104
Elektronika Digital Nov 2005 1 BAB 1 TEORI ANTARMUKA

Teori Antarmuka Elektronika Digital

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Tentang antarmuka perangkat elektronika digital

Citation preview

Page 1: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 1

BAB 1

TEORI ANTARMUKA

Page 2: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 2

Page 3: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 3

SISTEM KOMPUTER

• Di dalam suatu komputer dikenal adanya istilah CPU, Memory dan I/O (Input-Output). Semuanya merupakan bagian dasar dari sistem komputer dimana antara bagian-bagian tersebut dihubungkan dengan jalur-jalur yang lebih dikenal dengan istilah bus.

Page 4: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 4

• Ada tiga bus dalam sistem komputer– Alamat (address bus)

– Data (data bus)– Kontrol (control bus)

yang menghubungkan komponen µP, Memory dan Peralatan I/O

Page 5: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 5

Untuk CPU yang menggunakan mikroprosessor Intel

• Misalkan µP 8088, Intruksi kontrol untuk memory dan I/O berbeda, yaitu Read dan Write untuk Memory, serta In dan Out untuk I/O. Dimana I/O sendiri dipergunakan untuk mentransmisikan data dari luar ke CPU (input) atau sebaliknya, dari CPU ke luar (output).

Page 6: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 6

REGISTER-REGISTER MIKROPROSESSOR 8088

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

• Data Register

• Pointer dan Index Register

• Flag Register dan Instruction Pointer

• Segment Register

Page 7: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 7

1. Data Register

Data Register terdiri dari 4 register 16 bit, dimana tiap register dapat dipisah menjadi dua register 8 bit. Adapun register-register tersebut adalah :

• AX (accumulator)

• BX (base)

• CX (count)

• DX (data)

Page 8: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 8

Tabel 1. Data Register

• Huruf-huruf ‘H’ dan ‘L’ menyatakan status sebagai high byte atau low byte, dan dapat digunakan secara terpisah.

Page 9: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 9

• Register AX berfungsi sebagai accumulator dan berhubungan dengan operasi-operasi khusus seperti IN, OUT, perkalian, pembagian dan lain-lain.

• Register BX sering dipergunakan sebagai register basis untuk mereferensikan lokasi memory. Dalam hal ini BX menyimpan alamat basis bagi suatu tabel atau array yang lokasi spesifiknya direferensikan dengan menambahkan nilai offset.

Page 10: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 10

• Register CX berfungsi sebagai register pencacah 16-bit untuk mencacah banyaknya byte atau kata dalam string data tertentu selama pelaksanaan operasi-operasi string dan dalam operasi-operasi loop. Sedangkan register CL yang merupakan bagian dari register CX dipergunakan dalam operasi geser (shift) dan rotasi.

• Register DX dipergunakan dalam operasi perkalian untuk menyimpan sebagian dari hasil kali 32-bit, atau dalam operasi pembagian untuk menyimpan suatu nilai sisa. Dapat juga dipergunakan dalam operasi IN dan OUT untuk menspesifikasikan alamat port I/O yang dipakai.

Page 11: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 11

2. Pointer dan Index Register

• Pointer dan Index Register sendiri terbagi dalam 4 register 16-bit yang tak dapat dipisah seperti Data Register. Register yang termasuk dalam kelompok ini adalah : SP (stack pointer), BP (Base Pointer), SI (Source Index) dan DI (Destination Index).

Page 12: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 12

Tabel 2 Pointer dan Index Register

Tabel 2. di atas memperlihatkan register-register yang termasuk kelompok ini.

Register index dan pointer dipakai untuk menyimpan nilai offset guna mengakses lokasi-lokasi memory tertentu yang lazim digunakan, seperti lokasi puncak stack atau blok-blok data

dalam suatu segment seperti array serta record-record individual.

Page 13: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 13

• Kedua register pointer, yaitu SP dan BP dipakai untuk menyimpan nilai-nilai offset segment stack memori pada saat yang bersangkutan, sedang kedua register indeks, SI dan DI, digunakan untuk menyimpan nilai-nilai offset dalam segment data memori pada saat yang bersangkutan.

• Register SP merupakan stack pointer yang menunjukkan lokasi puncak stack. Penunjuk stack merupakan register yang secara implisit dipakai oleh instruksi PUSH dan POP yang menyimpan dan mendapatkan kembali data dari stack.

Page 14: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 14

• Register SI dapat dipergunakan sebagai register indeks dalam modus pengalamatan tak-langsung tertentu. Juga digunakan untuk menyimpan offset untuk mengalamati lokasi suatu operand sumber selama berlangsungnya operasi string.

• Register DI mempunyai fungsi yang hampir sama dengan register SI di atas, bedanya register ini menunjukkan lokasi suatu operand tujuan selama berlangsungnya operasi string.

Page 15: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 15

3. Flag Register dan Instruction Pointer

Register Flag adalah sebuah register 2-byte yang berisi sembilan bit flag yang digunakan untuk menyatakan berbagai kondisi selama pelaksanaan suatu program. Bit 0, 2, 4, 6, 7, dan 11 berisi flag-flag status yang menyatakan hasil operasi-operasi program. Bit 8 sampai 10 berisi flag-flag pengendali, bit 1, 3, 5, dan 12 sampai 15 tidak dipergunakan.

Page 16: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 16

Tabel 3 Flag Register dan Instruction Pointer

• Instruction Pointer dipergunakan untuk melokasikan posisi dalam Code Segment pada saat yang bersangkutan, maka suatu alamat 20-bit tertentu dalam segment tersebut dilokasikan dengan menggunakan IP sebagai offset dari CS.

Page 17: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 17

4. Segment Register

Daerah-daerah memory yang disediakan bagi program, data dan stack dialamatkan secara terpisah, walaupun daerah-daerah ini mungkin saja saling bertumpang tindih. Pada setiap saat tersedia empat blok memori yang dapat dialamatkan, yang dinamakan segment dan masing-masing panjangnya 64K

Page 18: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 18

Tabel 4 Segment Register

• Register-register segment yang disediakan yaitu CS, DS, SS dan ES yang masing-masing dipakai untuk menunjukkan keempat segment memory yang dapat dialamati : Code Segment, Data Segment, stack Segment dan Extra Segment

Page 19: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 19

• Lokasi memory tertentu dalam suatu segment dialamatkan dengan menambahkan suatu nilai offset kepada register segment yang bersangkutan. Sebagai contoh, alamat instruksi program berikutnya yang harus dilaksanakan dihitung dengan menambahkan nilai Instruction Pointer kepada nilai Code Segment (CS). Akan tetapi, suatu lokasi memory harus dialamatkan dengan suatu nilai alamat 20-bit, sedangkan CS maupun IP hanya berisi nilai-nilai 16-bit. Oleh karena itu alamat sepenuhnya dihitung dengan menggeser isi register CS empat bit ke kiri dan mereset bit 0 sampai 3 ( sama saja dengan mengalikan CS dengan 16), kemudian menambahkan nilai 16-bit yang terkandung dalam IP.

Page 20: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 20

• Lokasi-lokasi dalam ketiga segmenet yang lain dapat dihitung dengan cara yang sama, sedangkan kombinasi register segment dan offset bergantung pada jenis operasi yang sedang dilaksanakan.

• Secara umum, jika tidak ditentukan oleh pemakai, maka akan berlaku aturan-aturan ;

• Jika dipakai offset BX, SI atau DI maka alamat operand diasumsikan berada dalam Data Segment (DS).

• Jika offset yang dipakai adalah SP atau BP, maka operand akan dianggap tersimpan dalam Stack Segment (SS).

• Sedang untuk instruksi string, untuk source (sumber) digunakan offset SI dengan Data Segment (DS), dan untuk destination (tujuan) dipakai offset DI dengan Extra Segment (ES).

Page 21: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 21

Page 22: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 22

Cara untuk menentukan address 20-bit dari

segment dan offset yang masing-masing 16-bit.

Page 23: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 23

Slot PC• ISA

Fungsi pin-pin pada slot ISA IMB PC

D0 – D7 (Data 0 – Data 7)

Data bus 8088, 8 bit, bidirectional.

Menandakan µP sedang melakukan pembacaan / penulisan memori.

Menandakan µP sedang melakukan pembacaan / penulisan rangkaian I/O

Page 24: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 24

ALE ( Address Latch Enable )

Menandakan AD0 – AD7 dan A8 – A19 µP 8088 berisi A0 – A19.

AEN ( Address Enable )

Saat aktif menandakan komputer sedang mengadakan memory refresh

Page 25: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 25

Rangkaian Interface output

Page 26: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 26

Rangkaian Interface input

Page 27: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 27

Bab 2

DASAR ANTARMUKA I/O

Page 28: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 28

Instruksi I/OInstruksi I/O lebih umum dikenal dengan 2 macam, IN bertujuan untuk membaca data pada alamat I/O dan OUT digunakan untuk memindahkan data ke peranti I/O.

Page 29: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 29

• Peranti masukan dasaradalah buffer three state. Semua peranti

masukan disimpan dalam buffer sehingga data I/O yang dihubungkan hanya ke bus data selama melaksanakan instruksi IN.

Page 30: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 30

Peranti keluaran dasar • Menggunakan latch untuk melindungi data keluaran

selama pelaksanaan instruksi OUT. Hal ini diperlukan karena data tampak pada bus data selama kurang dari 100 ns untuk instruksi OUT, dan sebagian besar peranti keluaran memerlukan data untuk waktu yang lebih lama.

Page 31: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 31

HandshakingMerupakan kerja dari dua peranti yang bebas

yang mensinkronisasikan dengan beberapa line kontrol. Sebagai contoh, komputer bertanya kepada printer jika printer sibuk dengan memasukkan sinyal BUSY dari printer. Jika tidak sibuk, komputer mengeluarkan data ke printer dan memberitahukan kepada printer bahwa data tersedia dengan sinyal strobe data (DS).

Pengkodean alamat dari gerbang I/O• Pengkodean alamat dari gerbang I/O adalah

sama dengan pengkodean dari alamat memori, khususnya untuk peranti memori-mapped I/O. Perbedaan antara pengkodean memori dan pengkodean isolated I/O adalah jumlah dari pin-pin alamat yang dihubungkan dengan dekoder.

• Kita mengkodekan A32-A0, A23-A0, atau A19-A0 untuk memori dan A15-A0 untuk isolated I/O.

Page 32: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 32

Pengkodean Alamat I/O 8-bit• Perintah tetap I/O menggunakan 8-bit dari alamat

gerbang I/O yang terlihat pada A15-A0 sebagai 0000H-00FFH. Embedded System seringkali menggunakan alamat 8-bit. Jika alamat dikodekan sebagai sebuah alamat yang mempunyai 8-bit, tidak dapat memasukkan peranti I/O yang menggunakan alamat sebesar 16-bit.

Page 33: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 33

Pengkodean Alamat I/O 16-bit • Pada alamat I/O 16-bit ada 8 jalur alamat tambahan (A15-

A8). Gerbang NAND mendekodekan 8-bit pertama dari gerbang alamat I/O (A15-A8) sehingga membangkitkan sebuah sinyal untuk mengenable PAL 16L8 hanya untuk beberapa alamat I/O antara EF00H dan EFFFH. Selanjutnya PAL16L8 akan mendekodekan alamat I/O untuk menghasilkan 8 keluaran rendah dari strobe EFF8H-EFFFH

Page 34: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 34

PORT I/O 8-BIT DAN 16-BIT• Dekoder port I/O sama seperti dekoder alamat

memori, kecuali yang tadinya pendekodean seluruh alamat, sekarang dekoder port I/O hanya mendekodekan alamat 16-bit pada instruksi port variabel dan sering nomor port 8-bit pada instruksi I/O tetap.

Page 35: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 35

PORT I/O 8-BIT DAN 16-BIT

Page 36: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 36

PORT I/O 8-BIT DAN 16-BIT

Page 37: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 37

PORT 32-BIT• Rangkaian pada gambar dibawah menggambarkan sebuah

port masukan 32-bit untuk mikroprosessor 80386SX atau 80486. Seperti antarmuka sebelumnya, rangkaian ini menggunakan PAL tersendiri untuk mendekodekan port I/O dan empat buah buffer 74LS244 untuk menghubungkan data I/O ke bus data. Port I/O dikodekan oleh saluran ini sebesar 8-bit pada port 70H-73H. Kita hanya melakukan pendekodean pada alamat port I/O 8-bit.

Page 38: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 38

Bab 3

PROGRAMMABLE I/O (PPI 8255)

Page 39: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 39

• Untuk hubungan input-output dengan dunia luar, maka komputer memerlukan suatu interface. Dan pada penulisan ini diperkenalkan penggunaan suatu jenis IC (integrated Circuit) yang sudah umum dipakai, yaitu IC 8255. IC ini adalah suatu Programmable Peripheral Interface (PPI), yang Input atau Outputnya dapat diprogram sesuai dengan keinginan pemakai. Dengan demikian akan didapatkan suatu fleksibilitas yang cukup tinggi

Page 40: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 40

Page 41: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 41

Dalam pengoperasian PPI, dapat dibedakan atas 3 mode operasi dasar yang dapat dipilih melalui software, yaitu :

• Mode 0 (Basic I/O)

Konfigurasi operasi ini menyediakan operasi-operasi sederhana untuk input dan output bagi ketiga buah port yang ada. Tidak ada sinyal handshaking yang bisa diberikan ataupun diterima, melainkan data secara sederhana dikirim dan dibaca dari port.

Page 42: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 42

• Mode 1 (Strobed I/O)

Konfigurasi operasi ini menyediakan fasilitas untuk transfer data I/O dari dan ke port tertentu dengan dilengkapi oleh sinyal handshaking. Dalam hal ini port A dan port B digunakan sebagai transfer data, sedangkan port C sebagai pembangkit sinyal handshaking.

• 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-nya.

Page 43: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 43

• Ketika PPI mendapat sinyal reset, maka semua port diset menjadi mode input (ke 24 jalur menjadi high impedance). Setelah dilakukan inisialisasi pasa IC 8255 tersebut, maka port-port tersebut dapat ditentukan apakah berfungsi sebagai input atau output dan sebagainya.

Page 44: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 44

Inisialisasi IC 8255• mengirimkan Control Word (CW)

Page 45: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 45

Pemakai dapat menentukan mode PPI sekaligus fungsi dari tiap port, apakah sebagai input atau output.

Contoh program untuk inisialisasi IC 8255

Connector PPI :• Port A 300h• Port B 301h• Port C 302h• Port CW 303h

berfungsi sebagai mode 0, dengan port A dan Port C sebagai input serta Port B sebagai output. Disini dipakai connector PPI.

Page 46: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 46

Control Word yang harus dikirim supaya IC 8255 dapat berfungsi

Page 47: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 47

Sehingga program untuk melakukan inisialisasi :• MOV AL, 10011001b• MOV DX, 303h• OUT DX, AL

Kemudian program dapat dilanjutkan dengan melakukan pembacaan pada port A, misalnya. Atau bisa juga memberikan output ke port B. Berikut ini contoh untuk melakukan pembacaan input dari port A.

• MOV DX, 301h• IN AL, DX

Page 48: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 48

• Didalam program tersebut terlihat instruksi-instruksi IN dan OUT yang memegang peranan penting dalam pengiriman data ke dalam dan ke luar sistem komputer. Instruksi OUT DX,AL berarti mengirimkan data yang berada di AL ke alamat port yang tersimpan di DX. Sedangkan IN AL,DX berarti membaca data dari port yang alamatnya tersimpan di DX kemudian menyimpan data tersebut di AL.

Page 49: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 49

Contoh – contoh instruksi I/O

1. Assembler– Output :

» mov dx, 300h» Mov al, 45h» Out dx, al

– Input :» mov dx, 301h» In al, dx

Page 50: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 50

2. Pascal– Output :

• Port[$301]:=$50; {kirim data 50h ke port B}

– Input :

• C:=Port[$302]; {baca data dari port C}

3. C– Output :

• Outportb(0x0300,25); {kirim data 25h ke port A}

– Input :

• D:=inportb(0x0302]; {baca data dari port C}

4. Basic– Output :

• Out 0x0378,D; {kirim data di variabel D ke port paralel (DP)

– Input :

• B:=inp (0x0379]; {baca data dari port paralel (PS)

Page 51: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 51

Contoh program• Program lampu berjalan;

uses crt, dos;

label comeback;

var I: integer; data: byte;tanya: Char;

begin

comeback:

port[$303]:=$80;

port[$303]:=0;

port[$303]:=0;

port[$303]:=0;

data:=1;

for i:=1 to 8 do

begin

port[$300]:=data;

data:=data shl 1;

delay (1000);

end;

port[$300]:=0;

data:=1;

for i:=1 to 8 do

begin

port[$301]:=data;

data:=data shl 1;

delay (1000);

end;

port[$301]:=0;

data:=1;

for i:=1 to 8 do

begin

port[$302]:=data;

data:=data shl 1;

delay (1000);

end;

port[$302]:=0;

Writeln (‘you comeback again (Y/N)?);

Readln (tanya);

If upcase (tanya)=‘Y’ then goto comeback;

Readln;

End.

Page 52: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 52

Rangkaiannya

Page 53: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 53

Contoh percobaan5.1 Percobaan 1

Tujuan : Mempelajari mode input/output dasar atau mode 0 pada PPI 8255.

Alat : - 1 buah Komputer IBM PC

1 buah Modul Interface - 1 set Connector - 1 buah Modul Led dan saklar

Teori : Konfigurasi operasi pada mode 0 menyediakan operasi-

operasi sederhana untuk input dan output bagi ketiga buah port yang ada. Tidak ada sinyal handshaking yang bisa diberikan ataupun diterima, melainkan data secara sederhana dikirim dan diterima dari port.

Adapun contoh program untuk inisialisasi 8255 sehingga dapat berfungsi sebagai mode 0, dengan port C sebagai input dan port A dan Port B sebagai output.

Page 54: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 54

• Dimana Control Word yang harus dikirim supaya 8255 dapat berfungsi adalah:

• Dimana, penulisan dalan softwarenya: MOV AL,10001001BMOV DX,303HOUT DX,ALKemudian program dapat dilanjutkan dengan melakukan penulisan

pada port A dan port B, yaitu:MOV DX,301hMOV AL,10101010bOUT DX,AL

dan pembacaan data pada Port C, adalah:MOV DX,302hIN AL,DX.

Page 55: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 55

Didalam program tersebut terlihat instruksi OUT yang memegang peranan penting dalam pengiriman data ke luar sistem komputer dan instruksi In untuk pembacaan data dari luar sistem komputer.

• Prosedur:1. Pasanglah modul interface pada salah satu slot IBM PC.2. Hubungkan modul saklar dan led dengan Card

Interface.3. Nyalakan Komputer4. Minta tugas pada asisten5. Lakukan percobaan.

Page 56: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 56

BAB 4

HUBUNGAN DENGAN PERALATAN ANALOG

Page 57: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 57

SISTEM ANALOG • Suatu sistem digital dengan masukan analog

dan keluaran analog

Page 58: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 58

PENGUBAH D/A• Diagram blok dari suatu pengubah D/A

Page 59: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 59

PENGUBAH D/A DASAR• Suatu rangkaian pengubah D/A

Page 60: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 60

Contoh Rangkaian DAC

Page 61: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 61

PENGUBAH A/D • Diagram blok pengubah A/D

Page 62: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 62

PENGUBAH A/D • Diagram blok dari suatu pengubah A/D jenis-

pencacah tanjakan

Page 63: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 63

Contoh Rangkaian ADC

Page 64: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 64

VOLTMETER DIGITAL DASAR

Diagram blok suatu voltmeter digital

Page 65: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 65

Diagram blok suatu voltmeter digital

Page 66: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 66

PENGUBAH A/D LAINDiagram blok pengubah A/D jenis tanjakan

Page 67: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 67

Diagram blok pengubah A/D jenis pendekatan urutan

Page 68: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 68

PENGUKUR CAHAYA DIGITAL • Diagram kawat untuk rangkaian pengukur

cahaya digital yang menggunakan keluaran biner

Page 69: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 69

PENGUKUR CAHAYA DIGITAL • Diagram kawat untuk rangkaian pengukur

cahaya digital yang menggunakan keluaran desimal

Page 70: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 70

BAB 5

PIC 8259(Programmable Interrupt

Controller)

Page 71: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 71

Ada 2 cara melayani sinyal trigger dari piranti luar:

InterupsiPolling

Interupsi:subrutin dijalankan jika ada

trigger dari luar piranti Polling:

μP menanyakan pada piranti-piranti luar, secara bergilir, apakah ada tugas.

Page 72: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 72

Ada 2 macam interupsi:

• Software: (contoh Int 65h)– Digunakan untuk melayani kondisi tertentu pada

software yang sedang berjalan.

• Hardware:– Digunakan untuk melayani trigger dari luar.

PIC 8259 mempunyai 8 masukan interupsi yaitu:

IRQ0 sampai dengan IRQ7

Page 73: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 73

Tabel masukan interupsi 8259Request Interrupt Prioritas

IRQ 0 Type 8 Timer Tertinggi

IRQ 0 Type 9 Keyboard Ke-2

IRQ 0 Type A Kosong Cadang AT

IRQ 0 Type B Komunikasi serial ke-2

Ke-4

IRQ 0 Type C Komunikasi serial ke-1

Ke-5

IRQ 0 Type D Fixed Disk Ke-6

IRQ 0 Type E Disk Drive Ke-7

IRQ 0 Type F Printer Terendah

Page 74: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 74

PIC 8259 mempunyai 4 register:

Interrupt Request Register (IRR):– 8-bit data internal yang setiap bitnya mewakili

masing-masing IRQ#.

Priority Resolver (PR):– Menentukan prioritas bagi setiap bit IRQ yang ada.

In Service Register (ISR):– Menyimpan data IRQ# yang sedang dilayani

permintaannya.

Interrupt Mask Register (IMR):– Menyimpan data IRQ# yang di-mask (non-aktif) dan

unmask (aktif)

Page 75: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 75

Fungsi pin-pin PIC 8259:

D7 – D0 : data bus

RD : Proses pembacaan, Aktif low

WR : Proses penulisan, aktif low

A0 :

CS : chip select

CAS0-CAS2: perluasan PIC

A0 Address

0 20h

1 21h

Page 76: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 76

Inisialisasi: Ada 2 data inisialisasi yaitu ICW dan OCW.

1. Initialization Control Word (ICW):

menyiapkan piranti agar dapat menerima satu interrupt atau lebih.

ICW1:

A0 : alamat internal tujuan pengiriman ICW1

A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

0 A7 A6 A5 1 LTIM ADI SNGL IC4

Page 77: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 77

D7-D5: untuk sistem µP 8085D4: harus diberi logika 1D3 = 0, melayani permintaan

interrupt jika IRQ# berubah dari 0 ke 1.

D2 = 0, karena tidak dipakai di µP 8088

D1 : 0 bila beroperai dalam perluasan

D1 = 1 karena µP 8088 perlu ICW4 ICW2:

Nomor tipe interupsi, misalkan. ICW2 diberi nomor tipe 8h maka IRQ0 = 8h dan lalu IRQ1=9h dan seterusnya.

Page 78: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 78

A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

1 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T0

A0 =1, alamat ICW2.D7 – D0 : diisi data tipe interupsi IRQ0.

ICW3:Mode kaskade, kalau PIC dalam operasi single, ICW3 ini

tidak digunakan.

ICW4:A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

1 0 0 0 SFNM BUF M/S AEOI μPM

Page 79: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 79

KONTROLER INTERUPSI DAPAT DIPROGRAM 8259AKONTROLER INTERUPSI DAPAT DIPROGRAM 8259A

Berfungsi untuk menambah delapan interrupt yang prioritasnya dienkode dan divektorkan pada mikroprosesor.

Pin-pin pada PIC 8259A :D7 – D0 : hubungan data bidireksionalIR7 – IR0 : input permintaan interrupt (interrupt request)WR : input writeRD : input readINT : output interruptINTA : Interrupt AcknowledgeA0 : input alamat A0CS : chip selectSP/EN : Slave program / enable bufferCAS2-CAS0 : jalur cascade

Page 80: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 80

Menghubungkan satu 8259A

Page 81: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 81

Cascading 8259A

Page 82: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 82

Contoh Pemrograman 8259A

Prog-rammable interrupt controller 8259A yang dihubungkan ke programm-able communications controller 16550. Kedua alat ini diantarmukakan ke bus data mikroprosesor 8088.

Page 83: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 83

BAB 6

PIT 8253(Programmable Interrupt

Timer)

Page 84: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 84

Fungsi:

Pembagi frekuensiMonostabil Multivibrator

Memiliki:3 buah counter internal ynag

msing-masing, mempunyai: 1 buah input clock 1 gate pengendali sebuah output

Page 85: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 85

Fungsi pin-pin PIT 8253:

D7 – D0 : data bus

RD : Proses pembacaan, Aktif low

WR : Proses penulisan, aktif low

A0 – A1 :

CS : chip select

A0 A1

0 0 Access counter 0

0 1 Access counter 1

1 0 Access counter 2

1 1 Access reg. control

Page 86: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 86

Inisialisasi: 8-bit

Setiap counter harus diinisialisasi secara terpisahControl word

SC – Select Counter (D7-D6)

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

SC1 SC0 RW1 RW0 M2 M1 M0 BCD

SC1 SC0

0 0 Select Counter 0

0 1 Select Counter 1

1 0 Select Counter 2

1 1 Read Back

Page 87: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 87

Read Back:

melihat status counter setelah inisialisasi tapi hanya terdapat pada PIT 8254

RW – Read/Write (D5-D4):

Metoda pembacaan data oleh counter.

Counter latch:

digunakan bersamaan dengan fasilitas read back pada PIT 8254

RW1 RW0

0 0 Counter Latch

0 1 R/W LSB Only

1 0 R/W MSB Only

1 1 R/W LSB then MSB

Page 88: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 88

M – Mode (D3-D1):Mode 3 adalah:

• sebagai pembagi frekuensi terprogram.• Lebih sederhana dan memiliki penerapan yang luas.

M2 M1 M0

0 0 0 Mode 0 - Interrupt on terminal counter

0 0 1 Mode 1 – Hardware one shot

X 1 0 Mode 2 – Pulse Generator

X 1 1 Mode 3 – Square Wave Generator

1 0 0 Mode 4 – Software Triggered Strobe

1 0 1 Mode 5 – Hardware Triggered Strobe

Page 89: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 89

BCD (D0):

• Contoh:

Sebuah PIT 8253 memperoleh masukan clock dengan frekuensi sebesar 1,19 MHz di semua counter. Diperlukan keluaran dengan frekuensi sebesar 47,6 khz pada counter 0

D0

0 Binary Counter : 00 s/d FF

1 Decimal Counter : 00 s/d 99

Page 90: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 90

Jawab:• Counter 0 harus diinisialisasi sebagai pembagi

frekuensi dengan nilai pembagian sebesar 1,19 MHz : 47,6 khz = 25.

Maka komposisi control word atau data inisialisasi:00 01 111 1 = 1Fh

Ket: D7 dan D6 = 00 (counter 0) D5 dan D4 = 01 yang berarti R/W LSB Only D3 s/d D1 = 111 (mode 3) D0 = 1 (nilai pembagi counter dikirim dalam sistem

decimal).

Page 91: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 91

Program inisialisasinya:

; mengirim control wordmov dx,address_register_kontrolmov al,1Fhout dx,al

; mengirim nilai pembagi frekuensi mov dx,address_counter_0

mov al,25hout dx,al

Setelah program di-execute maka counter 0 akan mengeluarkan clock dengan frekuensi 47,6 khz.

Page 92: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 92

APLIKASI Sampling Sinyal Suara

Page 93: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 93

Blok diagram sampling sinyal suara

Hardware

Page 94: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 94

Rangkaian PPI 8255

Page 95: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 95

Rangkaian Penguat mikropron dan filter

Page 96: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 96

Rangkaian ADC 0804

Page 97: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 97

Rangkaian DAC 0808

Page 98: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 98

Software

Konversi ADC

Page 99: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 99Flow Chart program

Page 100: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 100Flow Chart program(Lanjutan)

Page 101: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 101

Pengujian

Program untuk PPI 8255

Page 102: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 102Program untuk ADC

Page 103: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 103

Program untuk DAC

Page 104: Teori Antarmuka Elektronika Digital

Elektronika Digital Nov 2005 104

DAFTAR PUSTAKA – Arianto Widyatmo dkk, 1994, “Belajar Mikroprosesor dan

mikrokontroler melalui Konputer PC”, PT Elex Media Komputindo, Jakarta

– Barry B. Brey, 2001, “Mikroprosesor Intel”, Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

– Darwison, 2003, “Panduan Praktikum Elektronika Digital (Interface)”, Padang.

– Tim penelitian & pengembangan wahana komputer, 2000, “Protel Schematic Design for Windows”, Wahana komputer, Semarang

– Soetikno, 1994, “Pratikum Elektronika Lanjutan II”, Lab Mikroelektronika, Teknik Elektro ITS, Surabaya.