Sabtu, 19 Oktober 2024
SOAL NOMOR 1 UJIAN TENGAH SEMESTER
GANJIL 2024-2025
1.Tujuan[kembali]
Dapat merancang dan mensimulasikan dengan bantuan logic state dan logic probe suatu rancangan rangkaian decoder memori I/O untuk suatu sistem minimum 8086.
2. Alat dan Bahan[kembali]
- RAM-0 61116
.png)
- RAM-1 6232
- ROM 2764
.png)
- PPI-0
- PPI-1
- PIT
- PIC
3. Dasar Teori[kembali]
- RAM-0 61116
- Spesifikasi: RAM 6116 adalah SRAM (Static RAM) dengan kapasitas 2K x 8-bit, yang berarti dapat menyimpan 2048 byte data. IC ini umumnya memiliki waktu akses sekitar 150 ns.
- Prinsip Kerja: Data disimpan dalam SRAM tanpa perlu penyegaran terus-menerus. Setiap alamat dalam memori dapat diakses secara acak dan ditulis atau dibaca kapan saja.
- Kegunaan: SRAM seperti 6116 digunakan untuk menyimpan data sementara selama operasi sistem karena kecepatan aksesnya yang cepat dibandingkan dengan DRAM.
- RAM-1 6232
- Spesifikasi: RAM 6232 juga merupakan tipe SRAM dengan konfigurasi 4K x 8-bit, sehingga memiliki kapasitas 4096 byte data.
- Prinsip Kerja: Sama seperti SRAM lainnya, RAM 6232 mempertahankan data selama daya tersedia tanpa memerlukan penyegaran. Data dapat diakses secara acak.
- Kegunaan: Biasanya digunakan sebagai memori sementara atau cache di sistem yang memerlukan akses data cepat.
- ROM 2764
- Spesifikasi: ROM 2764 adalah EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) dengan kapasitas 8K x 8-bit (total 64KB). Data dalam ROM ini dapat dihapus menggunakan sinar UV dan kemudian diprogram ulang.
- Prinsip Kerja: ROM digunakan untuk menyimpan program atau data yang bersifat tetap. Saat diakses oleh mikroprosesor, data hanya dapat dibaca dan tidak dapat diubah kecuali dengan proses khusus.
- Kegunaan: ROM 2764 digunakan untuk menyimpan program atau firmware sistem yang harus selalu tersedia saat perangkat dinyalakan.
- PPI-0
- Spesifikasi: IC 8255 adalah antarmuka yang dapat diprogram untuk berkomunikasi antara mikroprosesor dan perangkat I/O lainnya. Setiap PPI memiliki tiga port I/O 8-bit (Port A, Port B, dan Port C).
- Prinsip Kerja: Port-port pada PPI dapat dikonfigurasi sebagai input atau output sesuai kebutuhan. PPI dapat bekerja dalam tiga mode:
- Mode 0: Basic Input/Output.
- Mode 1: Handshake Input/Output.
- Mode 2: Bidirectional Data Transfer.
- Kegunaan: PPI digunakan untuk mengontrol perangkat eksternal seperti keyboard, display, atau perangkat I/O lainnya.
- PPI-1
- Spesifikasi: IC 8255 adalah antarmuka yang dapat diprogram untuk berkomunikasi antara mikroprosesor dan perangkat I/O lainnya. Setiap PPI memiliki tiga port I/O 8-bit (Port A, Port B, dan Port C).
- Prinsip Kerja: Port-port pada PPI dapat dikonfigurasi sebagai input atau output sesuai kebutuhan. PPI dapat bekerja dalam tiga mode:
- Mode 0: Basic Input/Output.
- Mode 1: Handshake Input/Output.
- Mode 2: Bidirectional Data Transfer.
- Kegunaan: PPI digunakan untuk mengontrol perangkat eksternal seperti keyboard, display, atau perangkat I/O lainnya.
- PIT
- Spesifikasi: PIT adalah IC penghitung yang dapat diprogram untuk menghasilkan sinyal waktu pada interval tertentu. Setiap chip memiliki tiga counter, dan masing-masing counter dapat diprogram secara independen.
- Prinsip Kerja: PIT bekerja dengan menghitung pulsa dari clock yang masuk dan menghasilkan keluaran pada interval waktu yang telah diprogram. Counter ini dapat dikonfigurasi dalam beberapa mode seperti Mode Square Wave, Mode Rate Generator, dan lain-lain.
- Kegunaan: PIT digunakan untuk berbagai keperluan seperti menghasilkan sinyal waktu (clock), mengatur frekuensi suara pada speaker, atau untuk mengontrol fungsi waktu lainnya dalam sistem.
- PIC
- Spesifikasi: PIC 8259 adalah pengendali interrupt yang dapat diprogram dan dirancang untuk mengatur dan memprioritaskan interrupt dari beberapa sumber. IC ini dapat menangani hingga 8 interrupt sekaligus dan dapat dikaskade untuk menangani hingga 64 interrupt.
- Prinsip Kerja: PIC mengelola permintaan interrupt dari perangkat periferal dan menentukan prioritas interrupt mana yang harus ditangani terlebih dahulu oleh CPU. Ketika ada interrupt yang aktif, PIC akan memberi sinyal pada CPU dan memberikan vektor interrupt yang sesuai.
- Kegunaan: PIC digunakan dalam sistem mikroprosesor untuk mengatur dan mengelola interrupt dari berbagai perangkat eksternal, memungkinkan CPU untuk menangani tugas dengan efisiensi lebih tinggi.
Untuk melakukan percobaan perancangan dan simulasi rangkaian decoder memori I/O dalam sistem minimum 8086 menggunakan komponen seperti Logic State dan Logic Probe, kita akan mengikuti beberapa langkah yang terstruktur. Prosedur ini dilakukan untuk memverifikasi dan memahami cara kerja sistem dalam mengakses memori dan perangkat I/O. Berikut adalah prosedur langkah demi langkah:
1. Persiapan Alat dan Komponen
- Perangkat lunak yang digunakan: Proteus atau perangkat simulasi serupa.
- Komponen utama:
- Mikroprosesor 8086.
- RAM (misalnya, 6116 atau 6264).
- ROM (misalnya, 2732).
- IC Decoder (misalnya, 74LS138).
- Perangkat I/O (misalnya, PPI 8255).
- Logic State: digunakan untuk memberikan sinyal input tertentu (0 atau 1).
- Logic Probe: digunakan untuk memantau keluaran dari rangkaian untuk memastikan logika bekerja dengan benar.
2. Rancang Rangkaian Decoder Memori dan I/O
- Rancang rangkaian menggunakan IC decoder (74LS138) untuk menghasilkan sinyal seleksi memori dan I/O.
- Konfigurasi rangkaian decoder dengan menggunakan sebagian address lines dari 8086 untuk menentukan alamat memori atau I/O mana yang sedang diakses.
- Misalnya, hubungkan address lines (A19-A17) sebagai input ke IC decoder untuk memilih blok memori yang akan digunakan.
- Gunakan sinyal ALE (Address Latch Enable) dan IO/M dari 8086 untuk membedakan antara akses memori dan akses I/O.
3. Menyusun Rangkaian dalam Simulasi
- **Hubungkan mikroprosesor 8086** ke ROM, RAM, dan perangkat I/O sesuai dengan alamat memori dan decoder yang dirancang.
- Pastikan ROM terhubung di alamat yang sesuai (misalnya, mulai dari alamat 0000H).
- Hubungkan RAM ke alamat memori tertentu (misalnya, mulai dari alamat 2000H).
- Hubungkan perangkat I/O melalui PPI 8255 dengan alamat I/O yang sudah ditentukan menggunakan IC decoder.
4. Penggunaan Logic State untuk Pengujian Input
- Gunakan komponen Logic State untuk mengatur kondisi alamat (address lines) yang akan diakses oleh mikroprosesor.
- Ubah nilai pada Logic State untuk mensimulasikan kondisi di mana 8086 mengakses alamat memori atau I/O tertentu.
5. Penggunaan Logic Probe untuk Memeriksa Output
- Tempatkan Logic Probe pada pin output dari IC decoder atau pada sinyal kontrol memori/I/O untuk memeriksa apakah output sesuai dengan kondisi yang diinginkan.
- Monitor perubahan status dari output Logic Probe untuk melihat apakah IC decoder mengaktifkan memori atau I/O yang tepat berdasarkan input address dari mikroprosesor 8086.
6. Prosedur Pengujian Rangkaian
1. Setelah menghubungkan semua komponen, jalankan simulasi pada Proteus.
2. Gunakan Logic State untuk memberikan alamat tertentu ke address lines 8086 dan lihat apakah sinyal kontrol yang benar dihasilkan.
3. Gunakan Logic Probe untuk memverifikasi bahwa sinyal seleksi memori/I/O dihasilkan sesuai dengan input address yang diberikan.
4. Lakukan pengujian untuk beberapa alamat berbeda untuk memastikan bahwa decoder bekerja dengan benar dalam mengaktifkan perangkat memori atau I/O yang sesuai.
5. Perhatikan apakah sinyal seleksi memori hanya aktif untuk ROM saat mengakses alamat program (misalnya, 0000H) dan untuk RAM pada alamat data (misalnya, 2000H ke atas).
7. Analisis Hasil dan Debugging
- Jika hasil pengujian tidak sesuai dengan ekspektasi, periksa koneksi dan logika rangkaian decoder.
- Pastikan IC decoder berfungsi dengan benar dengan mengaktifkan sinyal output hanya ketika kondisi input memenuhi syarat.
8. Dokumentasi dan Kesimpulan
- Catat hasil dari setiap kondisi pengujian dengan Logic Probe.
- Buat kesimpulan mengenai kinerja rangkaian decoder memori dan I/O berdasarkan hasil pengujian.
Prinsip Kerja Rangkaian Decoder
- IC decoder digunakan untuk memecah sinyal dari address bus dan sinyal kontrol dari mikroprosesor 8086.
- Berdasarkan alamat yang diterima, IC decoder akan mengaktifkan sinyal seleksi untuk komponen memori atau perangkat I/O tertentu.
- Dengan demikian, hanya perangkat yang benar (memori atau I/O) yang aktif dan terhubung dengan mikroprosesor sesuai dengan kebutuhan alamat yang diakses.
Prosedur ini memungkinkan kita untuk merancang dan memvalidasi rangkaian sistem minimum 8086 dengan menggunakan teknik simulasi dan peralatan virtual seperti Logic State dan Logic Probe untuk mengidentifikasi dan memecahkan masalah yang mungkin terjadi pada rangkaian decoder memori dan I/O.
Gambar Rangkaian dan Prinsip Kerja
· Alamat dari Mikroprosesor: Mikroprosesor menghasilkan alamat bus yang akan digunakan untuk mengakses memori atau port I/O.
· Decoder Menerima Alamat: Decoder menerima sebagian dari alamat bus ini sebagai input.
· Decoder Menghasilkan Sinyal Kontrol: Berdasarkan alamat yang diterima, decoder akan menghasilkan sinyal kontrol yang akan mengaktifkan perangkat I/O tertentu.
· Perangkat I/O Aktif: Perangkat I/O yang dipilih akan melakukan operasi baca atau tulis data sesuai dengan instruksi yang diberikan oleh mikroprosesor.
