1. Tujuan [Kembali]
Untuk memahami bagaimana IC 8255,RAM 6264,RAM6116, ROM 2732, decoder 74LS138 bekerja.
2. Komponen [Kembali]
1. 8086
2. 74LS138
3. 74HC373
4. 74LS245
5. RAM-0 6116
6. RAM-1 6264
7. ROM 2732
8. 8255A
9. ADC 0804
10. DAC 0808
11. Button
12. Dioda
- Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.
13. Kapasitor
14. Resistor
Resistor merupakan komponen pasif yang memiliki nilai resistansi tertentu dan berfungsi untuk menghambat jumlah arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya resistor nilai tetap (fixed resistor), resistor variabel (variabel resistor), thermistor, dan LDR.
Cara membaca nilai resistor yaitu dengan menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).
5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor
15. Power supply
power supply adalah perangkat keras yang berfungsi untuk menyediakan tegangan langsung ke komponen, dalam casing yang membutuhkan tegangan.
16. OP-AMP
Operational Amplifier adalah suatu perangkat penguat elektronik yang dirancang untuk memperkuat perbedaan potensial (tegangan) antara dua inputnya. Dengan menggunakan beberapa transistor dan komponen elektronik lainnya, op-amp memiliki kemampuan untuk menghasilkan penguatan yang sangat tinggi terhadap sinyal input. Op-Amp memiliki dua input (inverting dan non-inverting) dan satu output.
Potensiometer merupakan suatu komponen listrik yang berfungsi sebagai resistor variabel, yaitu potensiometer adalah suatu resistor yang nilainya dapat diubah-ubah (dalam batas tertentu).
3. Dasar Teori [Kembali]
a. Mikroprosesor
Mikroprosesor 8088 adalah mikroprosesor yang mempunyai dua pilihan operasi yaitu dalam sistem minimum atau sistem maksimum. Perbedaan utama dalam dua pilihan ini adalah mikroprosesor pada sistem minimum tidak menggunakan IC co-processor 8087 dan sebaliknya mikroprosesor pada sistem maksimum memakai IC co-processor 8087. Sistem minimum 8088 selain perangkat hardware juga memerlukan perangkat software untuk menjalankan sejumlah instruktur program dan data.
Mikroprosesor 8088 merupakan prosesor dengan register internal 16 bit yang dapat menangani peripheral 8 bit. Pada saat mikroprosesor 8088 diproduksi dengan kemampuan peripheral 8 bit dan sesuai kebutuhan pasar industri saat itu yang baru membutuhkan peripheral 8 bit sehingga mikroprosesor 8088 lebih dikenal daripada mikroproses 8086.
Mikroprosessor 8088 maupun 8086 mempunyai kelebihan dibandingkan prosesor lainnya seperti Zilog, Motorola dan lain-lain karena memiliki instruksi transfer data yang jauh lebih lengkap dan dapat mengakses memori sebesar 1 Mega byte. Selain itu, setiap instruksi pada 8088 dapat dilaksanakan pada 8086 dan sampai mikroprosesor saat ini yang banyak dipakai di PC yang berstandardkan prosesor Intel tanpa ada perubahan sama sekali.
Adapun perangkat sistem minimum 8088 yaitu:
a. Unit CPU ( Central Processing Unit ) yaitu tempat pengolahan data berupa operasi logika maupun operasi arithmatik yang dilakukan dalam register-register 16 bit, antara lain register dasar AX,BX, CX, DX; register Pointer dan Index SI, DI, SP,BP; Register Segment CS, DS, SE, SS dan Register Flag IP. Rangkaian mikroprosesor 8088 dilengkapi dengan:
a. IC 8284 yang merupakan Generator Sinyal Persegi dan rangkaian kristal serta rangkaian Reset.
b. Rangkaian Buffer menggunakan IC 74LS240 yang berfungsi menaikkan Fan-out bus data receiver maupun transmiter untuk dibebani ke rangkaian aplikasi atau slot-slot pengembangan.
c. Rangkaian Latch menggunakan IC 74LS373 yang berfungsi untuk menahan bit-bit address A7 – A0 yang multipleks dengan data.
d. Rangkaian dekoder untuk sinyal kontrol RD & WR menggunakan IC 74LS138 yang menghasilkan sinyal kontrol memori MEMR & MEMW dan sinyal kontrol I-O IOR & IOW.
e. Unit Memori (RAM dan ROM) yaitu ROM 2716, 2732, 2764 atau 27128 digunakan sebagai tempat penyimpanan data / program secara permanan dan RAM 6116 6232, 6264, atau 62128 digunakan sebagai tempat penyimpanan data sementara selama CPU tidak diReset atau tegangan supply tidak putus. Untuk saat ini, ROM bersifat EEPROM yaitu data / program dapat ditulis dan dihapus dengan memberikan suatu tegangan tertentu ke IC tersebut. Unit memori dilengkapi dengan rangkaian dekoder IC 74LS139 atau 74LS138 untuk menghasilkan sinyal kontrol CS (chip select) bagi RAM dan ROM.
f. Unit Input Output (PPI 8255, PIT 8253, PIC 8259 maupun AD/DA Converter) yaitu digunakan mikroprosesor untuk dapat berhubungan dengan peripheral luar seperti switch, keypad, 7-segment, Dot-matrik, LCD, motor DC dan lain-lain. Unit I-O dilengkapi dengan rangkaian dekoder IC 74LS139 atau 74LS138 untuk menghasilkan sinyal kontrol CS (chip select) I/O.
Sedangkan perangkat lunak (software) adalah berupa program yang terdiri dari instruksi dan data. Untuk mikroprosesor 8088 menggunakan program assembler 8088 versi DOS atau dapat menggunakan versi baru yaitu versi windows simulator asm86.
Aplikasi utama sistem minimum 8088 yang akan dibahas di buku ini adalah kontrol suhu ruangan menggunakan komponen aplikasi seperti sensor suhu dengan display dot-matrik disamping komponen yang sudah dibahas di buku teknik Interface
Adapun diagram blok sistem minimum mikroprosesor 8088 adalah seperti gambar dibawah. Dari gambar ini terlihat bahwa kapasitas memori maksimum adalah 1 Mbyte atau dapat dihitung dari kombinasi pin address sejumlah 20 bit (A0 s/d A19).
b. Rangkaian Lacth Dan Buffer
Untuk menghubungkan address ke memori atau I-O maka diperlukan pemisahan address rendah yang multiplek dengan data dengan memakai rangkaian latch dan buffer. Rangkaian latch akan selalu aktif dengan terhubungnya ke ground kaki LE maka untuk bekerjanya IC latch ini diperlukan sinyal kontrol yang di-input-kan ke kaki –OE. Pin -OE mendapat input dari pin ALE yang merupakan sinyal kontrol yang artinya pin ini akan aktif setiap mikroprosesor meng-output-kan address. Sedangkan untuk memisahkan data dengan address maka dipakai IC buffer. IC buffer diaktifkan melewati pin –E yang mendapat sinyal kontrol DEN yang artinya mikroprosesor melakukan akses data (Read atau Write). Sesudah itu IC buffer akan bekerja dengan menerima sinyal kontrol DT/-R dari mikroprosesor. Apabila mendapatkan sinyal kontrol DT yang berlogika 1 ke pin DIR dari IC buffer maka data dilewatkan dari mikrorposesor ke memori atau I-O dan sebaliknya jika sinyal kontrol –R yang berlogika 0 ke pin DIR dari IC buffer maka data dilewatkan dari memori atau I-O ke mikroprosesor.
c. Decoder
d. 8255A
Karena bus data pada PPI 8255 hanya satu buah sedangkan port PPI ada 3 buah, bus data tidak dapat terhubung dengan ketiga port pada waktu yang bersamaan. Oleh karenanya, untuk menghubungkan bus data dengan salah satu port dapat dilakukan dengan memberikan kombinasi data tertentu pada pin A0 dan A1 sebagai berikut.
PPI-8255 mempunyai 24 pin I/O yang terdiri dari 3 port, yaitu:
– Port A (8 pin) disebut atau ditandai PA0-PA7
– Port B (8 pin) disebut atau ditandai PB0-PB7
– Port C (8 pin) disebut atau ditandai PC0-PC7
Ketiga port ini dapat berfungsi sebagai port keluaran (untuk mengeluarkan data)dan sebagai port masukan (untuk menerima data). Ketiga port tersebut dikelompokkan dalam 2 group A dan B dimana:
– Group A
Port A (PA0-PA7) dan Port C Upper (PC0-PC4)
– Group B
Port B (PB0-PB7) dan Port C lower (PC5-PC7)
Untuk mengatur (mendefinisikan) fungsi masing-masing port dapat dilakukan dengan memberikan kata kendali (control word) berupa 8 angka biner pada pin D0,D1,.. D7 (bus data). Selain itu untuk mendefinisikan fungsi ketiga port, kendali port ini juga berfungsi untuk mendefinisikan mode, bit set, bit reset, dan lain-lain. Untuk lebih jelasnya, dapat kita lihat pada gambar 2.14 ini adalah format data kendali beserta maksudnya
PPI-8255 dapat dioperasikan dalam 3 mode:
Mode 0 : Port A, Port B, dan Port C bekerja sebagai port I/O sederhana,yaitu tanpa hubungan dengan perangkat keras
Mode 1 : Port A dan Port B bekerja sebagai port I/O yang dilengkapi dengan hubungan otomatis, yaitu dengan menggunakan sebagian dari pin – pin untuk port C.
Mode 2 : Port A, dapat dibuat bekerja sebagai port I/O dua arah, sekaligus untuk menerima masukan dan mengeluarkan data, dilengkapi dengan hubungan.
Dari ketiga mode yang tersedia tersebut, yang akan kita gunakan adalah mode 0, mode yang paling sederhana untuk keperluan antarmuka.
(-)Peta alamat I/O
Dalam menentukan alamat I/O maka harus dipilih alamat Yang kosong (reserved) sehingga tidak mengganggu device yang lain yang telah ada sebelumnya. Untuk itu maka dipilih alamat 03E0H – 03E3H untuk keperluan PPI-8255.
Pada rancangan kartu PPI 8255 yang diperlihatkan pada gambar diatas digunakan sebuah saklar 8-bit yang kombinasinya dapat di set sedemikian rupa untuk menjaga agar daerah kerja kartu berada pada alamat 0300H-031FH. Kedelapan saklar tersebut dihubungkan dengan A2-A9 pada slot ekspansi. Pada rangkaian ini, digunakan pula sebuah komparator 74LS688, yang akan selalu membandingkan alamat dari CPU dengan alamat daerah kerja kartu PPI. Bila hasil perbandingan oleh komparator sama, akan dikirimkan sebuh sinyal yang mengaktifkan CS (mengaktifkan CS berarti mengaktifkan PPI 8255).
Karena daerah kerja kartu berada pada alamat 0300H-031FH, dari 20-bit alamat yang dimiliki oleh slot ekspansi, hanya 10-bit alamat yang digunakan. Pada tabel dibawah terdapat alamat yang digunakan untuk kartu PPI tersebut.
Dari tabel diatas, bila kita akan memilih daerah kerja kartu PPI, kita dapat melakukannya dengan mengubah bit-bit pada A2,A3 dan A4.
Slot ISA
ISA (Industrial Standard Architecture) adalah salah satu slot yang tersedia pada suatu komputer untuk mentransfer data. Piranti I/O atau interface card dapat dipasang pada slot ISA untuk dapat menghubungkan komputer dengan peralatan I/O. Slot ISA yang terpasang pada motherboard komputer bisa dipakai untuk 8-bit yang merupakan subset dari ISA 16-bit. Slot ISA merupakan suatu tempat piranti tambahan yang dipasang pada komputer sehingga pada motherboard disediakan tempat yang bisa digunakan untuk memasang piranti tersebut. Ada 2 macam slot yaitu ISA dan PCI yang kegunaannya disesuaikan dengan piranti yang akan dipasang.
Fungsi pin-pin pada slot ISA IBM PC
- D0 – D7 (Data 0 – Data 7): Data bus uP8088, 8 bit, bidirectional.
- MEMR (MEMory Read) dan MEMW (MEMory Write) yang menandakan µP sedang melakukan pembacaan / penulisan memori.
- IOR (I/O Read) dan IOW (I/O Write) yang menandakan µP sedang melakukan pembacaan / penulisan rangkaian I/O.
- ALE ( Address Latch Enable ) adalah Menandakan AD0 – AD7 dan A8 – A19 µP 8088 berisi A0 – A19.
- AEN (Address Enable) adalah Setiap mikroprosesor mengirimkan Address maka sinyal kontrol AEN diaktifkan.
e. Analog to Digital Converter
Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi bentuk sinyal digital. IC ADC 0804 dianggap dapat memenuhi kebutuhan dari rangkaian yang akan dibuat. IC jenis ini bekerja secara cermat dengan menambahkan sedikit komponen sesuai dengan spesifikasi yang harus diberikan dan dapat mengkonversikan secara cepat suatu masukan tegangan.Diagram konfigurasi pin ADC0804 ditunjukkan pada gambar, Pin 11 sampai 18 (keluaran digital) adalah keluaran tiga keadaan, yang dapat dihubungkan langsung dengan bus data bilamana diperlukan. Apabila CS (pin 1) atau RD (pin2) dalam keadaan high (“1”), pin 11 sampai 18 akan mengambang (high impedanze), apabila CS dan RD rendah keduanya, keluaran digital akan muncul pada saluran keluaran. Sinyal mulai konversi pada WR (pin 3). Untuk memulai suatu konversi, CS harus rendah. Bilamana WR menjadi rendah, konverter akan mengalami reset, dan ketika WR kembali kepada keadaan high, konversi segera dimulai.
Pin No | Function | Name |
1 | Activates ADC; Active low | Chip select |
2 | Input pin; High to low pulse brings the data from internal registers to the output pins after conversion | Read |
3 | Input pin; Low to high pulse is given to start the conversion | Write |
4 | Clock Input pin; to give external clock. | Clock IN |
5 | Output pin; Goes low when conversion is complete | Interrupt |
6 | Analog non-inverting input | Vin(+) |
7 | Analog inverting Input; normally ground | Vin(-) |
8 | Ground(0V) | Analog Ground |
9 | Input pin; sets the reference voltage for analog input | Vref/2 |
10 | Ground(0V) | Digital Ground |
11 | 8 bit digital output pins | D7 |
12 | D6 | |
13 | D5 | |
14 | D4 | |
15 | D3 | |
16 | D2 | |
17 | D1 | |
18 | D0 | |
19 | Used with Clock IN pin when internal clock source is used | Clock R |
20 | Supply voltage; 5V | Vcc |
Konversi detak konverter harus terletak dalam daereh frekuensi 100 sampai 800kHz. CLK IN ( pin 4) dapat diturunkan dari detak mikrokontroller, sebagai kemungkinan lain, kita dapat mempergunakan pembangkit clock internal dengan memasang rangkaian RC antara CLN IN ( pin 4) dan CLK R ( pin 19). Pin 5 adalah saluran yang digunakan untuk INTR, sinyal selesai konversi. INTR akan menjadi tinggi pada saat memulai konversi, dan akan aktif rendah bila konversi telah selesai. Tepi turun sinyal INTR dapat dipergunakan untuk menginterupsi sistem mikrokontroller, supaya mikrokontroller melakukan pencabangan ke subrutine pelayanan yang memproses keluaran konverter. Pin 6 dan 7 adalah masukan diferensial bagi sinyal analog. A/D ini mempunyai dua ground, A GND (pin 8) dan D GND ( pin10). Kedua pin ini harus dihubungkan dengan ground. Pin 20 harus dihubungkan dengan catu daya +5V. Pada A/D 0804 merupakan tegangan referensi yang digunakan untuk offset suatu keluaran digital maksimum
Rangkaian ADC adalah untuk merubah besaran analog menjadi besaran digital, misalnya masukan analog berupa besaran listrik
f. Digital to Analog Converter (DAC)
Fungsi DAC (Digital to Analog Converter) adalah mengubah (mengkonversi) sinyal digital menjadi sinyal analog. DAC (Digital to Analog Convertion) adalah perangkat atau rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah suatu isyarat digital (kode-kode biner) menjadi isyarat analog (tegangan analog) sesuai harga dari isyarat digital tersebut. DAC (digital to Analog Convertion) dapat dibangun menggunakan penguat penjumlah inverting dari sebuah operasional amplifier (Op-Amp) yang diberikan sinyal input berupa data logika digital (0 dan 1). Blok diagram DAC ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
g. Sensor Suhu LM 35
LM 35 adalah sensor temperatur sederhana yang banyak digunakan untuk aplikasi kontrol suhu karena selain harganya cukup murah, linearitasnya cukup bagus. LM35 tidak membutuhkan kalibrasi eksternal yang menyediakan akurasi ±¼°C pada temperatur ruangan dan ±¾°C pada kisaran -55 to +150°C. LM35 dioperasikan pada 55° hingga +150°C, sedangkan LM35C pada -40°C hingga +110°C, dan LM35D pada kisaran 0-100°C. Sensor LM35 bekerja secara linear dimana kenaikan tegangan sebesar 10mV untuk setiap kenaikan suhu 1°C (300mV pada 30 °C). Untuk menggunakan LM35, cukup menhubungkan keluaran dari pin Vout untuk dapat dihubungkan langsung ke ADC (misal ADC 0804 8 bit)
h. Sensor Touch
Merupakan sensor yang mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil.
Pin Out
i. Water sensor
Spesifikasi:
- Vin : DC 3V-5V
- Arus : <20mA
- Output : Analog
- Sensing area : 40mm x 16mm
- Working temperature: 10'C~30'C.
- Dimensi : Panjang 6cm x lebar 2.1cm
- Berat : 20 gram
Water sensor adalah controller yang bisa mendeteksi volume air, tinggi air, serta kualitas air di dalam tangki, sungai, danau, dan sejenisnya dengan akurat dan mudah. Sensor ini merupakan perangkat yang bisa mematikan atau mengobarkan pompa air secara otomatis andai air mulai berakhir atau sudah nyaris penuh.
Tabel water temperature sensor
PIR Sensor Module Pinout Configuration
Pin Number | Pin Name | Description |
1 | Vcc | Input voltage is +5V for typical applications. Can range from 4.5V- 12V |
2 | High/Low Ouput (Dout) | Digital pulse high (3.3V) when triggered (motion detected) digital low(0V) when idle(no motion detected |
3 | Ground | Connected to ground of circuit |
PIR Sensor Features
- Wide range on input voltage varying from 4.V to 12V (+5V recommended)
- Output voltage is High/Low (3.3V TTL)
- Can distinguish between object movement and human movement
- Has to operating modes - Repeatable(H) and Non- Repeatable(H)
- Cover distance of about 120° and 7 meters
- Low power consumption of 65mA
- Operating temperature from -20° to +80° Celsius
4. Percobaan [Kembali]
Pada
percobaan kali ini kita akan membuat rangkaian io dan decoder io serta
memori di mana kita membuat dua buah decoder yang digunakan untuk
mengakses interface dan mengakses RAM dan rom sesuai dengan peta memori
berikut
Peta memory untuk RAM dan ROM
Pada
rangkaian ini kita memisahkan antara sensor analog dan sensor digital
pada PPI yang pertama kita gunakan sebagai input sensor digital terlihat
pada gambar rangkaian sensor turbidity dan sensor gas terhubung kepada
port a PPI sehingga ketika mendeteksi gas maka akan mengeluarkan logika 1
dan masuk pada pin pa0 dan mikroprosesor akan membaca dan membandingkan
nilai sehingga nanti akan mengeluarkan output pada PB 0 karena di sini
dalam program kita menggunakan logika x or Maka nanti outputnya akan
berlawanan dengan input yang diberikan maka kita akan menggunakan
inverter untuk merubah nilai dari 0 menjadi 1 sehingga ketika sensor gas
aktif maka dia akan mengaktifkan rangkaian transistor sehingga membuat
kipas udara berputar dan udara dibuang keluar ruangan untuk membersihkan
udara.
Sedangkan
pada sensor turbidity ketika terdeteksi kekeruhan pada air maka dia
akan berlogika satu dan masuk pada pin pa1 dan dibandingkan sehingga
nanti outputnya pada PB 1 adalah nol dan kita masukkan pada inverter
sehingga nanti dia akan mengaktifkan transistor dan membuat LED
indikator bahwa kolam kotor menyala dan bazar berbunyi untuk peringatan
serta menghidupkan pompa untuk mengisi dan membuang air kotor.
Sedangkan
untuk sensor analog kita menggunakan sensor suhu yang terhubung ke ADC
0804, sehingga inputan dari sensor analog diubah menjadi bit-bit digital
pada rangkaian ini kita ingin ketika suhu ruangan itu lebih besar dari
30 derajat maka akan mengaktifkan kipas untuk mendinginkan suhu setelah
kita lihat dan kita perhatikan konversi dari 30 derajat menjadi bit-bit
digitalnya itu adalah 0FH sehingga kita bisa tahu bahwa untuk suhu yang
besar dari 30 derajat maka nilainya itu lebih besar dari 0F maka kita
menggunakan gerbang or yang dihubungkan ke 4 PIN tertinggi dengan dengan
alasan karena kita tahu tadi alamat yang lebih tinggi dari 0f itu
adalah 10H dan seterusnya sehingga ketika nilainya lebih besar daripada
0f maka dia akan mengaktifkan transistor dan memindahkan relay dan
menggerakkan kipas untuk mendinginkan udara dalam ruangan.
5. Video Simulasi [Kembali]
Rangkaian download
Datasheet 8086 download
Datasheet 8255 download
Datasheet ADC0804 download
Datasheet 74LS138 download
Datasheet 74LS245 download
Datasheet 74HC373 download
Datasheet 6116 download
Datasheet 6264 download
Datasheet 2732 download
Datasheet DAC0808 download
Datasheet PIR Sensor download
Datasheet Water sensor download
Datasheet touch sensor download
Library PIR sensor download
Library Water sensor download
Library Touch sensor download
Tidak ada komentar:
Posting Komentar