UTS Mikroprosesor 2024

 

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) IC RAM 6264


IC RAM 6264 adalah sebuah chip memori statis (SRAM) yang digunakan untuk menyimpan data sementara dalam sistem elektronik. Chip ini memiliki kapasitas 8K x 8-bit, yang artinya mampu menyimpan 8.192 lokasi memori dengan setiap lokasi berukuran 8 bit.

Sebagai sebuah SRAM, IC RAM 6264 berbeda dari DRAM karena tidak memerlukan penyegaran (refresh) untuk mempertahankan data. Hal ini menjadikannya lebih cepat dalam akses data. Namun, sama seperti SRAM pada umumnya, IC RAM 6264 merupakan memori volatil, yang berarti data yang tersimpan akan hilang jika daya listrik dimatikan.

IC RAM 6264 sering digunakan dalam berbagai aplikasi seperti perangkat embedded, komputer lama, mesin arcade, dan alat elektronik yang memerlukan penyimpanan data sementara dengan kecepatan tinggi dan keandalan. 


d) 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.


e) ROM 27128

IC ROM 27128 adalah sebuah chip memori jenis Read-Only Memory (ROM) yang termasuk dalam kategori EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory). IC ini memiliki kapasitas 128 kilobit (16K x 8-bit), yang berarti dapat menyimpan 16.384 lokasi memori dengan setiap lokasi berukuran 8 bit. Seperti EPROM lainnya, data yang disimpan pada ROM 27128 dapat dihapus dan diprogram ulang.

Penghapusan data dilakukan dengan menempatkan chip di bawah sinar ultraviolet, yang memungkinkan data di dalamnya dihapus sepenuhnya. Chip ini memiliki jendela kuarsa transparan di bagian atas untuk memungkinkan proses penghapusan menggunakan sinar UV. Setelah penghapusan, IC dapat diprogram ulang menggunakan perangkat khusus yang disebut "EPROM programmer."

IC ROM 27128 biasanya digunakan untuk menyimpan firmware, program, atau data permanen yang tidak sering diubah, seperti BIOS, perangkat embedded, atau mesin arcade. Data di dalamnya bersifat non-volatile, sehingga tetap ada meskipun daya listrik dimatikan, menjadikannya ideal untuk penyimpanan jangka panjang.


f) ROM 2732

IC ROM 2732 adalah chip memori jenis Read-Only Memory (ROM) yang termasuk dalam kategori EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory). Chip ini dirancang untuk menyimpan data permanen yang dapat dihapus dan diprogram ulang menggunakan sinar ultraviolet. ROM 2732 memiliki kapasitas penyimpanan 32 kilobit, yang setara dengan 4K x 8-bit, artinya dapat menyimpan 4.096 lokasi memori dengan setiap lokasi berukuran 8 bit.

IC ROM 2732 merupakan salah satu model dalam keluarga EPROM yang digunakan untuk menyimpan informasi atau firmware dalam perangkat elektronik. Keunggulan dari EPROM adalah kemampuannya untuk dihapus dan diprogram ulang, sehingga memungkinkan pengembang untuk memperbarui isi memori tanpa perlu mengganti chip fisik. Proses penghapusan dilakukan dengan mengekspos chip ke sinar ultraviolet yang akan menghapus semua data yang tersimpan.

Fungsi IC ROM 2732

IC ROM 2732 memiliki beberapa fungsi dan aplikasi, antara lain:

  1. Penyimpanan Data Permanen:

    • ROM 2732 digunakan untuk menyimpan data yang tidak sering diubah, seperti firmware, sistem operasi, dan program aplikasi. Data yang disimpan dalam ROM bersifat non-volatile, sehingga tetap ada meskipun daya listrik dimatikan.

  2. Firmware dan BIOS:

    • Banyak perangkat, termasuk komputer dan sistem embedded, menggunakan IC ROM 2732 untuk menyimpan firmware dan BIOS. Ini memungkinkan perangkat untuk booting dan berfungsi dengan benar saat dihidupkan.

  3. Pengembangan dan Prototipe:

    • Dalam proses pengembangan perangkat elektronik, ROM 2732 sering digunakan untuk menyimpan program yang sedang dalam tahap pengujian atau pengembangan. Kemampuan untuk menghapus dan memprogram ulang memungkinkan insinyur untuk menguji dan memperbarui program dengan mudah.

  4. Aplikasi dalam Perangkat Embedded:

    • ROM 2732 banyak digunakan dalam perangkat embedded yang memerlukan penyimpanan data permanen, seperti sistem kontrol industri, peralatan medis, dan perangkat otomatisasi rumah.

  5. Keamanan Data:

    • ROM 2732 digunakan dalam aplikasi yang memerlukan keamanan data, karena data yang disimpan dalam ROM tidak dapat diubah tanpa menggunakan proses penghapusan dan pemrograman yang spesifik.

IC ROM 2732 merupakan komponen penting dalam berbagai sistem elektronik yang memerlukan penyimpanan data permanen dan dapat diprogram ulang. Meskipun telah ada teknologi yang lebih maju, ROM 2732 tetap digunakan dalam beberapa aplikasi karena kesederhanaannya dan kemampuannya untuk menyimpan data dengan cara yang efisien.


g) 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.

 

j) Mikroprosesor 8086

Mikroprosesor 8086 adalah sebuah unit pemrosesan pusat (CPU) 16-bit yang dirancang oleh Intel dan dirilis pada tahun 1978. Ini merupakan salah satu mikroprosesor pertama yang digunakan dalam komputer pribadi, terutama pada komputer IBM PC generasi awal. Mikroprosesor 8086 memiliki arsitektur 16-bit, yang berarti dapat memproses data 16 bit sekaligus, dan menggunakan set instruksi x86 yang kemudian menjadi standar dalam industri komputer.

Mikroprosesor 8086 merupakan prosesor dengan arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computing), yang memiliki sejumlah besar instruksi untuk berbagai operasi. Prosesor ini beroperasi pada kecepatan clock 4.77 MHz hingga 10 MHz, tergantung pada model dan konfigurasi sistem. Mikroprosesor 8086 juga mendukung mode operasi real dan dapat mengakses hingga 1 MB ruang alamat memori.

Fungsi Mikroprosesor 8086

Fungsi utama mikroprosesor 8086 adalah mengendalikan operasi komputasi dalam sebuah sistem komputer. Beberapa fungsi spesifik dari mikroprosesor 8086 meliputi:

  1. Eksekusi Instruksi: Mikroprosesor 8086 dapat mengeksekusi berbagai instruksi untuk melakukan operasi aritmetika, logika, pemindahan data, dan kontrol aliran program.

  2. Pengelolaan Memori: Dengan arsitektur segmentasi memori, mikroprosesor ini dapat mengakses hingga 1 MB ruang memori, yang terbagi dalam segmen-segmen untuk kode, data, stack, dan ekstra.

  3. Pengendalian Perangkat Input/Output: Mikroprosesor ini mampu mengontrol perangkat eksternal melalui port input/output yang dihubungkan ke berbagai perangkat seperti keyboard, monitor, atau perangkat penyimpanan.

  4. Pengolahan Data 16-bit: Karena arsitekturnya adalah 16-bit, mikroprosesor 8086 dapat memproses data 16-bit dalam satu siklus, yang lebih efisien dibandingkan prosesor 8-bit.

  5. Interupsi dan Pengendalian Eksternal: Mikroprosesor 8086 dapat menangani interupsi dari perangkat eksternal untuk menjalankan tugas-tugas yang memerlukan perhatian segera.

Arsitektur dan Keunggulan

  • Segmentasi Memori: Menggunakan model segmentasi untuk memisahkan kode, data, dan stack, yang memungkinkan pengaturan memori yang lebih efisien.
  • Pipeline: Memiliki arsitektur pipeline dua tahap yang memungkinkan eksekusi instruksi berikutnya dimulai saat instruksi saat ini masih berjalan.
  • Kompatibilitas x86: Menjadi dasar bagi keluarga arsitektur x86, yang telah berkembang menjadi standar dalam industri komputer.

Mikroprosesor 8086 merupakan titik awal dalam evolusi mikroprosesor modern, dan meskipun sudah dianggap usang, pengaruhnya tetap terlihat dalam desain prosesor kontemporer yang menggunakan arsitektur x86.

 

k) Sensor IR Proximity

Sensor IR Proximity adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan objek di sekitarnya dengan menggunakan cahaya inframerah (IR). Sensor ini bekerja berdasarkan prinsip refleksi cahaya inframerah yang dipancarkan oleh dioda pemancar (LED IR) dan diterima oleh detektor cahaya. Ketika objek mendekati sensor, cahaya IR yang dipancarkan akan dipantulkan kembali ke sensor, yang kemudian mengindikasikan keberadaan objek tersebut.

Sensor IR proximity adalah jenis sensor yang menggunakan sinar inframerah untuk mendeteksi objek tanpa memerlukan kontak fisik. Biasanya, sensor ini terdiri dari dua komponen utama:

  • LED Inframerah: Memancarkan cahaya IR ke arah objek.
  • Photodetector: Mendeteksi cahaya IR yang dipantulkan kembali dari objek.

Sensor ini dapat dikategorikan menjadi dua jenis utama:

  1. Sensor IR aktif: Memiliki LED IR dan photodetector yang terpisah. Sensor ini memancarkan sinar IR dan mengukur refleksinya.
  2. Sensor IR pasif: Mengandalkan deteksi perubahan dalam radiasi inframerah yang dipancarkan oleh objek panas, seperti manusia atau hewan.

Fungsi Sensor IR Proximity

Sensor IR proximity memiliki berbagai fungsi dan aplikasi, di antaranya:

  1. Deteksi Kehadiran: Sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan orang atau objek di area tertentu, misalnya di pintu otomatis atau lampu yang menyala saat seseorang mendekat.

  2. Pengukuran Jarak: Dengan mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya IR untuk dipantulkan kembali, sensor ini dapat digunakan untuk mengukur jarak objek dari sensor.

  3. Automasi: Dalam sistem automasi, sensor IR proximity dapat digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan perangkat berdasarkan keberadaan objek. Contohnya adalah dalam sistem pengendalian lampu, di mana lampu dapat menyala otomatis ketika seseorang masuk ke dalam ruangan.

  4. Keamanan: Sensor ini juga sering digunakan dalam sistem keamanan untuk mendeteksi gerakan atau kehadiran seseorang di area terlarang.

  5. Robotika dan Kendaraan Otonom: Dalam aplikasi robotika, sensor IR proximity digunakan untuk menghindari rintangan dengan mendeteksi keberadaan objek di sekitarnya.

  6. Peralatan Elektronik: Banyak perangkat elektronik, seperti pengering tangan otomatis dan dispenser sabun, menggunakan sensor IR proximity untuk mendeteksi tangan pengguna tanpa perlu menyentuh perangkat.

Sensor IR proximity adalah alat yang sangat berguna dalam berbagai aplikasi, membantu meningkatkan kenyamanan dan keamanan dalam interaksi manusia dengan mesin dan lingkungan.

 

l) Sensor Touch

Sensor Touch adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi sentuhan atau tekanan pada permukaan sensor. Sensor ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk layar sentuh pada smartphone, tablet, dan perangkat lain, serta dalam sistem kontrol dan interaksi berbasis sentuhan. Sensor touch berfungsi untuk menggantikan atau melengkapi tombol fisik, memungkinkan antarmuka yang lebih intuitif dan responsif.

Sensor touch bekerja dengan mendeteksi perubahan pada parameter fisik, seperti kapasitansi, resistansi, atau tekanan, saat permukaan sensor disentuh oleh jari atau objek lainnya. Ada beberapa jenis sensor touch yang umum digunakan, antara lain:

  1. Sensor Capacitive:

    • Mendeteksi perubahan kapasitansi yang terjadi ketika jari menyentuh permukaan sensor. Ketika jari mendekat, kapasitansi pada titik sentuh meningkat, dan sensor dapat mendeteksi perubahan ini.
    • Sensor ini umum digunakan pada layar sentuh smartphone dan tablet.

  2. Sensor Resistive:

    • Terdiri dari dua lapisan transparan yang terpisah oleh celah kecil. Ketika tekanan diterapkan, kedua lapisan akan bersentuhan, dan perubahan resistansi dapat diukur untuk menentukan lokasi sentuhan.
    • Sensor ini sering digunakan dalam perangkat yang memerlukan penggunaan dengan stylus atau tangan dengan sarung tangan.

  3. Sensor Piezoelectric:

    • Menggunakan efek piezoelectric untuk mendeteksi tekanan atau getaran. Ketika tekanan diterapkan, material piezoelectric menghasilkan muatan listrik yang dapat diukur.
    • Sensor ini sering digunakan dalam aplikasi yang memerlukan deteksi tekanan yang lebih sensitif.

  4. Sensor Infrared (IR):

    • Menggunakan cahaya inframerah untuk mendeteksi sentuhan. Ketika jari menyentuh atau mendekati permukaan, cahaya IR terhalang atau dipantulkan kembali.
    • Sensor ini dapat digunakan dalam aplikasi tanpa sentuhan, seperti dalam sistem kontrol jarak jauh.

Fungsi Sensor Touch

Sensor touch memiliki berbagai fungsi dan aplikasi, di antaranya:

  1. Antarmuka Pengguna:

    • Sensor touch memungkinkan interaksi pengguna yang lebih intuitif dengan perangkat, seperti navigasi menu, pemilihan opsi, dan pengoperasian perangkat hanya dengan menyentuh layar.

  2. Kontrol Perangkat:

    • Digunakan dalam berbagai perangkat elektronik, seperti smartphone, tablet, dan perangkat rumah pintar, untuk memberikan kontrol yang lebih responsif dan mudah.

  3. Aplikasi di Berbagai Bidang:

    • Kesehatan: Digunakan dalam perangkat medis untuk kontrol dan pengoperasian yang lebih bersih.
    • Industri Otomotif: Diterapkan dalam kontrol sistem infotainment dan navigasi di dalam kendaraan.
    • Peralatan Rumah Tangga: Digunakan dalam pengoperasian perangkat seperti oven, lemari es, dan mesin cuci dengan kontrol sentuh.

  4. Peningkatan Estetika:

    • Sensor touch dapat menciptakan desain perangkat yang lebih ramping dan modern, mengurangi kebutuhan akan tombol fisik dan menjadikan antarmuka lebih menarik secara visual.

  5. Kenyamanan dan Keamanan:

    • Banyak sistem keamanan menggunakan sensor touch untuk membuka kunci pintu atau akses ke area tertentu, menggantikan kunci fisik.

Sensor touch telah menjadi komponen penting dalam banyak perangkat modern, meningkatkan cara kita berinteraksi dengan teknologi sehari-hari.

 

m) Sensor Infrared

sensor Infrared (IR) adalah perangkat yang mendeteksi radiasi infrared (IR) yang dipancarkan oleh objek di sekitarnya. Sensor ini digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk penginderaan gerakan, komunikasi, dan pengukuran suhu. Sensor IR bekerja dengan memanfaatkan panjang gelombang inframerah, yang berada di luar jangkauan penglihatan manusia, untuk mendeteksi keberadaan atau gerakan objek.

 

n) Switch SPDT

Switch SPDT (Single Pole Double Throw) adalah jenis saklar yang memiliki satu terminal input (pole) dan dua terminal output (throw). Saklar ini memungkinkan pengguna untuk mengalihkan aliran listrik antara dua jalur yang berbeda. Dengan kata lain, saklar SPDT dapat menghubungkan satu sumber daya ke dua beban atau jalur yang berbeda, atau sebaliknya, tergantung pada posisi saklar.

  • Single Pole: Menunjukkan bahwa saklar ini memiliki satu terminal untuk input. Hanya satu sirkuit yang dikendalikan.
  • Double Throw: Menunjukkan bahwa saklar ini dapat menghubungkan terminal input ke salah satu dari dua terminal output. Saklar ini biasanya memiliki tiga terminal: satu untuk input dan dua untuk output.

Saklar SPDT sering kali digunakan dalam berbagai aplikasi, baik dalam rangkaian listrik sederhana maupun dalam sistem yang lebih kompleks.

Fungsi Switch SPDT

Switch SPDT memiliki berbagai fungsi dan aplikasi, antara lain:

  1. Pengalihan Aliran Listrik:

    • Saklar ini memungkinkan aliran listrik untuk dialihkan dari satu jalur ke jalur lainnya. Misalnya, saklar SPDT dapat digunakan untuk menghubungkan sumber daya ke dua perangkat berbeda.

  2. Kontrol Rangkaian:

    • Dalam rangkaian kontrol, saklar SPDT dapat digunakan untuk mengalihkan antara dua sumber sinyal atau daya. Contohnya, dapat digunakan untuk mengalihkan antara dua sumber energi (seperti baterai dan adaptor) untuk perangkat elektronik.

  3. Sistem Peringatan:

    • Dalam sistem alarm atau peringatan, saklar SPDT dapat digunakan untuk mengalihkan sinyal dari sensor ke dua jalur yang berbeda, seperti mengaktifkan sirene atau mengirimkan sinyal ke pusat pemantauan.

  4. Sistem A/V:

    • Saklar ini sering digunakan dalam sistem audio/video untuk mengalihkan antara dua sumber input, seperti memilih antara dua perangkat sumber (misalnya, DVD player dan pemutar media).

  5. Interupsi dan Komunikasi:

    • Saklar SPDT dapat digunakan dalam sistem komunikasi untuk mengalihkan sinyal antara dua jalur komunikasi, memungkinkan pengaturan yang lebih fleksibel dalam sistem telekomunikasi.

Switch SPDT merupakan komponen yang sangat berguna dalam sistem kontrol dan pengalihan, memberikan fleksibilitas dan efisiensi dalam pengelolaan aliran listrik dalam berbagai aplikasi.

 

o) LED

 
LED (Light Emitting Diode) adalah komponen elektronik yang memancarkan cahaya saat arus listrik mengalir melaluinya. LED memiliki berbagai fungsi dan aplikasi dalam berbagai bidang, dari perangkat elektronik konsumen hingga penerangan umum.
 

p) Motor

q) Buzzer

 
Buzzer adalah komponen elektronik yang digunakan untuk menghasilkan suara atau nada dengan cara mengubah sinyal listrik menjadi suara. Buzzer sering digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari perangkat konsumen hingga sistem alarm dan perangkat medis. Ada dua jenis buzzer yang umum digunakan: buzzer aktif dan buzzer pasif.

 

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

 
 
Bentuk Rangkaian:
 
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.

b) Soal 2
 
 
Bentuk Rangkaian:


Prinsip Kerja:  
Rangkaian diatas adalah rangkaian aplikasi sederhana sistem minimum 8086 yang menggunakan beberapa komponen, yaitu mikroprosesor 8086, RAM 6264, ROM 27128, PPI 825 (yang mana digunakan PPI-0 yang berasal dari output Y1 pada 74LS138, yang kemudian akan digunakan sebagai input pada 8255), serta input switch dan output led, dimana pada rangkaian ini digunakan switch sw spdt, yang apabila terhubung ke power akan berlogika 1 dan yang di groundkan akan berlogika 0. Pada switch 1 diberi logika 1 sehingga menghasilkan output Y1 yang berlogika 0 dan menjadi PPI-0 topi dan akan digunakan sebagai input untuk kaki CS topi pada PPI-0 8255A.

Lalu pada 8086, terdapat inputan reset yang akan diaktifkan menggunakan rangkaian reset di sebelah kirinya dengan cara menekan button pada rangkaian reset tersebut. Bagian AD dan A akan menggunakan bus wire yang akan dihubungkan ke 74HC373, kemudian kaki output ALE pada 8086 akan terhubung ke kaki input LE pada 74HC373. Kaki RD topi, MR topi, dan M/IO topi akan terhubung ke 74LS138 pada bagian kanan bawah rangkaian. Nantinya akan menghasilkan output IOW topi, IOR topi, MEMW topi, dan MEMR topi, yang mana MEMW topi dan MEMR topi akan terhubung ke rangkaian memori dan decoder memori, sedangkan IOR topi dan IOW topi akan terhubung ke 8255A. Kemudian XA0 dan XA1 yang terhubung menggunakan wire bus pada bagian output 74HC373 akan menjadi input pada kaki A0 dan A1 pada PPI-0 8255A. Dari seluruh rangkaian tersebut, output dari 8255A akan berlogika 1 dan akan mengaktifkan setiap lampu led yang menjadi outputnya.
 
c) Soal 3
 
 
Bentuk Rangkaian:
 
Prinsip Kerja:  
Rangkaian di atas adalah rangkaian aplikasi sistem minimum 8086 yang terdiri dari beberapa komponen, yaitu mikroprosesor 8086, RAM-0 6116, RAM-1 6264, ROM 2732, PPI 8255 (disini digunakan PPI-0, PPI-1, dan PPI-2 yang terhubung ke 8255). Kemudian disini diperlukan 3 input sensor termasuk 1 sensor analog, dan juga 3 output berupa motor, lampu, heater, dan lainnya. Pada rangkaian ini digunakan 3 buah 8255A yang terhubung dengan 3 sensor, yaitu sensor IR Proximity, Touch Sensor, dan Infrared sensor. Untuk outputnya digunakan motor, buzzer, dan LED.
 
Pada 8086, terdapat inputan reset yang akan diaktifkan menggunakan rangkaian reset di sebelah kirinya dengan cara menekan button pada rangkaian reset tersebut. Bagian AD dan A akan menggunakan bus wire yang akan dihubungkan ke 74HC373, kemudian kaki output ALE pada 8086 akan terhubung ke kaki input LE pada 74HC373. Kaki RD topi, MR topi, dan M/IO topi akan terhubung ke 74LS138. Nantinya akan menghasilkan output IOW topi, IOR topi, MEMW topi, dan MEMR topi, yang mana MEMW topi dan MEMR topi akan terhubung ke rangkaian memori dan decoder memori, sedangkan IOR topi dan IOW topi akan terhubung ke PPI-0, PPI-1, dan PPI-2 8255A. Kemudian XA0 dan XA1 yang terhubung menggunakan wire bus pada bagian output 74HC373 akan menjadi input pada kaki A0 dan A1 pada PPI-0, PPI-1, dan PPI-2 8255A.

Pada RAM 6116, kaki WE topi nya diberi inputan MEMW topi yang diambil dari output 74LS138, lalu OE topi nya adalah MEMR topi yang juga diambil dari output 74LS138. Kaki CE topi nya diambil dari output 74LS138 yang berada disebelah kiri. Input dan output dari masing masing RAM ini juga dihubungkan menggunakan bus wire yang mana nantinya akan menyimpan data yang diolah pada latch buffer dan nantinya akan masuk ke 8255A. 8255A ini nantinya yang akan memproses data dan mengaktifkan setiap komponen output yang ada disini.

Sensor pertama yaitu IR proximity, yang akan menjadi sensor analog. Jadi untuk input v nya akan terhubung ke power, test pin nya akan diatur menggunakan potensiometer, lalu outputnya akan melalui induktor, dan masuk ke ADC konverter. Ini akan mengkonversi sinyal analog menjadi digital, yang akan dimasukkan melalui input PA0 dan akan menghasilkan output pada port c yaitu PC0, PC1, dan PC2. Kemudian pada port b akan menggunakan bus wire yang terhubung ke DAC 0808, yang mana output dari port b tadi bersifat digital yang akan diolah menjadi bersifat analog. Setelah bersifat analog output ini akan dilewatkan ke resistor dan masuk ke kaki base transistor. Karena transistornya aktif, maka relaynya juga aktif, sehigga menciptakan sebuah loop yang menyebabkan motor akan berputar.
 
Sensor kedua adalah touch sensor, dimana ouput dari touch sensor ini sama dengan yang sebelumnya, tetapi langsung terhubung ke 8255A pada port a PA0, lalu outputnya pada PC0 akan melewati R1, lalu ke kaki base, dan mengaktifkan transistor, sehingga dengan aktifnya transistor juga akan mengaktifkan relay, sehingga buzzernya juga akan aktif.
 
Untuk sensor ketiga yaitu infrared sensor, juga sama seperti sebelumnya dan akan mengaktifkan lampu sebagai outputnya.
 

5. Video [kembali]

Video Simulasi Soal 1

Video Simulasi Soal 2
Video Simulasi Soal 3

 

6. Download File[kembali]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)

  BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH  MIKROPROSESOR DAN MIKROKONTROLER 2024     Nama : Salahuddin Al Ajubi NIM : 2210951006 Dosen...

  • (tanpa judul)
      BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH  MIKROPROSESOR DAN MIKROKONTROLER 2024     Nama : Salahuddin Al Ajubi NIM : 2210951006 Dosen...