Pengenalan Mikroprosessor
MICROPROSESSOR
Mikroprosesor
adalah suatu chip (IC = Integrated Circuits) yang didalamnya terdapat rangkaian ALU (arithmetic-logic unit), rangkaian CU
(control unit), dan register-register.
Beberapa jenis mikroprosessor yaitu:
1.
Microprosessor
8085
Mikroprosessor 8085 mempunyai
10 buah register yang dapat diisi oleh programmer
secara langsung, dimana 6 buah register ini dapat
disusun membentuk 6 buah register 8 bit atau 3 buah register 16-bit. 4 Register
yang lain adalah merupakan register khusus yang disusun seperti pada gambar.
Intel 8085
merupakan mikroprosesor kelanjutan dari mikroprosesor sebelumnya yang sangat
sukses di pasaran, yaitu mikroprosesor Intel 8080A. Diberikan nama 8085 karena
mikroprosesor ini merupakan mikroprosesor pertama Intel yang hanya memerlukan
tegangan 5 volt. Mikroprosesor 8085 100% sesuai secara software dengan
mikroprosesor 8080A dengan peningkatan kinerja sistem. Mikroprosesor 8085 awal
dibuat berdasarkan teknologi NMOS dan kemudian versi “H” yang berdasarkan pada
teknologi HMOS.
Mikroprosesor 8085
menyertakan semua fitur chip 8224 sebagai pembangkit clock dan chip 8228
sebagai pengontrol sistem sehingga meningkatkan level penyatuan sistem.
Mikroprosesor 8085 jika disatukan dengan chip RAM 8156 dan ROM/PROM 8355/8755
akan menjadikannya sebuah sistem yang lengkap. Mikroprosesor 8085 menggunakan Bus
Data termultipleks dan membutuhkan dukungan chip 825X-5. Alamat terbagi dua menjadi
bus alamat 8-bit dan bus data 8-bit. Pengunci alamat dalam chip dari chip
memori 8155/8355/8755 menjadikannya dapat langsung berhubungan dngan
mikroprosesor 8085. Mikroprosesor Intel 8085 digunakan pada komputer Radio
Shack TRS-80 Model 100 dan 200 serta pada CompuPro 8/16.
Arsitektur Microprosesor 8085
1.1
Memori
Memori program,
data dan stack menempati ruang memori yang sama. Ukuran memori keseluruhan yang
dapat dialamati adalah 64 KB. Memori program-program bisa berlokasi dimanapun
dalam memori. Instruksi lompatan, pencabangan dan pemanggilan menggunakan
alamat 16-bit, dimana instruksi-instruksi tersebut dapat digunakan untuk
melompat/ bercabang ke manapun dalam lokasi memori 64 KB. Semua instruksi
lompatan/ pencabangan menggunakan pengalamatan absulot.
Memori data prosesor
selalu menggunakan alamat 16-bit sehingga data dapat ditempatkan dimana saja. Memori
stack hanya dibatasi oleh ukuran memori. Stack tumbuh ke arah bawah. 64 byte
pertama dari halaman memori nol hendaknya dicadangkan sebagai vektor yang akan
digunakan oleh instruksi RST.
1.2
Interupsi
Prosesor memiliki
5 interupsi. Interupsi-interupsi tersebut dijelaskan di bawah ini sesuai dengan
prioritasnya (dari prioritas terendah ke prioritas tertinggi):
a.
INTR adalah jenis
interupsi yang sesuai dengan interupsi maskable 8080A. Ketika terjadi
interupsi, prosesor mengambil satu buah instruksi dari bus yang ada.
b.
RST5.5 adalah
interupsi maskable. Ketika interupsi diterima prosesor menyimpan isi register
PC ke dalam stack dan mengambil alamat 2Ch (hexadecimal).
c.
RST6.5 adalah
interupsi maskable. Ketika interupsi diterima prosesor menyimpan isi register
PC ke dalam stack dan berpindah ke alamat 34h (hexadecimal).
d.
RST7.5 adalah
interupsi maskable. Ketika interupsi diterima prosesor menyimpan isi register
PC ke dalam stack dan berpindah ke alamat 3Ch (hexadecimal).
e.
Trap adalah
interupsi non-maskable. Ketika interupsi diterima prosesor menyimpan isi
register PC ke dalam stack dan berpindah ke alamat 24h (hexadecimal).
1.3
Port I/O
a.
256 port input
b.
256 port output
1.4
Register
Akumulator atau
register A merupakan sebuah register 8-bit yang digunakan dalam operasi
aritmatika, logka, I/O dan operasi muat/simpan (load/store). Flag adalah sebuah
register 8-bit yang terdiri atas 5 flag 1-bit:
a.
Tanda (Sign) –
di-set jika bit tertinggi hasil di-set.
b.
Nol (Zero) –
di-set jika hasilnya nol.
c.
Auxiliary carry –
di-set jika ada pengambilan dari bit 3 sampai bit 4 dari hasil.
d.
Parity – di-set
jika paritas (jumlah set bit dalam hasil) genap.
e.
Carry – di-set
jika terjadi pengambilan selama penambahan atau peminjaman selama
pengurangan/perbandingan.
1.5
Register Umum
a.
Register B 8-bit
dan C 8-bit bisa digunakan sebagai pasangan register BC 16-bit. Ketika
digunakan sebagai pasangan register C berisi byte rendah. Beberapa instruksi
menggunakan register BC sebagai penunjuk data.
b.
Register D 8-bit
dan E 8-bit bisa digunakan sebagai pasangan register DE bit. Ketika digunakan
sebagai pasangan register E berisi byte orde rendah. Beberapa instruksi
menggunakan pasangan register DE sebagai penunjuk data.
c.
Register H 8-bit
dan L 8-bit bisa digunakan sebagai pasangan register HL 16-bit. Ketika
digunakan sebagai pasangan register L berisi byte orrde rendah. Register HL
biasanya berisi penunjuk data ke alamat memori referensi.
d.
Stack pointer
adalah register 16 bit. Register ini selalu ditambah atau dikurangi dengan 2.
e.
Pencacah Program
merupakan register 16-bit.
1.6
Kumpulan Instruksi
Kumpulan instruksi
mikroprosesor Intel 8085 terdiri atas instruksi-instruksi berikut ini:
a.
Instruksi
pemindahan data.
b.
Aritmatika –
tambah, kurangi, naikkan 1 dan turunkan 1.
c.
Logika – AND, OR,
XOR dan putar.
d.
Transfer kontrol –
conditional, unconditional, pemanggilan subrutin, kembali dari subroutine dan
restart.
e.
Instruksi
Input/Output.
f.
Lainnya –
pengesetsan/ penghapusan bit flag, pengaktifan/ penonaktifan interupsi, operasi
stack, dan lain sebagainya.
1.7
Mode Pengalamatan
a.
Register –
menunjukkan data di dalam register atau pasangan register.
b.
Register tidak
langsung – instruksi menyebutkan pasangan register yang berisi alamat dimana
data ditempatkan.
c.
Langsung.
d.
Cepat – 8 atau
16-bit data.
2.
Microprosessor 8086/
8088
Mikroprosesor 8088 mulai diperkenalkan
oleh Intel Corporation pada tahun 1978.
Mikroprosesor ini mengawali sejarah perkembangan mikroprosesor Intel
selanjutnya, seperti 80186, 80286, 80386, 80486, Intel Pentium I, sampai yang
sekarang Intel Pentium IV. Semua instruksi yang terdapat pada mikroprosesor
8088 sepenuhnya dapat dijalankan pada mikroprosesor-mikroprosesor Intel
tersebut. Microprocessor
8088 merupakan microprocessor 16-bit dengan bus data 8-bit.
Arsitektur
Microprosessor 8086/ 8088
2.1
Pin Output
Secara virtual tak ada perbedaan
antara microprocessor 8086 dan 8088, keduanya terkemas dalam dual in-line
package (DIP) 40-pin. Dimana microprocessor 8086 merupakan microprocessor
16-bit dengan bus data 16-bit, sementara microprocessor 8088 merupakan
microprocessor 16-bit dengan bus data 8-bit. Bagaimanapun
terdapat perbedaan kecil antara keduanya, yakni pada sinyal kontrol. 8086
memiliki pin M/IO, dan 8088 memiliki pin IO/M. Perbedaan lainnya adalah pada
pin 34 chip 8088 terdapat pin SSO sementara pada chip 8086 terdapat pin
BHE/S7. Baik 8086 maupun 8088, keduanya membutuhkan catu daya sebesar +5,0
volt dengan toleransi sebesar 10 persen. 8086 menggunakan arus catu hingga 360
mA, sementara 8088 menggunakan arus catu hingga 340 mA. Sistem
microprocessor 8086 dan 8088 akan compatible TTL jika kekebalan terhadap noise
disesuaikan menjadi 350 mV dari nilai 400 mV yang biasa.
2.2
Catu Daya/ Power
Supply DC
Sebuah DC Power
Supply atau Adaptor pada dasarnya memiliki 4 bagian utama agar dapat
menghasilkan arus DC yang stabil. Keempat bagian utama tersebut diantaranya
adalah Transformer, Rectifier, Filter dan Voltage Regulator.
a.
Karakteristik
Input
Karakteristik
Input dari mikroprosesor ini sesuai untuk semua komponen logika standar yang
ada, mikroprosesor-mikroprosesor ini kompatibel dengan semua komponen
logika standar yang tersedia saat ini. Berikut ini merupakan table level
tegangan input dan persyaratan arus input untuk semua pin input pada kedua
mikroprosesor. Level arus input sangat kecil karena input merupakan koneksi
gerbang MOSFET dan hanya mempresentasikan arus yang bocor.
b.
Karakteristik Output
Level tegangan
logika 1 pada 8086/ 8088 kompatibel dengan sebagian besar keluarga logika
standar tetapi logika 0 tidak. Rangkaian standar logika memiliki tegangan
maksimum logika 0 sebesar 0.4V dan 8086/ 8088 memiliki maksimum 0.45V. dengan
demikian ada perbedaan 0.05V. Perbedaan ini memperkecil kekebalan terhadap
noise dari level standar sebesar 400mV (0.V-0.45V) menjadi 350 mV. Kekebalan
terhadap noise adalah perbedaaan antara level tegangan output logika 0 dan
level tegangan output logika 1. Oleh karena itu disarankan jangan lebih dari 10
load dari suatu tipe atau kombinasi yang dihubungkan ke suatu pin output tanpa
buffer.
2.3
Clock Generator
Clock generator
menyediakan 50% prosesor siklus untuk prosesor yang dilakukannya ini
membagi osilator dengan 2 output yang membentuk jam secara simetris. Generator
Clock internal menggantikan generator clock 8284 eksternal yang dipakai dengan
mikroprosesor 8086/8088. Hal ini memperkecil jumlah komponen pada sistem.
Generator clock internal mempunyai 3 hubungan pin: X1, X2 dan CLKOUT. Pin X1
(CLKIN) dan pin X2 (CLKOUT) dihubungkan ke kristal yang beresonasi dua kali
lipat frekuensi oprasi mikroprosesor. Pada versi 8MHz 80186/80188, kristal
16MHz dipasang ke X1(CLKIN) dan X2(OSCUT)
2.4
Bus Buffering dan Latching.
Latch adalah
sesuatu setelah diaktifkan memegang nilai untuk waktu yang tak terbatas sebagai
panjang memiliki memiliki Vcc dan ground koneksi. Sedangkan buffer adalah
sesuatu yang memegang nilai untuk waktu yang terbatas selama Anda perlu
membacanya. Ini pada dasarnya dapat menjadi bagian dari sampel dan tahan
sirkuit.
Buffer berarti sinyal logika
diisolasi dengan penambahan buffer, biasanya gerbang non-pembalik. Hal ini
untuk mencegah beban dan efek lainnya pada output dari buffer dari mempengaruhi
sinyal di input ke gerbang. Menempel berarti sinyal disimpan dalam
gerendel atau flip-flop. Sebuah sinyal clock diperlukan untuk mengontrol kait. Ini
akan menjaga sinyal disimpan dalam terlepas elemen memori dari keadaan sinyal.
Intinya, mereka proses yang berbeda yang melayani tujuan yang berbeda.
a.
Demultiplexing Bus
Bus alamat atau data pada 8086/8088
dilakukan multiplexing (dipakai bersama) untuk memperkecil jumlah pin yang
dibutuhkan untuk IC microprocessor 8086/8088. Karena bus-bus
microprocessor 8086/8088 dilakukan multiplexing dan kebanyakan memory dan
peralatan I/O tidak, maka sistem haruslah dilakukan demultiplexing sebelum
pengantarmukaan dengan memory atau dengan I/O. Proses demultiplexing dilakukan
oleh latch 8-bit yang pulsa clock berasal dari sinyal ALE.
b.
Sistem Buffering
Seluruh sistem
8086 atau 8088 harus mempunyai peyangga, jika lebih dari 10 unit di load maka
disimpan sementara pada bus-bus pin. Semua Komponen buffer akan menggunakan
wawktu tunda pada sistem. Aliran output juga telah di tingkatkan sehingga unit
LOAD TTL yang lebih dapat diatur.
c.
Full Buffering
Mikroprosesor 8088
yang ditahan secara penuh/ full buffered. ada delapan pin alamat yang masih
ada, A15-A8 menggunakan buffer octal 74LS244, delapan pin data bus D7-D0
menggunakan 74LS245 octal buffer bus dengan satu tujuan dan signal kontrol bus
RD, IO/M, dan WR menggunakan buffer 74LS244. sistem 8088 yang ditahan akan
memerlukan dua 74LS244 dan satu 74LS245, dan dua 74LS373 tujuannya agar signal
DT/R bisa dimungkinkan atau tidak dengan signal DEN.
Mikroprosesor 8086
yang ditahan secara penuh. Pin alamatnya telah ditahan dengan lacth alamat
74LS373 dan data busnya menggunakan dua buah 74LS245 octal buffer bus dengan
satu tujuan, dan signal kontrol bus M/IO, RD, WR memggunakan 74LS244. sistem
8086 berbeda dengan sistem 8088. 8086 memerlukan satu 74LS244, dua 74LS245, dan
tiga 74LS373 karna 8086 memerlukan lebih banyak bus.
d.
Half Buffering
Sama seperti Full
buffering tetapi pada half buffering, tetapi yang membedakan half buffering dan
full buffering ada lah jumlah pin yang dipakai, Half buffering hanya memakai
setengah pin yang ada di full buffering.
e.
Bidirectional
Buffer
Budirectional
Buffer adalah informasi yang di transfer dapat berjalan pada dua arah, yang
menuju mikroprosesor.
f.
Unidirectional
Buffer
Pada dasarnya
Unidirectional hanya berjalan pada satu arah saja yang menuju langsung ke
mikroprosesor.
g.
Latching
Latching digunakan
sebagai elemen penyimpanan data. Penyimpanan data ini digunakan untuk menyimpan keadaan
pada ilmu komputer, dan sirkuit ini merupakan logika sekuensial. Saat
digunakan di mesin finite-state, hasil keluaran dan state selanjutnya
bergantung bukan hanya kepada keadaannya saat ini, namun juga kepada state saat
ini (dan, karena itu, masukan sebelumnya). Sirkuit juga dapat digunakan untuk
menghitung bunyi teratur dan sinkronisasi sinyal.
h.
D-Lacthing
Latching adalah
perangkat elektronik yang dapat digunakan untuk menyimpan satu bit informasi. D
latch digunakan untuk menangkap, atau 'latch' tingkat logika yang hadir pada
baris data ketika input jam tinggi. Jika data pada baris D perubahan negara
sedangkan pulsa clock tinggi, maka output, Q, berikut input, D. Ketika input
CLK jatuh ke logika 0, negara terakhir dari input D terjebak dan ditahan di
memalangi.
Komentar
Posting Komentar