Tugas Besar (up)





1. Tujuan [Kembali]  

Memahami aplikasi rangkaian decoder interfacing keypad dan seven segment menggunakan PPI 8255 dan Mikroprocessor

2.Alat dan Bahan [Kembali] 

a. Mikroprosesor 8086
b. Latch 74273
c. PPI 8255a
d. Decoder 74154
e. 7 Segment
f. Keypad

3. Dasar Teori [Kembali] 

a. IC 8086


8086 merupakan sebuah chip mikroprosesor 16-bit rancangan Intel pada tahun 1978 yang membangkitkan penggunaan arsitektur x86. Tidak lama kemudian, intel 8088 diperkenalkan dengan bus 8-bit external, yang memungkinkan penggunaan chipset yang murah. 

8086 dirancang berdasarkan intel 8080 dan intel 8085 dengan set register yang mirip, tetapi dikembangkan menjadi 16 bit. "Bus Interface Unit" memberikan rangkaian instruksi ke "Execution Unit" melalui sebuah prefetch queue 6 byte, jadi pemberian dan pelaksanaan dilakukan bersamaan- sebuah bentuk pipelining primitif (instruksi 8086 bervariasi dari 1 sampai 4 byte).



Catu daya dan sinyal frekuensi
Ini menggunakan suplai 5V DC pada VCC pin 40, dan menggunakan ground pada VSS pin 1 dan 20 untuk operasinya.

Sinyal jam
Sinyal jam disediakan melalui Pin-19. Ini memberikan waktu ke prosesor untuk operasi. Frekuensinya berbeda untuk versi yang berbeda, yaitu 5MHz, 8MHz dan 10MHz.

Alamat / bus data
AD0-AD15. Ini adalah 16 bus alamat / data. AD0-AD7 membawa data byte orde rendah dan AD8AD15 membawa data byte orde tinggi. Selama siklus clock pertama, ia membawa alamat 16-bit dan setelah itu ia membawa data 16-bit.

Alamat / status bus
A16-A19 / S3-S6. Ini adalah 4 bus alamat / status. Selama siklus clock pertama, ia membawa alamat 4-bit dan kemudian membawa sinyal status.

S7 / BHE
BHE adalah singkatan dari Bus High Enable. Ini tersedia di pin 34 dan digunakan untuk menunjukkan transfer data menggunakan bus data D8-D15. Sinyal ini rendah selama siklus jam pertama, setelah itu aktif.

Baca (RD)
Ini tersedia di pin 32 dan digunakan untuk membaca sinyal untuk operasi Baca.

Siap
Ini tersedia di pin 22. Ini adalah sinyal pengakuan dari perangkat I / O bahwa data ditransfer. Ini adalah sinyal tinggi aktif. Jika tinggi, ini menunjukkan bahwa perangkat siap mentransfer data. Ketika rendah, ini menunjukkan status tunggu.

SETEL ULANG
Ini tersedia di pin 21 dan digunakan untuk memulai kembali eksekusi. Ini menyebabkan prosesor segera menghentikan aktivitasnya saat ini. Sinyal ini aktif tinggi selama 4 siklus clock pertama untuk RESET mikroprosesor.

INTR
Ini tersedia di pin 18. Ini adalah sinyal permintaan interupsi, yang diambil sampelnya selama siklus clock terakhir dari setiap instruksi untuk menentukan apakah prosesor menganggap ini sebagai interupsi atau tidak.

NMI
Ini adalah singkatan dari non-maskable interrupt dan tersedia di pin 17. Ini adalah input edge triggered, yang menyebabkan permintaan interupsi ke mikroprosesor.

UJI
Sinyal ini seperti status menunggu dan tersedia di pin 23. Ketika sinyal ini tinggi, maka prosesor harus menunggu status IDLE, jika tidak eksekusi dilanjutkan.

MN / MX
Ini singkatan dari Minimum / Maximum dan tersedia di pin 33. Ini menunjukkan mode prosesor untuk beroperasi; bila tinggi, ia bekerja dalam mode minimum dan sebaliknya.

INTA
Ini adalah sinyal pengakuan interupsi dan id tersedia di pin 24. Ketika mikroprosesor menerima sinyal ini, ia mengakui interupsi.

ALE
Ini singkatan dari address enable latch dan tersedia di pin 25. Pulsa positif dihasilkan setiap kali prosesor memulai operasi apa pun. Sinyal ini menunjukkan ketersediaan alamat yang valid pada alamat / jalur data.

SARANG
Itu singkatan dari Data Enable dan tersedia di pin 26. Ini digunakan untuk mengaktifkan Transreceiver 8286. Transreceiver adalah perangkat yang digunakan untuk memisahkan data dari alamat / bus data.

DT / R
Ini adalah singkatan dari Data Transmit / Receive signal dan tersedia di pin 27. Ini menentukan arah aliran data melalui transreceiver. Ketika tinggi, data ditransmisikan keluar dan sebaliknya.

M / IO
Sinyal ini digunakan untuk membedakan antara memori dan operasi I / O. Ketika tinggi, ini menunjukkan operasi I / O dan ketika rendah menunjukkan operasi memori. Ini tersedia di pin 28.

WR
Ini singkatan dari sinyal tulis dan tersedia di pin 29. Ini digunakan untuk menulis data ke dalam memori atau perangkat output tergantung pada status sinyal M / IO.

HLDA
Ini adalah singkatan dari sinyal Hold Acknowledgement dan tersedia di pin 30. Sinyal ini mengakui sinyal HOLD.

MEMEGANG
Sinyal ini menunjukkan kepada prosesor bahwa perangkat eksternal meminta untuk mengakses bus alamat / data. Ini tersedia di pin 31.

QS1 dan QS0
Ini adalah sinyal status antrian dan tersedia di pin 24 dan 25. Sinyal ini memberikan status antrian instruksi. Kondisinya ditunjukkan pada tabel berikut



S0, S1, S2
Ini adalah sinyal status yang memberikan status operasi, yang digunakan oleh Pengontrol Bus 8288 untuk menghasilkan sinyal kontrol memori & I / O. Ini tersedia di pin 26, 27, dan 28. Berikut adalah tabel yang menunjukkan statusnya -

LOCK
Ketika sinyal ini aktif, ini menunjukkan kepada prosesor lain untuk tidak meminta CPU meninggalkan bus sistem. Ini diaktifkan menggunakan awalan LOCK pada instruksi apa pun dan tersedia di pin 29.

RQ / GT1 dan RQ / GT0
Ini adalah sinyal Request / Grant yang digunakan oleh prosesor lain yang meminta CPU untuk melepaskan bus sistem. Ketika sinyal diterima oleh CPU, kemudian mengirimkan pengakuan. RQ / GT0 memiliki prioritas lebih tinggi daripada RQ / GT1.

b. seven segmen

Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.
Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.
Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk  dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.
Common Cathode merupakan bergabung menjadi satu Pin, sedangkan penujang Anoda bisa menjadi Input untuk masing-masing Segmen LED.  Kaki Katoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini merupakan Terminal Negatif (-) atau Ground sedangkan Signal Kendali (Control Signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Anoda Segmen LED.LED Seven Segment Display Tipe Common Katoda.

 c. IC 8255A



PPI (Programmable Peripheral Interface) 8255 adalah IC yang dirancang untuk membuat port masukan dan keluaran paralel. Chip ini diproduksi oleh Intel Corporation dan dikemas dalam bentuk 40 pin dual in line package dan dirancang untuk berbagai fungsi antarmuka dalam mikroprosesor. IC ini mempunyai 24 bit I/O yang terorganisir menjadi 3 port 8 bit (24 jalur) dengan nama Port A, Port B, dan Port C. Masing-masing port ini dapat berfungsi sebagai input atau output, termasuk port C upper dan lower difungsikan sama atau beda. Fungsi ini terbentuk dari kondisi data bus yang deprogram/dirancang. Konfigurasi fungsi dari 8255 adalah diprogram oleh sistem software sehingga tidak diperlukan komponen gerbang logika eksternal untuk perangkat perpheral interface.
Di bawah ini menunjukkan diagram blok bagian dalam dari PPI 8255.

Gambar 1. Diagram Blok PPI 8255

          PPI 8255 memiliki buffer bus data dua arah, yang berarti dapat berfungsi baik sebagai port input maupun port output. Arah aliran data dapat dijelaskan dengan menggunakan pengaturan logika Read/Write. Secara mudah dapat diuraikan dengan tabel 1 berikut ini :

Tabel 1. Format Pembacaan dan Penulisan PPI 8255

PPI 8255 bekerja dalam tiga mode, yaitu :
a. Mode 0 : 
          Port A, Port B, dan Port C bekerja sebagai port I/O sederhana tanpa jabat tangan. Pada mode ini CPU sama sekali tidak memperhatikan status 8255. CPU mentransfer data tanpa mempersoalkan apa yang terjadi pada 8255. Port A dan Port B bekerja sebagai port 8 bit sedangkan Port C dapat dibuat bekerja dalam 8 bit atau berdiri sendiri dalam 4 bit lower dan 4 bit upper secara terpisah. Pemakaian mode 0 pada PPI 8255 secara diagram dapat digambarkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Diagram Blok Operasi PPI 8255 Mode 0

b. Mode 1 : 
          Port A, Port B bekerja sebagai port I/O dengan jabat tangan menggunakan sebagian dari pena Port C. Saluran PC0, PC1, dan PC2 berfungsi sebagai saluran jabat tangan untuk Port B sedangkan Port A menggunakan saluran PC3, PC4, dan PC5 sebagai sinyal jabat tangan. PC6 dan PC7 dapat digunakan untuk saluran I/O. Diagram operasi 8255 pada mode 1 digambarkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Diagram Blok Operasi PPI 8255 Mode 1

c. Mode 2 : 
          Hanya Port A dapat dibuat sebagai port I/O dua arah dengan jabat tangan. Port A dapat digunakan sebagai port untuk transfer data dua arah dengan jabat tangan. Ini artinya data dapat masuk atau keluar dari saluran yang sama. Mode ini mengembangkan sistem saluran (bus) ke mikroprosesor atau mentransfer byte data ke dan dari floppy disk controller. Pada mode 2 saluran PC3 sampai PC7 digunakan sebagai saluran jabat tangan untuk Port A. Bentuk operasi 8255 sebagai mode 2 digambarkan pada diagram Gambar 4.

Gambar 4. Diagram Blok Operasi PPI 8255 Mode 2

          Format control word PPI 8255 ditunjukkan pada Gambar 5 di bawah ini. Gambar 5.a digunakan untuk menformat control word berdasar pada mode kerja., sedangkan gambar 5.b digunakan untuk menformat control word untuk Port C pada operasi set/reset bit.

Gambar 5.a. Format Control Word Mode Set

Gambar 5.b. Format Control Word Port C Bit Set/Reset
  • IC MM74922

Encoder kunci MM74C922 dan MM74C923 CMOS menyediakan semua logika yang diperlukan untuk sepenuhnya menyandikan array Sakelar SPST. Pemindaian keyboard dapat diterapkan baik dengan jam eksternal atau kapasitor eksternal. Ini encoder juga memiliki perangkat pull-up on-chip yang memungkinkan sakelar dengan resistansi hingga 50 kW yang akan digunakan. Tidak dioda dalam array switch diperlukan untuk menghilangkan ghost sakelar. Sirkuit debounce internal hanya membutuhkan satu kapasitor eksternal dan dapat dikalahkan dengan menghilangkan kapasitor. Keluaran Data Tersedia mengarah ke tingkat tinggi ketika entri keyboard yang valid telah dibuat. Data Output yang tersedia kembali ke level rendah saat dimasukkan kunci dilepaskan, bahkan jika kunci lain ditekan. Data Tersedia akan kembali tinggi untuk menunjukkan penerimaan yang baru kunci setelah periode debounce normal; roll-over dua tombol ini disediakan di antara dua sakelar. Sebuah register internal mengingat tombol terakhir yang ditekan genap setelah kunci dilepaskan. Output 3-STATE menyediakan perluasan yang mudah dan pengoperasian bus serta kompatibel dengan LPTTL. fitur
  • sakelar maksimum 50 kW pada resistansi
  • On atau off chip clock
  • Perangkat pull-up baris pada chip
  • 2 tombol berguling
  • Penghapusan keybounce dengan kapasitor tunggal
  • Register kunci terakhir pada keluaran
  • 3-STATE output LPTTL kompatibel
  • Kisaran pasokan yang luas: 3V hingga 15V
  • Konsumsi daya rendah

d. Keypad

Keypad Matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara maktriks (baris x kolom) sehingga dapat mengurangi penggunaan pin input. Sebagai contoh, Keypad Matriks 4×4 cukup menggunakan 8 pin untuk 16 tombol. Hal tersebut dimungkinkan karena rangkaian tombol yang disusun secara horizontal membentuk baris dan secara vertikal membentuk kolom.

4. Percobaan [Kembali] 

 

Prinsip kerja dari rangkaian di atas adalah, ketika tombol pada keypad ditekan maka nilai yang ditekan pada keypad akan ditampilkan pada 7-Segment. Prinsipnya, pertama mikrokontroler mengirimkan alamat untuk mengakses I/O IC 8255 melewati A0-A15, kemudian masuk ke IC 74273 D0-D7. Alamat tersebut akan dilewatkan dari D0-D7 ke Q0-Q7 apabila sinyal kontrol alih dikeluarkan oleh pin ALE mikroprosesor dan diinverterkan sebelum diumpankan ke CLK IC 74273. Apabila telah aktif sinyal CLK, maka alamat akan ditahan di Q0-Q7 IC 74273. kemudian jika Q1-Q5 IC 74273 yang membawa alamat dari AD9-AD11 dihubungkan dengan decoder 74154. maka ketika nilai AD9-AD11 ini berlogika 0 semua dan E1 E1 IC ini juga berlogika 0, maka pin 0 IC 75154 akan berlogika nol yang kemudian pin ini dihubingkan dengan CS pada IC 8255. sehingga alamat yang dikirimkan adalah untuk akses IC 8255.

Kemudian untuk mengirim data dari Mikroprosesor 8086 ke IC I/O 8255, pin AD0-AD7 mikroprosesor dihubungkan dengan pin D0-D7 IC 8255. PORTA IC 8255 menjadi output bagi mikroprosesor untuk kemudian dihubungkan dengan output keypad dan PORTB pada IC ini dihubungkan dengan input Keypad serta PORTC pada IC ini sebagai output yang dihubungkan dengan 7-Segment.

5. Video Simulasi [Kembali] 

 

6. Link Download [Kembali]  

7. Contoh Soal [Kembali]

By di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar