SOAL 1 UTS

[menuju akhir]

SOAL 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6. Download File

 

 

1. Tujuan [kembali] 

1. Mengetahui prinsip kerja rangkaian decoder memori dan I/O untuk suatu sistem minimum 8086 dengan bantuan logic state dan logic probe.
2. Mengetahui prinsip kerja rangkaian aplikasi sederhana sistem minimum 8086 dengan input switch dan output LED.
3. Mengetahui prinsip kerja rangkaian aplikasi sistem minimum 8086 dengan 3 input sensor (termasuk 1 sensor analog) dan 3 output (lampu, motor, heater, dll).

2. Alat dan Bahan [kembali]

a) IC RAM 6116

IC memori 6116 merupakan salah satu RAM statik berkapasitas 16.384 bit atau 2 kbyte. IC 6116 mempunyai 8 jalur data (D0-D7) dan 11 jalur alamat (A0-A10). Untuk menulis data digunakan sinyal W (aktif LOW) dan untuk membaca data digunakan sinyal G (aktif LOW). Kaki E (aktif LOW) digunakan untuk mengijinkan memori menulis atau membaca data pada jalur data. Kaki 12 dihubungkan ke GND dan kaki 24 dihubungkan ke +5V.

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. 

 

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

Tabel 1 Fungsi pin-pin CS, OE dan WE pada RAM 6116

-CS	-OE	-WE	Mode	Pin–pin I-O
1	X	X	Non aktif	High Z
0	0	1	Read	Out
0	1	0	Write	In

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:

a. Address dari memori yang akan dituju diload oleh mikroprosesor ke bus address setelah terdapat sinyal ALE.

b. 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.

c. Kemudian mikroprosessor mengirim sinyal kontrol RD atau WR pada RAM.

d. RAM melakukan pernbacaan atau penulisan sesuai dengan kombinasi sinyal control yang diterima seperti tabel 1 diatas.

b) IC RAM 6232

IC RAM 6232 adalah sebuah komponen memori statis (SRAM) yang berfungsi untuk menyimpan data sementara dalam sirkuit elektronik. IC ini merupakan jenis memori akses acak (RAM), di mana data dapat dibaca dan ditulis dengan cepat pada lokasi memori yang berbeda.

IC RAM 6232 biasanya memiliki konfigurasi 32K x 8-bit, yang berarti mampu menyimpan 32.768  lokasi memori, masing-masing dengan lebar 8 bit. Memori ini sering digunakan    dalam perangkat  yang membutuhkan penyimpanan data cepat dan sementara, seperti    komputer, perangkat embedded, dan peralatan elektronik lainnya.

Sebagai SRAM, IC RAM 6232 memiliki keunggulan berupa kecepatan akses yang    tinggi dan tidak  memerlukan penyegaran (refresh) seperti pada DRAM. Namun, data yang tersimpan dalam SRAM akan hilang ketika daya listrik dimatikan (volatile memory).

c) ROM 2764

IC ROM 2764 adalah sebuah chip memori jenis Read-Only Memory (ROM) yang digunakan untuk menyimpan data permanen dalam sistem elektronik. ROM 2764 termasuk dalam kategori EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory), yang berarti data yang disimpan di dalamnya dapat dihapus dan ditulis ulang menggunakan sinar ultraviolet. Kapasitasnya adalah 64 kilobit (8K x 8-bit), yang berarti mampu menyimpan 8.192 lokasi memori dengan masing-masing lokasi berukuran 8 bit.

ROM 2764 biasanya digunakan untuk menyimpan firmware, program, atau data yang tidak boleh diubah selama perangkat beroperasi, seperti BIOS pada komputer lama atau perangkat embedded. Data yang disimpan pada EPROM ini bersifat non-volatile, artinya tetap ada meskipun daya listrik dimatikan.

Proses penulisan atau pemrograman pada IC ROM 2764 dilakukan dengan perangkat khusus yang disebut "EPROM programmer," sedangkan untuk menghapus isinya, chip ini harus terkena sinar ultraviolet pada jendela kuarsa yang terletak di bagian atasnya. Setelah dihapus, chip dapat diprogram ulang dengan data baru.

d) PPI 8255

IC PPI 8255 (Programmable Peripheral Interface) adalah sebuah chip yang digunakan untuk menghubungkan dan mengontrol perangkat-perangkat peripheral (periferal) dalam sistem komputer. IC ini dirancang oleh Intel dan berfungsi sebagai antarmuka yang memungkinkan mikroprosesor berkomunikasi dengan berbagai perangkat input dan output, seperti keyboard, printer, dan perangkat lainnya. PPI 8255 merupakan salah satu dari komponen penting dalam arsitektur mikroprosesor, terutama pada sistem berbasis mikroprosesor 8086 dan 8088.

IC PPI 8255 terdiri dari tiga port I/O yang dapat diprogram, yaitu Port A, Port B, dan Port C. Setiap port dapat dikonfigurasi sebagai input atau output, sehingga memungkinkan pengguna untuk menghubungkan berbagai perangkat peripheral. PPI 8255 juga memiliki mode operasi yang dapat disesuaikan, termasuk mode input, output, dan mode handshaking, untuk memenuhi kebutuhan komunikasi data yang berbeda.

Fungsi IC PPI 8255

IC PPI 8255 memiliki beberapa fungsi dan aplikasi, antara lain:

1. Antarmuka Periferal:

   • IC ini berfungsi sebagai antarmuka antara mikroprosesor dan perangkat periferal, memungkinkan komunikasi data antara keduanya. Dengan menggunakan PPI 8255, mikroprosesor dapat mengontrol dan menerima data dari perangkat input/output.

2. Konfigurasi Port:

   • Pengguna dapat mengkonfigurasi port A, B, dan C sebagai input atau output sesuai dengan kebutuhan aplikasi. Ini memberikan fleksibilitas dalam pengaturan koneksi perangkat periferal.

3. Mode Operasi yang Beragam:

   • PPI 8255 mendukung beberapa mode operasi:
     • Mode 0: Mode dasar yang digunakan untuk operasi input/output sederhana.
     • Mode 1: Mode yang memungkinkan penggunaan sinyal handshaking, yang berguna untuk komunikasi data yang memerlukan konfirmasi.
     • Mode 2: Mode yang digunakan untuk operasi bus yang lebih kompleks dan kontrol perangkat yang lebih rumit.

4. Kontrol Data dan Sinyal:

   • PPI 8255 dapat digunakan untuk mengontrol sinyal dan aliran data antara mikroprosesor dan perangkat periferal, termasuk sinyal interrupt dan sinyal handshaking.

5. Ekspansi Sistem:

   • IC PPI 8255 memungkinkan pengembangan sistem yang lebih kompleks dengan mendukung beberapa perangkat input/output. Dengan menggunakan PPI 8255, pengguna dapat menambahkan lebih banyak perangkat ke sistem tanpa memerlukan tambahan chip.

6. Aplikasi dalam Sistem Embedded:

   • IC ini sering digunakan dalam aplikasi sistem embedded, di mana kontrol perangkat peripheral diperlukan, seperti dalam pengendalian otomasi, sistem pengukuran, dan perangkat keras lainnya.

IC PPI 8255 merupakan komponen yang sangat berguna dalam desain sistem berbasis mikroprosesor, memungkinkan pengendalian dan komunikasi yang efektif dengan perangkat-perangkat periferal. Meskipun telah ada teknologi yang lebih baru, PPI 8255 tetap menjadi bagian penting dalam banyak aplikasi, terutama dalam sistem yang berbasis arsitektur x86.

h) PIT

PIT atau Programmable Interval Timer adalah komponen elektronik yang digunakan untuk menghasilkan sinyal waktu dan kontrol dalam sistem komputer. Timer ini memiliki kemampuan untuk menghitung waktu dalam interval tertentu dan dapat diprogram untuk menghasilkan interrupt (sinya pengganggu) pada waktu yang ditentukan. PIT umumnya digunakan dalam sistem operasi dan aplikasi yang memerlukan pengelolaan waktu yang tepat, seperti manajemen tugas, pengendalian proses, dan pengaturan waktu.

PIT adalah sebuah chip yang berfungsi untuk menyediakan fungsi timer dan counter. Dalam konteks komputer, PIT seringkali digunakan untuk mengatur waktu dan men-synchronize berbagai fungsi dalam sistem. Komponen ini biasanya terdiri dari beberapa saluran yang dapat diprogram secara independen untuk menghitung waktu atau menghasilkan sinyal dengan frekuensi tertentu.

Fungsi PIT

1. Pengatur Waktu (Timer):

   • PIT dapat digunakan untuk mengukur interval waktu dan menghasilkan interrupt pada interval yang telah ditentukan. Ini berguna dalam manajemen tugas dalam sistem operasi, di mana proses dan thread perlu dijadwalkan secara tepat.

2. Counter:

   • PIT juga dapat berfungsi sebagai counter untuk menghitung kejadian tertentu, seperti jumlah pulsa dari sensor atau perangkat input lainnya.

3. Pengaturan Sinyal Interrupt:

   • Dengan mengatur PIT untuk menghasilkan sinyal interrupt pada interval tertentu, sistem operasi dapat memanggil rutinitas penanganan interrupt (ISR) untuk melakukan tugas tertentu, seperti memperbarui tampilan layar atau memproses data dari perangkat.

4. Pengendalian Perangkat:

   • PIT sering digunakan dalam pengendalian perangkat keras, seperti motor atau sensor, dengan memberikan sinyal pengontrol yang diperlukan pada waktu yang tepat.

5. Dukungan untuk Fungsi Real-Time:

   • PIT membantu dalam menyediakan fungsi real-time, di mana respons sistem harus terjadi dalam waktu yang ditentukan. Ini penting dalam aplikasi kritis, seperti sistem kendali industri atau aplikasi yang memerlukan akurasi tinggi.

PIT adalah komponen penting dalam desain sistem komputer, memungkinkan manajemen waktu yang efisien dan responsif terhadap berbagai kejadian. Meskipun teknologi telah berkembang dengan hadirnya timer dan oscillator yang lebih canggih, PIT tetap menjadi bagian integral dalam banyak sistem komputer, terutama dalam aplikasi yang memerlukan pengaturan waktu yang akurat.

 

i) PIC

PIC (Peripheral Interface Controller) adalah keluarga mikrocontroller yang dirancang dan diproduksi oleh Microchip Technology. PIC terkenal karena arsitektur yang sederhana, mudah digunakan, dan kemampuannya dalam berbagai aplikasi, mulai dari perangkat elektronik kecil hingga sistem otomasi industri. PIC memiliki sejumlah fitur seperti I/O port, memori program, memori data, dan kemampuan untuk mengontrol berbagai perangkat periferal.

Mikrocontroller PIC adalah chip yang mengandung CPU, memori, dan perangkat I/O dalam satu paket. PIC dapat diprogram untuk menjalankan berbagai tugas dan aplikasi sesuai kebutuhan pengguna. Arsitektur PIC menyediakan kemampuan untuk memprogram dan mengontrol perangkat keras eksternal, menjadikannya pilihan yang populer di kalangan pengembang elektronik.

Fungsi PIC

1. Kontrol Otomatis:

   • PIC sering digunakan dalam sistem kontrol otomatis, seperti pengendalian mesin, robotika, dan perangkat otomasi rumah. Dengan kemampuannya untuk mengontrol perangkat keras, PIC dapat mengatur berbagai fungsi dengan tepat.

2. Penyimpanan Data dan Pemrosesan:

   • PIC dapat digunakan untuk menyimpan data dan memproses informasi. Ini memungkinkan penggunaan algoritma untuk analisis data atau pengolahan sinyal dalam aplikasi tertentu.

3. Antarmuka dengan Perangkat Periferal:

   • PIC dapat berkomunikasi dengan berbagai perangkat periferal, seperti sensor, motor, dan aktuator. Ini memungkinkan pengembangan sistem yang kompleks dan interaktif.

4. Penerapan dalam Sistem Embedded:

   • PIC sangat umum dalam aplikasi embedded, di mana perangkat perlu berfungsi secara mandiri dan memiliki kemampuan untuk mengontrol dan memantau berbagai fungsi.

5. Pengolahan Sinyal dan Komunikasi:

   • Dengan kemampuan untuk berkomunikasi melalui protokol yang berbeda (seperti UART, I2C, SPI), PIC dapat digunakan untuk aplikasi pengolahan sinyal dan komunikasi data antar perangkat.

6. Pengembangan Prototipe:

   • Banyak pengembang menggunakan PIC untuk membuat prototipe produk baru karena kemudahan dalam pemrograman dan integrasi dengan komponen lainnya.

3. Dasar Teori [kembali] 

a) Mikroprosesor 8086

Adapun konfigurasi pin-pin IC mikroprosesor 8088 adalah seperti gambar berikut:

Fungsi masing-masing pin dari mikroposessor 8088 adalah:

1.     AD0 – AD7 adalah Bus address – data

Jalur yang dimultipleks untuk menyalurkan data pada saat ALE aktif (1) atau byte rendah address pada saat ALE tidak aktif (0)

2.     A8 – A15 adalah Bus address

Bit – bit dimana A8 – A15 ada selama siklus bus

3.     A19/S6, A18/S5, A17/S4, A16/S3 adalah Address / Status

Kaki – kaki yang multiplek yang digunakan untuk bus address bit A16 – A19 pada saat ALE berlevel logika 1 dan untuk sisa silkus bus lainnya digunakan bit – bit status S3 – S6. Bit status S6 selalu berlogika 0, bit S5 menandakan kondisi dari bit flag I dan bit S3 dan S4 yang mendakan segmen yang diakses selama siklus bus yang sedang berlangsung.

4.     RD adalah Read

Sinyal kontrol yang akan berlevel logika 0 pada saat data bus siap menerima data dari memori atau I/O yang diteruskan ke mikroprosesor.

5.     WR adalah Read

Sinyal kontrol yang akan berlevel logika 0 pada saat data bus siap menerima data dari mikroprosesor yang diteruskan ke memori atau I/O

6.     READY adalah Ready

Input ini diperiksa oleh 8088 pada akhir dari siklus T2. Jika dalam kondisi logika 0, maka siklus pembacaan atau penulisan data akan diperpanjang sampai input ini kembali ke logika 1.

7.     INTR adalah Interrup Request

Satu dari dua kali yang digunakan untuk menerima interupt hard-ware. Jika INTR diberi logika 1 pada saat flag 1 set, 8088 masuk ke siklus interupt acknowledge (INTA aktif) setelah intruksi yang sedang berlangsung selesai.

8.     TEST adalah Test

Diperiksa oleh intruksi WAIT. Jika TEST berlogika 0, maka instruksi WAIT akan meneruskan ke instruksi selanjutnya, jika TEST ‘1’, WAIT akan menunggu sampai TEST ‘0’.

9.     NMI adalah Nonmaskable Interrupt

Input yang mengaktifkan interrupt tipe 2 pada akhir dari instruksi yang sedang dilaksanakan.

10.  RESET adalah Reset

Kaki yang jika diberi level logika 1 untuk minimum 4 clock, akan mereset 8088. Pada saat 8088 reset, 8088 mulai melaksanakan instruksi pada address memori FFFF0H. Dan menon-aktifkan interupsi dengan mereset flag 1.

11.  CLK adalah Clok

Sebuah input yang menyediakan pewaktu dasar untuk 8088. Clok ini terus ber-duty-cycle 33 persen untuk memberikan pewaktu yang benar ke 8088.

12.  VCC adalah Vcc

Input tegangan pencatu +5V

13.  GND adalah Ground

Hubungan ke ground

14.  MN/-MX adalah Mode Minimum / Maksimum

Pin yang digunakan untuk memilih mode operasi minimum jika dihubungkan ke +5V dan mode maksimum jika dihubungkan ke ground.

15.  IO/-M adalah Input/Output atau Memori

Pin yang menunjukkan isi dari bus address adalah informasi pengaddress memori atau I/O

16.  INTA adalah Interrupt Acknowledge

Respon untuk INTR. Selama permintaan interupsi, pin INTA akan berlogika 0 untuk menunjukkan bahwa bus 8088 menunggu vector-number.

17.  ALE adalah Addres Latch Enable

Pin yang digunakan untuk menunjukkan bahwa bus address berisi address memori atau alamat port I/O

18.  DT/-R adalah Transmite/ - Receive

Pin yang digunakan untuk mengendalikan arah aliran data melewati buffer data.

19.  –DEN adalah Data Bus Enable

Pin yang aktif bila bus data telah berisi data.

Mikroprosesor 8088 diset pada mode minimum dengan memberi logika HIGH pada pin 33 dan logika LOW jika difungsikan dalam mode maksimum. Untuk pengaddressan memori, mikroprosesor 8088 menyediakan 20 bit address yang 8 diantaranya dimultipleks dengan data yaitu AD0-AD7. Sedangkan A16-A19 dimultipleks dengan sinyal kontrol S3-S6.

Untuk pengaddressan I/O port dan memori, 8088 menggunakan pin 28, jika pin 28 dalam kondisi HIGH maka address yang dikirim adalah address untuk I/O port dan jika dalam kondisi LOW maka address yang difungsikan adalah address dari memori. Selain itu 8088 juga dapat mengirimkan sinyal RD dan WR (keduanya aktif low) yang bertujuan untuk membaca dan menulis di memori atau I/O Port.

Misalkan sistem minimum menggunakan dua buah macam memori yaitu EPROM 27128 berkapasitas 16 K Bytes dan RAM statis 6116 yang berkapasitas 2 K Bytes. Setelah tombol RESET ditekan maka mikroprosesor akan menunjuk pertama kali pada address FFFF0h sehingga address tersebut harus sudah ada instruksi lompat ke awal program. Oleh karena itu EPROM diletakkan pada bagian terakhir memori sedangkan RAM diletakkan pada bagian awal memori karena untuk penggunaan interrupt, 8088 memakai address 00000h-003FFh sebagai tabel vector interrupt.

Mikroprosessor 8088 memiliki empat kelompok register 16-bit, yaitu :

1.     Data Register

2.     Pointer dan Index Register

3.     Flag Register dan Instruction Pointer

4.     Segment Register

4. Percobaan [kembali]  

Prinsip Kerja: 

Rangkaian diatas merupakan rangkaian decoder memori dan I/O untuk suatu sistem minimum 8086 yang terdiri dari beberapa komponen, yaitu RAM-0 6116, RAM-1 6116, kemudian ram 6232, ROM 2764, PPI-0, PPI-1, PIT, dan PIC. 

 

PPI-0 dan PPI-1 berasal dari 74LS138, yang mana kaki E1 disini berada dalam kondisi aktif high, E2 dan E3 dalam kondisi aktif low. Lalu input A diberi logika 1, input B dan C diberi logika 0. Pada kondisi ini akan menghasilkan output Y1 yang berlogika 0 dan sisanya akan berlogika 1. Kemudian output Y1 dari 74LS138 akan menjadi PPI-0 topi yang berlogika 0, dan akan menjadi input pada PPI-0 8255A pada kaki CS topi. Lalu PPI-1 topi yang merupakan output Y2 dari 74LS138 akan menjadi input pada PPI-1 8255A dibagian CS topi. Selanjutnya PIC dari Y3 yang akan menjadi input dari 8253A pada kaki CS topi, sedangkan PIT adalah keseluruhan dari 8086 yang menjadi program dari 8086 ini.

Pada 8086, terdapat rangkaian resetnya yang menggunakan switch button untuk on/off nya. Reset akan diaktifkan menggunakan button. Apabila tidak aktif dia akan berlogika 0. Reset ini juga akan menjadi input pada 8255A. Pada 8086 bagian AD dan A akan menggunakan bus wire yang akan dihubungkan ke 74HC373 yang merupakan latch buffer yang artinya rangkaian 16 bit yang akan mengolah data, lalu 74LS245 yang akan memilih data tersebut. Data ini akan diolah dan masukkan ke memori dan decodernya.

Pada rangkaian memori dan decodernya terdapat input tertentu seperti MEMR topi, MEMw topi yang berasal dari 74LS138 dibagian bawah rangkaian. Input A,B,C pada 74LS138 disini diambil dari 8086 langsung yaitu RD topi, WR topi, dan M/IO topi, yang mana nanti inputnya akan diproses, lalu menghasilkan output IOW topi, IOR topi, MEMW topi, dan MEMR topi. Maka dari seluruh rangkaian ini, kita dapat melihat bahwa pada logic state setiap outputnya akan berlogika 1.

 

5. Video [kembali]

Video Simulasi Soal 1

6. Download File[kembali]

• Download HTML (Download)
  
• Download Rangkaian Soal 1 (Download)
• Download Video Simulasi Soal 1 (Download)
• Datasheet IC 74LS138 - Download
  
• Datasheet  IC 8284 - Download
• Datasheet IC 8086 - Download
• Datasheet IC 74LS373 - Download
• Datasheet IC 74LS245 - Download
• Datasheet IC 74LS139 - Download
• Datasheet IC 27128 - Download
• Datasheet IC 6116 - Download
• Datasheet IC 8255A - Download

 [menuju awal]