; Port A dan Port C = 

; output dan Port B = input

        mov dx,cw

        out dx,al

mov al,82h ;Port A dan Port C = output dan Port B 

; = input

 mov dx,cw1

      out dx,al

call 7-mati

balik:

mov dx,portb

in al,dx

and al,128

cmp al,128

je balik

in al,dx

and al,00001111B

call konversi_keypad_to_bin

call konversi

call display

tunggu:

mov dx,portb

in al,dx

and al,128

cmp al,0

je tunggu

jmp balik

display proc near

mov dx,porta

out dx,al

call pulse

ret

display endp

konversi_keypad_to_bin proc near

cmp al,4

jne keypad1

mov al,1

ret

keypad1:

cmp al,8

jne keypad2

mov al,2

ret

keypad2:

cmp al,12

jne keypad3

mov al,3

ret

keypad3:

cmp al,1

jne keypad4

mov al,4

ret

keypad4:

cmp al,4

jne keypad5

mov al,4

ret

keypad5:

cmp al,5

jne keypad6

mov al,5

ret

keypad6:

cmp al,9

jne keypad7

mov al,6

ret

keypad7:

cmp al,13

jne keypad8

mov al,7

ret

keypad8:

cmp al,2

jne keypad9

mov al,8

ret

keypad9:

cmp al,6

jne keypad0

mov al,9

ret

keypad0:

cmp al,10

jne bintang

mov al,0

ret

bintang:

cmp al,14

jne pagar

mov al,bintang

ret

pagar:

cmp al,3

jne keluar

mov al,pagar

ret

keluar:

ret

konversi_keypad_to_bin endp

konversi proc near

cmp al,0

jne p1

mov al,angka0

ret

p1:

cmp al,1

jne p2

mov al,angka1

ret

p2:

cmp al,2

jne p3

mov al,angka2

ret

p3:

cmp al,3

jne p4

mov al,angka3

ret

p4:

cmp al,4

jne p5

mov al,angka4

ret

p5:

cmp al,5

jne p6

mov al,angka5

ret

p6:

cmp al,6

jne p7

mov al,angka6

ret

p7:

cmp al,7

jne p8

mov al,angka7

ret

p8:

cmp al,8

jne p9

mov al,angka8

ret

p9:

cmp al,9

jne out

mov al,angka9

ret

out:

ret

konversi endp

7-mati proc near

mov cx,8

off:

mov al,01111111B

mov dx,porta

out dx,al

call pulse

loop off

ret

7-mati endp

delay proc near               

push cx

        mov cx,07fffh       

        loop $              

        pop cx              

        ret                 

delay endp                  

pulse proc near

or al,128

out dx,al

ret

pulse endp

        ORG 40F0H   

        DB 0EAH     

        DW 0100H    

        DW 0FBF0H   

CODE_SEG ENDS       

        END START