Soal 2 - UTS Mikro

 

 


Soal 2

 1.Tujuan[kembali]

Rancanglah dan simulasikan suatu rangkaian aplikasi(Tidak boleh sama dengan kelompok lain) sederhana sistem minimum 8086 yang terdiri dari:

  • uP 8086
  • RAM 6264 
  • ROM 27128
  • PPI 8255 
  • Input switch dan output led 
  • serta komponen pendukung lainnya

 2.Alat dan Bahan[kembali]

Komponen yang digunakan adalah: 

  • uP 8086








  • RAM 6264






 

 

  • ROM 27128








 

 

  • 8255

 

  •  Switch


 

  • LED 



 



 3.Dasar teori[kembali]

        IC 8255A

IC 8255A adalah IC programmable peripheral interface (PPI) yang dirancang untuk bekerja dengan tegangan sumber +5 volt DC. IC ini memiliki 24 pin, dengan 16 pin untuk input/output, empat pin untuk kontrol, dan empat pin untuk sumber daya.




Spesifikasi dari IC 8255A:

Arsitektur: 8 bit
Port: 3 buah port 8 bit
Mode operasi: 3 mode
Frekuensi operasi: 0 hingga 10 MHz
Kekuatan: 5 V
Proses pembuatan: NMOS

Konfigurasi PIN

Konfigurasi PIN :

Pin 1-4: VCC (tegangan suplai) 
Pin 5-6: GND (tegangan nol) 
Pin 7: RESET (reset) 
Pin 8: CS (chip select) 
Pin 9-10: A0-A1 (alamat bus)
Pin 11-18: D0-D8 (data bus)
Pin 19: INT (interrupt) 
Pin 20: MODE (mode) 
Pin 21: INH (input enable) 
Pin 22: OBF (output buffer full) 
Pin 23: IBF (input buffer full) 
Pin 24: WR (write) 
Pin 25: RD (read) 
Pin 27-30: PA0-PA7 (port A)
Pin 31-36: PB0-PB7 (port B)
Pin 37-40: PC0-PC7 (port C)

Prinsip kerja IC 8255A adalah berdasarkan prinsip PPI. Dalam PPI, data input dapat diubah menjadi data output, atau data input dapat digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik.

Pada IC 8255A, data input/output dapat dikonfigurasi ke dalam berbagai mode, seperti:

  • Mode Input: Mode Input memungkinkan data input dari peralatan elektronik untuk dibaca oleh mikroprosesor.
  • Mode Output: Mode Output memungkinkan data output dari mikroprosesor untuk ditulis ke peralatan elektronik.
  • Mode Bidirectional: Mode Bidirectional memungkinkan data input/output dikonfigurasikan secara dinamis.

Penggunaan IC 8255A

IC 8255A dapat digunakan untuk berbagai keperluan, antara lain:

  • Membangun rangkaian input/output
  • Mengontrol peralatan elektronik
  • Membangun rangkaian logika

Berikut adalah beberapa contoh penggunaan IC 8255A:

  • Dalam sebuah sistem penghitung, IC 8255A dapat digunakan untuk membaca data dari sensor atau mengontrol peralatan elektronik.
  • Dalam sebuah mesin pengukur, IC 8255A dapat digunakan untuk menampilkan data ke layar atau mengontrol motor.
  • Dalam sebuah rangkaian logika, IC 8255A dapat digunakan untuk membangun rangkaian logika yang lebih kompleks.

- Light Emitting Code (LED)

  Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.


    Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.


Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)

Bentuk dan Simbol LED (Light Emitting Diode)


Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

Cara kerja LED (Light Emitting Diode)

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.

    LED adalah suatu perangkat semikonduktor yang menghasilkan cahaya saat diberikan arus listrik. Cahaya dihasilkan karena elektron-elektron dalam bahan semikonduktor bergerak antara tingkat energi yang berbeda dan melepaskan energi dalam bentuk foton cahaya. LED memiliki dua terminal: anoda (positif) dan katoda (negatif). Arus listrik mengalir dari anoda ke katoda dan menyebabkan cahaya dihasilkan. Warna cahaya yang dihasilkan oleh LED tergantung pada bahan semikonduktor yang digunakan. Contoh warna LED termasuk merah, hijau, biru, kuning, dan lainnya.

Spesifikasi:

   - Tegangan Operasi (V<sub>f</sub>): Tegangan yang dibutuhkan untuk menyalakan LED.

   - Arus Operasi (I<sub>f</sub>): Arus yang dibutuhkan untuk operasi normal LED.

   - Daya Operasi (P<sub>f</sub>): Daya yang dikonsumsi oleh LED saat beroperasi.

   - Efisiensi Luminositas: Rasio cahaya yang dihasilkan terhadap daya yang dikonsumsi.

   - Panjang Gelombang (λ): Panjang gelombang cahaya yang dihasilkan oleh LED.

Jenis-jenis LED

1. LED Berlian (Standard LED): Digunakan untuk indikator dan pencahayaan umum.

2. LED High Power: Menghasilkan cahaya yang lebih terang, sering digunakan dalam aplikasi penerangan.

3. LED RGB (Red, Green, Blue):Menggabungkan beberapa warna untuk menciptakan berbagai warna cahaya.

        Tegangan kerja LED adalah tegangan yang diperlukan untuk menyalakan LED. Tegangan kerja LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Arus kerja LED adalah arus yang mengalir melalui LED saat LED menyala. Arus kerja LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Luminansi LED adalah jumlah cahaya yang dipancarkan oleh LED. Luminansi LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Sudut pencahayaan LED adalah sudut di mana cahaya dari LED menyebar. Sudut pencahayaan LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Daya tahan LED adalah jumlah waktu yang dapat bertahan LED sebelum mulai melemah. Daya tahan LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Biaya LED bervariasi tergantung pada jenis LED.

LED memiliki berbagai keunggulan dibandingkan dengan lampu konvensional, termasuk:

    • Efisiensi energi: LED jauh lebih efisien daripada lampu konvensional, sehingga dapat menghemat energi.
    • Daya tahan: LED jauh lebih tahan lama daripada lampu konvensional, sehingga dapat menghemat biaya penggantian lampu.
    • Ukuran: LED dapat dibuat berukuran sangat kecil, sehingga dapat digunakan dalam berbagai aplikasi.
    • Warna: LED dapat menghasilkan berbagai warna, sehingga dapat digunakan untuk berbagai keperluan.


Logic State



    Gerbang logika atau logic State adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

    Status logika Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.

    Logic State merujuk pada kondisi atau keadaan suatu sirkuit logika pada suatu waktu tertentu. Dalam sistem digital, Logic State dapat berupa logika tinggi (1) atau logika rendah (0).

   Sistem logika digital umumnya menggunakan notasi biner, di mana 1 mengindikasikan logika tinggi (biasanya tegangan tinggi), dan 0 mengindikasikan logika rendah (biasanya tegangan rendah).

   Level logika tinggi dan rendah ditentukan oleh batas tegangan tertentu pada suatu sirkuit logika. Contoh, dalam sistem yang menggunakan tegangan 0-5V, mungkin level logika tinggi adalah di atas 2,5V, dan level logika rendah di bawah 2,5V.

Spesifikasi Logic State

1. Tegangan Logic High (V<sub>OH</sub>):  Nilai tegangan yang dianggap sebagai logika tinggi.

2. Tegangan Logic Low (V<sub>OL</sub>): Nilai tegangan yang dianggap sebagai logika rendah.

3. Arus Logic High (I<sub>OH</sub>): Arus yang mengalir saat output logika tinggi.

4. Arus Logic Low (I<sub>OL</sub>): Arus yang mengalir saat output logika rendah.


        Sirkuit logika dapat terdiri dari gerbang logika dasar (AND, OR, NOT) atau flip-flop yang membentuk sirkuit lebih kompleks. Konfigurasi sirkuit logika dapat menggabungkan gerbang logika untuk melakukan fungsi yang lebih kompleks.

        Logic state digunakan untuk mewakili data digital, seperti angka, huruf, dan simbol. Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari perangkat digital, seperti komputer, ponsel, dan mesin industri.

Dalam elektronika digital, terdapat dua logic state, yaitu logic 0 dan logic 1.

    • Logic 0 direpresentasikan oleh tegangan rendah, biasanya 0 volt atau 0,5 volt.
    • Logic 1 direpresentasikan oleh tegangan tinggi, biasanya 5 volt atau 2,5 volt.

Logic state dapat direpresentasikan dengan berbagai cara, termasuk:

    • Tegangan: Logic 0 direpresentasikan oleh tegangan rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh tegangan tinggi.
    • Arus: Logic 0 direpresentasikan oleh arus rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh arus tinggi.
    • Frekuensi: Logic 0 direpresentasikan oleh frekuensi rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh frekuensi tinggi.
    • Waktu: Logic 0 direpresentasikan oleh waktu rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh waktu tinggi.

Logic state digunakan untuk mewakili data digital. Data digital adalah data yang terdiri dari angka 0 dan 1. Data digital dapat digunakan untuk mewakili berbagai informasi, seperti angka, huruf, simbol, dan gambar.

Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari perangkat digital. Perangkat digital, seperti komputer, ponsel, dan mesin industri, menggunakan logic state untuk melakukan perhitungan, kontrol, dan komunikasi.

Berikut adalah beberapa contoh penggunaan logic state:

    • Dalam komputer, logic state digunakan untuk mewakili data digital, seperti angka, huruf, dan simbol. Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari komputer, seperti perhitungan, kontrol, dan komunikasi.
    • Dalam ponsel, logic state digunakan untuk mewakili data digital, seperti angka, huruf, dan simbol. Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari ponsel, seperti panggilan telepon, pengiriman pesan, dan akses internet.
    • Dalam mesin industri, logic state digunakan untuk mengendalikan operasi dari mesin, seperti mesin produksi, mesin pengolahan, dan mesin transportasi.

Logic state adalah konsep dasar yang penting dalam elektronika digital. Logic state digunakan untuk mewakili data digital, mengendalikan operasi dari perangkat digital, dan berbagai keperluan lainnya.


    Voltmeter

    Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan listrik dari dua titik potensial listrik. Pada peralatan elektronik, voltmeter digunakan sebagai pengawasan nilai tegangan kerja.

    Berdasarkan jenisnya, voltmeter dapat dibagi menjadi dua, yaitu:

      • Voltmeter Analog: Voltmeter analog adalah voltmeter yang menunjukkan hasil pengukurannya secara analog, yaitu dengan menggunakan jarum penunjuk. Voltmeter analog memiliki akurasi yang lebih rendah daripada voltmeter digital.
      • Voltmeter Digital: Voltmeter digital adalah voltmeter yang menunjukkan hasil pengukurannya secara digital, yaitu dengan menggunakan angka. Voltmeter digital memiliki akurasi yang lebih tinggi daripada voltmeter analog.

    Prinsip kerja voltmeter

    Prinsip kerja voltmeter adalah berdasarkan prinsip kerja galvanometer. Galvanometer adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur arus listrik.

    Voltmeter terdiri dari dua bagian utama, yaitu:

      • Galvanometer: Galvanometer adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur arus listrik.
      • Resistor: Resistor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk membatasi arus listrik.

    Pada voltmeter analog, galvanometer dihubungkan secara seri dengan resistor. Besarnya arus listrik yang mengalir melalui galvanometer akan sebanding dengan beda potensial yang diukur. Jarum penunjuk akan bergerak sesuai dengan besarnya arus listrik yang mengalir melalui galvanometer.

    Pada voltmeter digital, galvanometer dihubungkan secara paralel dengan resistor. Besarnya arus listrik yang mengalir melalui galvanometer akan sebanding dengan beda potensial yang diukur. Nilai beda potensial kemudian dikonversi menjadi angka digital dan ditampilkan pada layar.

    Cara menggunakan voltmeter

    Untuk menggunakan voltmeter, langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

      1. Hubungkan voltmeter ke sumber tegangan yang akan diukur.
      2. Atur skala pengukuran voltmeter sesuai dengan tegangan yang akan diukur.
      3. Baca hasil pengukuran pada layar voltmeter.


     IC 8086

    Prosesor 8086 dapat dihubungkan dengan bus alamat yang berukuran 20 bit,
    sehingga mampu mengalamati memori maksimal 220 = 1.048.576 byte (1 MB).
    Diagram blok arsitektur 8086 dapat dilihat pada Gambar . Mikroprosesor 
    8086 terbagi atas 2 unit, yaitu unit antarmuka bus (bus interface unit, 
    BIU) dan unit pengeksekusi (execution unit, EU).

    Mikroprosesor 8086 mempunyai 40 kaki (pin) yang masing-masing digunakan 
    untuk melewatkan sinyal tertentu. Setiap pin sinyal diberi nama berupa 
    mnemonic yang sesuai dengan fungsinya. Sistem komputer 8086 mempunyai 
    bus data selebar 16 bit dan bus alamat selebar 20 bit, sehingga dapat 
    mengalamati memori sampai dengan 220 atau 1 Mb. Untuk menghemat jumlah 
    pin, maka antara pin untuk data dan pin untuk alamat digabungkan dengan 
    diberi nama AD0-AD15 (dari kata address data), sedangkan 4 bit alamat 
    sisanya diberi nama A16-A19 (pin-pin ini juga digunakan untuk sinyal 
    status). 

    Terdapat juga pin-pin untuk catu daya yang disuplaikan, yaitu VCC dan 
    GND, masing-masing untuk tegangan catu daya dan pentanahan. Untuk dapat 
    bekerja, selain membutuhkan catu daya, mikroprosesor 8086 juga 
    memerlukan sinyal detak (clock) secara eksternal dengan frekuensi sampai
    10 MHz. Sinyal clock ini dilewatkan ke pin CLK yang ada pada kaki nomor
    19. 

    Pin-pin lainnya digunakan untuk sinyal kendali. Mikroprosesor 8086 dapat
    digunakan dalam 2 mode, minimum dan maksimum, yang masing-masing 
    menggunakan pin kendali secara berbeda. Mode ini ditentukan dengan 
    memberi nilai pada pin MXMN/ ( ) 1 , nilai 1 (dihubungkan dengan Vcc) 
    untuk mode minimum dan nilai 0 (ditanahkan) untuk mode maksimum. 
    Kebanyakan aplikasi menggunakan mode minimum. Pada mode ini, nama pin 
    yang dipakai pada kaki nomor 24 sampai dengan 31 adalah yang berada di 
    dalam tanda kurung (sebelah kanan)

    Sinyal RESET digunakan untuk memerintah mikroprosesor agar melakukan 
    inisialisasi dengan cara memberi nilai 0 pada register DS, SS, ES, IP, 

    dan flag; serta nilai $FFFF untuk CS( ) 2 . Pin INTR dan NMI digunakan 
    untuk menginterupsi kerja mikroprosesor. Jika ada sinyal pada kedua pin 

    itu, maka mikroprossor akan menghentikan eksekusi program yang sedang 
    dijalankannya, kemudian menjalankan subrutin sesuai yang dikehendaki, 

    dan setelah selesai kembali ke tempat semula di mana program 
    diinterupsi. Sinyal INTR (interrupt) berupa permintaan untuk melakukan 

    interupsi yang dapat dianulir /tidak dipenuhi jika flag IF direset, 
    sedangkan sinyal NMI (non maskable interrupt) tidak 

    dapat ditutup/ditolak, artinya interupsi harus dilakukan. Pin INTA 
    (interrupt acknowledge) digunakan oleh mikroprosesor untuk menjawab 

    bahwa permintaan interupsi dari sinyal INTR dapat diterima/dijalankan

    Pin
    IO M/ (memory/IO), RD (read), dan WR (write) digunakan untuk 
    mengendalikan memori dan port pada saat pemindahan data. Sinyal IO M/ 
    digunakan untuk memilih apakah memori atau port yang akan diakses oleh 
    mikroprosesor. Jika hendak menghubungi memori, maka mikroprosesor 
    memberi nilai tinggi (1) pada sinyal ini 
    dan jika port yang hendak diakses maka sinyal ini diberi nilai rendah 
    (0). Sinyal RD akan diaktifkan (bernilai rendah) jika operasi yang 
    dilakukan adalah membaca, yaitu transfer 
    data dari memori/port ke mikroprosesor. Sementara sinyal WR digunakan 
    untuk menulis, 
    tranfer data dari mikroprosesor ke memori/port, jika aktif. 
    Sinyal-sinyal lain adalah R DT/ (data transmit/receive), DEN (data 
    enable), ALE (address latch enable), dan BHE (bus high enable) yang akan
    dibahas kemudian.

    Switch

    Spesifikasi



    IC ROM 27128

     


          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

    Spesifikasi:

    1. Kapasitas Memori: 16 KiloBytes (16 KB)
    2. Jenis: EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory)
    3. Tegangan Operasi: 5V

    Kegunaan:

    1. Digunakan untuk menyimpan program atau firmware yang tidak boleh berubah selama penggunaan biasa.
    2. Data pada ROM dapat dihapus dengan sinar UV dan diprogram ulang.

    Prinsip Kerja:

    1. ROM berisi kode program yang digunakan oleh mikroprosesor untuk menjalankan instruksi.
    2. Data pada ROM hanya dapat dibaca oleh sistem, tidak dapat diubah selama operasi.




    - IC RAM 6264
      1. Spesifikasi: RAM 6264 juga merupakan tipe SRAM dengan konfigurasi 8K x 8-bit, sehingga memiliki kapasitas 4096 byte data.
      2. Prinsip Kerja: Sama seperti SRAM lainnya, RAM 6232 mempertahankan data selama daya tersedia tanpa memerlukan penyegaran. Data dapat diakses secara acak.
      3. Kegunaan: Biasanya digunakan sebagai memori sementara atau cache di sistem yang memerlukan akses data cepat.

     4.Percobaan[kembali]


    Prinsip kerja dari rangkaian di atas adalah, terlebih dahulu Prinsipnya, pertama mikroprosesor 8086 melakukan pengalamatan untuk mengakses I/O. IC 8255 sebagai Programmable Peripheral Interface untuk segala input atau output. Setelah mikroprosesor melakukan pengalamatan untuk membaca data sensor suhu, kemudian input switch di on kan. Data input dari switch, kemudian akan masuk ke PPI IC 8255 Port A sebagai Port input, kemudian di simpan sementara di rangkaian Latch Buffer. Decoder (RAMROM) IC 74LS138 untuk mengelola pengalamatan RAM dan ROM. yang kemudian RAM dan ROM akan menginstruksikan program yang telah di input pada mikroprosesor 8086. program dengan Perintah write ini akan diteruskan ke PPI 8255A setelah rangkaian Latch dan Buffer mengatur arus/jalur data agar tidak bentrok. Ketika pin Write dari Decoder IC 74LS138 aktif maka PPI 8255 dengan pin kontrol A0 A1 akan menentukan Port B sebagai Port Output dengan sehingga LED dapat menyala.

     5.Video[kembali]




     6.Download[kembali]





    Komentar

    Posting Komentar