PERANCANGAN KARTU KOMPUTER MULTI I/O
BERBASIS PPI 8255 120 I/O YANG DAPAT DIPROGRAM
(Skripsi)
Oleh
IRMAN SEPTIANSYAH
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
ABSTRACT
DESIGN OF MULTI I/O (120 I/O) COMPUTER CARD BASES ON PPI 8255 PROGRAMMABLE
By
IRMAN SEPTIANSYAH
In computer system, a lot of facilities are offered by each of computer type, from the old type of computer until the very newest type. One of facility that being offered is slot that available in motherboard such as ISA slots (Industry Standard Architecture). To use this slot facility, a computer card is needed. Computer card that will be design in this research have a general function as I/O (input/output) component that can be programmed.
IC PPI 8255 embedded to computer card which has 120 I/O facilities. PPI was a chip that been design to used in microprocessor system. In this case, 5 pieces of IC PPI 8255 is needed to supply 120 I/O, so it is necessary to addressing each of PPI 8255. For 1 IC PPI 8255 needs 4 addresses which 1 of address is for Control port and the other port I/O. Addressing for this computer card is processed by 2 pieces of IC Decoder 74LS138. Computer card that designed in here is address at 768 to 787. Data process that happened in this computer card is able to result and to receive data. Chip Select signal’s in each of PPI 8255 confirming computer card is access or not.
From this computer card, facility uses that offered by computer can be more effectively the benefits obtained. In addition, computer cards can also be used to assist humans in solving problems that occur.
ABSTRAK
PERANCANGAN KARTU KOMPUTER MULTI I/O BERBASIS PPI 8255 120 I/O YANG DAPAT DIPROGRAM
Oleh
IRMAN SEPTIANSYAH
Dalam sistem komputer, banyak fasilitas yang disediakan oleh berbagai komputer, baik oleh komputer jenis lama maupun komputer jenis terbaru. Salah satu fasilitas yang disediakan adalah slot yang terdapat pada motherboard seperti slot ISA (Industry Standard Architecture). Untuk memanfaatkan fasilitas slot ini dibutuhkan kartu yang dapat diintegrasikan dengan komputer. Kartu komputer yang akan dirancang memiliki fungsi umum sebagai komponen I/O (input/output)
yang dapat diprogram.
IC PPI 8255 ditanamkan pada kartu komputer yang memiliki fasilitas I/O sebanyak 120 I/O. PPI merupakan chip yang dirancang untuk digunakan dalam sistem mikroprosesor. Dalam hal ini dibutuhkan 5 buah IC PPI 8255 agar dapat menyediakan 120 I/O, sehingga dibutuhkan suatu pengalamatan untuk masing-masing PPI 8255 yang digunakan. Untuk masing-masing-masing-masing IC PPI 8255 membutuhkan 4 buah alamat di mana satu alamat untuk Port Control Word dan lainnya untuk Port I/O. Pengalamatan pada kartu komputer ini dikerjakan oleh 2 buah IC Decoder 74LS138. Kartu komputer yang dirancang di sini beralamat pada 768 - 787. Proses data yang terjadi pada kartu komputer ini dapat berlangsung 2 arah yaitu dapat membaca data menulis data. Sinyal Chip Select
pada masing-masing PPI 8255 menentukan diakses atau tidaknya kartu komputer. Melalui kartu komputer ini, fasilitas yang disediakan oleh komputer dapat lebih efektif manfaat yang didapatkan. Selain itu kartu komputer ini juga dapat dimanfaatkan untuk membantu manusia dalam menyelesaikan permasalahan yang terjadi.
PERANCANGAN KARTU KOMPUTER MULTI I/O
BERBASIS PPI 8255 120 I/O YANG DAPAT DIPROGRAM
Oleh
IRMAN SEPTIANSYAH
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
Judul Skripsi : PERANCANGAN KARTU KOMPUTER MULTI I/O BERBASIS PPI 8255 120 I/O YANG DAPAT DIPROGRAM
Nama Mahasiswa : Irman Septiansyah Nomor Pokok Mahasiswa : 0515031053 Program Studi : Teknik Elektro
Fakultas : Teknik
MENYETUJUI
1. Komisi Pembimbing
Sumadi, S.T., M.T. Raden Arum S. P., S.Si., M.T. NIP 197311042000031001 NIP 197101141998031003
2. Ketua Jurusan Teknik Elektro
MENGESAHKAN
1. Tim Penguji
Ketua : Sumadi, S.T., M.T. ____________
Sekretaris : Raden Arum S.P., S.Si., M.T. ____________
Penguji
Bukan Pembimbing : Ir. Emir Nasrullah, M. Eng. ___________
2. Dekan Fakultas Teknik
Dr. Lusmeilia Afriani, DEA NIP 196505101993032008
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tanggamus, Lampung pada tanggal 4 September 1987, sebagai anak ketiga dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Irwan Chan dan Ibu Syahnidar.
Jenjang pendidikan yang ditempuh oleh penulis dimulai dari Sekolah Dasar Muhammadiyah 1 Gisting diselesaikan pada tahun 1999, dilanjutkan ke Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Muhammadiyah 1 Talang Padang diselesaikan pada tahun 2002, kemudian dilanjutkan di Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Pringsewu diselesaikan pada tahun 2005.
supaya mereka mengabdi kepada-
Ku”.
(Al-Qur'an, Surat
Adz-Dzaariyaat: 56)
"Sesungguhnya Allah tidak mengubah keadaan suatu
kaum, sehingga mereka mengubah keadaan yang ada pada
diri mereka sendiri".
(Al-Qur'an, Surat Ar-Ra'd: 11)
"dan bahwasannya seorang manusia tiada memperoleh
selain dari apa yang telah diusahakannya".
(Al-Qur'an,
Surat An-Najm: 39)
“Dan bagi masing
- masing orang memperoleh derajat -
derajat ( seimbang ) dengan apa yang dikerjak
annya”. (Al
-Qur’an, Surat Al An’aam : 132)
"Bekerjalah untuk duniamu seakan
–
akan kamu hidup selamanya.
Dan bekerjalah untuk akhiratmu seakan
–
akan kamu mati esok".
(Hadits Riwayat Turmudzi)
“SELALU BERUSAHA DENGAN SEMANGAT DAN
SELALU TERSENYUM”
“KEGAGALAN YANG ABAD
I ADALAH KETIKA KITA
TIDAK MERENCANAKAN APAPUN KARENA TAKUT
GAGAL … SESUNGGUHNYA
PADA SAAT ITULAH
KITA SEDANG MERENCAKAN KEGAGALAN. DAN
KITA TIDAK AKAN PERNAH GAGAL APABILA KITA
TERUS BERJUANG DAN BERUSAHA UNTUK
Dengan rasa hormat, cinta dan sayangku
Ku dedikasikan Karya sederhana ini Kepada
Kedua Ayahanda dan Ibunda Tercinta
(Irwan Chan & Syahnidar)
Yang senantiasa mencintai, memotivasi dan mendo’akan Ananda,
Terimakasih atas kepercayaan yang diberikan kepada Ananda
Karya Kecilku ini, ku persembahkan kepada:
Abangku Irzal Novriansyah S.E.
Uniku Irni Junita Rahma
Karya Kecilku ini, ku persembahkan kepada:
Guru-guru dan Dosen-dosen ku
dan
limpahkanlah segala bentuk kebaikan di dunia dan akhirat kepada:
Kedua orang tuaku tercinta, yang telah memberikan kasih sayang,
perhatian, dukungan, do’a dan semangat terhadap penulis
Abang dan uniku, yang telah memberikan dukungan untuk penulis dalam menyelesaikan skripsi ini
Teman-teman Laboratorium Teknik Kendali, Dedi Rustiawan, Ali
Ma’ruf, Mahar, Anjun, Arif, Surya, Fathoni, terimakasih atas semua
masukan dan canda tawa selama penulis menyelesaikan skripsi di laboratorium, dan juga menjadi teman nginep penulis di lab kendali. Ajy, fian, ari, Bembeng meng-kretek, yoni, gema, echon, oskar, adith,
arif, fauzan, muhajir, sidik, ali, deka, angga, apriga, beta, christian, dady, deny, bowo, dhimas, edy, fadil, sari, hendraw, niko, joni, fikri, syatria, mahar, marganda, zaki, koko, oki, rano, aghi, sanggam, ali, tomi, tonggo, viktor, wari, wawan, zahroh. Kalian telah memberikan warna dalam kehidupanku. Terimakasih untuk dukungan, semangat, kebersamaannya selama ini. Semoga persaudaraan kita semakin erat!!! Teman-teman elektro sesama penghuni LTET , terimakasih atas
bantuan dan kebersamaannya
Sidiq, hasbi, harun, dani, angga, tomi, amri, alfis, berti, sari, zahroh, wita, bani, ranti, novel, ayu, tri, eka & seluruh pengurus FOSSI FT Unila periode 2007-2008, terimakasih atas kebersamaannya dalam nuansa keluarga yang islami
Anas, asror, tritanah, indra, k’ saiful, k’ fitri, badri, naseh, wahyu, k’
wewin, dewi, evi, rahmah, erna, umil, desta, ika, uswatun, nana, mb’ dini n seluruh pengurus Birohmah periode 2007-2008, terimakasih sudah mau mengajarkan arti perjuangan.
Tomi, nashar, nandar, puji, desta & nida, para deklarator IMAMTA, terimakasih atas perjuangannya untuk mendirikan IMAMTA
Septi, samai, dena, nandar, tri suwandi, muhlisin, rori, anang, basis, agus, cantika & seluruh pengurus IMAMTA periode 2010-2012, terimakasih atas semangatnya. Perjuangan kita belum berakhir. Ayo SEMANGAT…! Tanggamus menunggu peran kita.
i SANWACANA
Puji syukur penulis tujukan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi dengan judul
“Perancangan Kartu Komputer multi I/O Berbasis PPI 8255 120 yang dapat
diprogram” ini adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung.
Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini sangatlah sulit bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Sugeng P. Hariyanto, M. S. selaku Rektor Universitas Lampung;
2. Ibu Dr. Lusmeilia Afriani, DEA., selaku Dekan Fakultas Teknik; 3. Bapak Ir. Abdul Haris, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro;
4. Bapak Sumadi, S.T.,M.T. selaku Pembimbing I Skripsi, Terima kasih atas bimbingan dan bantuannya selama penulis menyelesaikan Skripsi ini;
ii Skripsi;
7. Bapak Agus Trisanto, Ph.D yang telah mengizinkan penulis melaksanakan penelitian di laboratorium Teknik Kendali;
8. Seluruh dosen Teknik Elektro Unila yang telah memberikan banyak ilmu dan pengetahuan kepada penulis;
9. Seluruh staf administrasi Jurusan Teknik Elektro dan staf administrasi Fakultas Teknik Universitas Lampung;
10.Untuk Saudaraku: Bang Iboy, Uni Ita terimakasih atas dukungan dan do’anya; 11.Teman seperjuangan Norman Meyer Gultom, sebagai teman senasib dan
sepenanggungan dalam penyelesaian Skripsi ini;
12.Temen-temen konsentrasi Teknik Kendali & Anak-anak lab. Teknik Kendali, Ali, Dedi (05), Mahar, Rano, Zaki, anjun, arif, surya, dedi (06), wahyu, umam & monang terima kasih telah mengajarkan makna kekeluargaan di lab. Teknik Kendali Tercinta sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini;
13.Semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dari awal kuliah hingga terselesaikannya Skripsi ini.
Semoga Allah SWT membalas semua amal baiknya. Penulis berharap Skripsi ini dapat bermanfaat dan dapat dipergunakan dengan sebaik-bainya. Kritik dan saran sangat bermanfaat dan menunjang skripsi adik-adik yang ingin melanjutkan di masa mendatang.
Bandar Lampung, 18 November 2010 Penulis
iii DAFTAR ISI
Halaman
SANWACANA ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... viii
I. . PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Tujuan Penelitian ... 4
C. Manfaat Penelitian ... 4
D. Permasalahan ... 4
E. Batasan Masalah ... 5
F. Hipotesis ... 5
G. Sistematika Penulisan ... 5
II. TINJAUANPUSTAKA ... 7
A. Sistem Kendali ... 7
1. Sistem Kendali untai Terbuka ... 7
2. Sistem Kendali untai Tertutup ... 8
B. Sistem Kendali On-off ... 9
iv
D. PPI 8255 (Programmable Peripheral Interface 8255) ... 12
1. Deskripsi fungsi 8255 ... 13
2. Control Group ... 15
3. Mode/Protokol komunikasi ... 16
4. Set/Reset Bit ... 18
E. Visual Basic ... 18
1. Pengertian Visual Basic 6.0 ... 18
2. IDE Visual Basic 6.0 ... 19
F. Bahasa Pemrograman pada Visual Basic 6.0 ... 21
1. Variabel ... 21
2. Kontrol Program ... 23
3. Prosedur ... 25
G. Pengaksesan Port Paralel Komputer pada Visual Basic 6.0... 28
III. METODE PENELITIAN ... 32
A. Waktu dan Tempat Penelitian ... 32
B. Alat dan Bahan ... 32
C. Spesifikasi Alat ... 33
D. Tahap-tahap dalam Perancangan Skripsi ... 34
E. Arsitektur PPI 8255 120 I/O dapat Diprogram ... 36
F. Pemrograman Grafic User Interface (GUI) ... 36
G. Perancangan Kartu Komputer ... 40
H. Perancangan PCB single layer pada rangkaian penguji ... 43
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... . 46
v
B. Pembuatan Kartu Komputer ... 49
C. Prinsip Kerja Kartu Komputer... 60
D. Rangkaian Penguji ... 71
E. Grafik User Interface (GUI) ... 72
F. Hasil Pengujian-pengujian ... 80
1. Hasil Pengujian penulisan data ke PPI 8255 ... 80
2. Hasil Pengujian pembacaaan data dari PPI 8255 ... 83
V. SIMPULAN DAN SARAN ... 89
A. Simpulan ... 89
B. Saran ... 90
DAFTAR PUSTAKA ... 91
vi DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Operasi dasar PPI 8255... 15
2. Tipe data pada Visual Basic ... 22
3. Deklarasi Implisit ... 23
4. Operator matematik ... 26
5. Operator perbandingan ... 27
6. Operator logika ... 27
7. Daftar pin dari slot ISA... 40
8. Hubungan pin-pin antar komponen ... 41
9. Mode pengalamatan IC PPI 8255 ... 49
10. Nilai kebenaran IC 74LS138 ... 50
11. Mode pengalamatan dan pemilihan port ... 53
12. Daftar port I/O kartu komputer ... 58
vii
14. Format Control Word ... 67
15. Variasi konfigurasi I/O ... 67
16. Konfigurasi pengiriman data ke control word ... 70
17. Data Tegangan Output Port-port pada PPI 8255 ... 81
viii DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Blok Diagram Sistem Kendali untai terbuka ... 7
2. Blok Diagram Sistem Kendali untai tertutup ... 8
3. Blok Diagram Sistem Kendali ON-OFF ... 9
4. Konfigurasi pin male kartu komputer ... 12
5. Konfigurasi pin female slot ISA 16-bit ... 12
6. Pin IC PPI 8255 ... 13
7. Group Control PPI 8255 ... 17
8. Format Control Word PPI 8255 ... 17
9. Tampilan IDEVisual Basic 6.0 ... 20
10. Diagram alir perancangan dan realisasi alat ... 35
11. Arsitektur PPI 8255 Bit I/O dapat diprogram ... 36
12. Blok Diagram hubungan antar perangkat pengendali ... 37
13. Diagram Alir GUI untuk Pengendalian Rangkaian Elektronika .. 39
14. Desain kartu komputer double layer (tampak depan) ... 42
15. Desain kartu komputer double layer (tampak belakang) ... 42
16. Desain rangkaian penguji output kartu komputer ... 44
17. Desain rangkaian penguji input kartu komputer ... 45
ix
20. Skematik Rangkaian Dekoder ... 52
21. Skematik Diagram Kartu Komputer ... 54
22. (i) Kartu tampak atas (ii) Kartu tampak bawah ... 55
23. Port I/O pada kartu komputer ... 57
24. Penguji Output dan konektor ... 71
25. Penguji Input dan power supply ... 72
26. Menu Utama ... 73
27. Menu Pilihan I/O ... 74
28. Menu Output ... 75
I.
PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Di era globalisasi ini, dunia teknologi semakin hari semakin meningkat, khususnya dalam ilmu komputer. Proses pengolahan dan penguasaan sistem pengendalian yang menggunakan komputer menjadi semakin kompleks, sehingga hampir di setiap penggunaan komputer dituntut untuk mampu menyesuaikan dengan perkembangan yang ada. Perkembangan teknologi saat ini akan terus menciptakan peralatan-peralatan canggih dan meninggalkan peralatan yang sudah lama atau ketinggalan zaman. Begitu juga dalam dunia komputer, peralatan lama seperti komputer Pentium I, II, dan III telah ditinggalkan para konsumen yang beralih ke jenis komputer dengan spesifikasi yang lebih canggih seperti Pentium IV, Dual Core, Core 2 Duo, Core 2 Quad maupun Core 2 Quad Extreme. Dengan adanya pengadaan alat yang lebih canggih ini, dibutuhkan juga dana yang lebih besar juga sehingga tidak semua kalangan masyarakat dapat menikmati kecanggihannya.
bernilai murah seperti komputer Pentium II atau Pentium III, alat yang diusulkan dalam skripsi ini yaitu membuat kartu komputer multi I/O yang dapat diprogram, dengan jumlah input dan output adalah 120 buah dengan menggunakan decoder (IC 74LS138) dan PPI (Programable Peripheral Interface) 8255. Modul PPI 8255 yang digunakan dalam alat ini adalah salah satu faktor utama dalam perancangan dan aplikasinya yang dapat dimodifikasi sesuai dengan keinginan kita. Telah diketahui bersama bahwa komputer dapat dimanfaatkan untuk berbagai kebutuhan, di antaranya sebagai pusat pengendalian peralatan-peralatan tertentu yang diantarmukakan pada port masukan dan port keluaran (I/O port). Dengan adanya kartu komputer multi I/O yang dapat diprogram ini, para konsumen dapat dengan leluasa memanfaatkannya untuk kebutuhan pengendalian sesuai kebutuhannya seperti pengendalian sistem penerangan pada gedung bertingkat.
yang ada di gedung tersebut sehingga para pengguna dapat melakukan aksi kontrol terhadap penerangan gedung tersebut dengan memanfaatkan banyaknya jumlah I/O yang ada. Pemanfaatan kartu ini sangatlah efektif serta ekonomis mengingat komputer yang digunakan untuk mengendalikannya berspesifikasi rendah dan berharga murah namun dapat melakukan aksi pengendalian yang sangat baik.
Di samping itu juga, kartu komputer ini dapat dimanfaatkan dalam berbagai keperluan yang berbasis komputer tergantung kebutuhan pengguna/konsumen. Dengan demikian para pengguna dapat berkreasi untuk menciptakan suatu aksi pengendalian dengan adanya kartu komputer yang siap pakai ini.
Alat ini diharapkan mampu menambah pengetahuan bagi mahasiswa dalam mencari solusi dari suatu permasalahan yang mungkin ditemukan pada saat pengerjaan, cara penggunaan modul tersebut, dan pengendalian input/output
dengan menggunakan komputer. Berdasarkan dari berbagai hal di atas penulis akhirnya mempunyai alasan mengambil judul “Perancangan Kartu Komputer Multi I/O Berbasis PPI 8255 120 I/O yang Dapat Diprogram”.
A. Tujuan Penelitian
B. Manfaat Penelitian
Memberikan kontribusi bagi dunia komputerisasi dalam melakukan aksi kontrol terhadap suatu plant. Dengan adanya kartu ini diharapkan para pengguna dapat berkreasi dalam memanfaatkan kartu ini sesuai kebutuhannya terutama dalam kebutuhan pengendalian yang berbasis komputer.
C. Permasalahan
Suatu rangkaian kendali elektronik atau piranti luar lainnya dapat dihubungkan dengan sebuah komputer melalui suatu slot ekspansi yang disediakan oleh komputer. Pada jenis komputer IBM PC menyediakan beberapa slot ekspansi seperti slot ISA. Untuk menciptakan suatu kartu komputer dibutuhkan proses pengantarmukaan (interface) antara kartu dengan komputer melalui slot ISA. Dalam hal ini pengantarmukaan dilakukan oleh PPI 8255, namun jumlah PPI yang digunakan di sini berjumlah lebih dari satu karena akan diciptakan suatu kartu multi I/O. Untuk itu dibutuhkan suatu pengendali mikro yang dapat mensinergiskan pengantarmukaan PPI dengan slot ISA.
D. Batasan Masalah
2. Komputer yang digunakan dibatasi hanya pada komputer yang menyediakan slot ekspansi semacam slot ISA.
E. Hipotesa
Penerapan teknologi sistem kendali yang dapat mengatur komunikasi
interface antara beberapa PPI 8255 dengan slot ISA sehingga dapat dihasilkan kartu komputer dengan 120 I/O.
F. Sistematika Penulisan
Dalam penulisan tugas akhir ini, disusun suatu sistematika penulisan dengan membaginya menjadi beberapa bab. Susunan sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
I. PENDAHULUAN
Berisi latar belakang, tujuan penelitian, manfaat penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, hipotesis, dan sistematika penulisan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Berisi teori yang mendukung dalam penyusunan laporan tugas akhir meliputi Sistem Kendali, Sistem Kendali On-off, teori dasar mengenai Bus ISA, PPI 8255, Visual Basic 6.0, bahasa pemrograman pada Visual Basic 6.0, port paralel komputer.
III. METODOLOGI PENELITIAN
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi hasil uji coba kartu komputer multi I/O berbasis PPI 8255 120 I/O yang dapat diprogram serta analisa terhadap data yang diperoleh.
V. SIMPULAN DAN SARAN
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Sistem Kendali
Sistem Kendali adalah suatu sistem yang bertujuan untuk mengendalikan suatu proses agar output yang dihasilkan dapat dikontrol sehingga tidak terjadi kesalahan. Dalam hal ini output yang dikendalikan adalah kestabilan, ketelitian, dan kedinamisannya. Secara umum, sistem kendali dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu :
1. Sistem kendali untai terbuka 2. Sistem kendali untai tertutup 1. Sistem Kendali untai Terbuka
Sistem Kendali untai terbuka, outputnya tidak mempengaruhi input. Atau dengan kata lain sistem kendali untai terbuka output tidak dapat digunakan sebagai perbandingan umpan balik dengan input-nya. Akibatnya ketetapan dari sistem tergantung dari kalibrasi. Pada umumnya, sistem kendali untai terbuka tidak tahan terhadap gangguan luar. Di bawah ini adalah gambar diagram blok sistem kendali loop terbuka.
Fungsi alih sistem kendali untai terbuka adalah : Vo(s) = G(s) .Vi(s)
2. Sistem Kendali untai Tertutup
Sistem kendali untai tertutup seringkali disebut sistem kendali umpan balik. Pada sistem kendali untai tertutup, sinyal kesalahan yang bekerja, yaitu perbedaan antara sinyal input dan sinyal umpan balik di-input-kan ke pengendali sedemikian rupa untuk mengurangi kesalahan dan membawa keluaran sistem ke nilai yang dikehendaki. Pada umumnya sistem kendali untai tertutup tahan terhadap gangguan dari luar. Secara umum sistem kendali untai tertutup ini dibagi menjadi dua jenis, yaitu :
1. Sistem kendali kontinyu 2. Sistem kendali diskret
Secara umum gambar Sistem Kendali untai Tertutup adalah sebagai berikut :
Gambar 2. Blok Diagram Sistem Kendali untai Tertutup
Fungsi alih sistem kendali untai tertutup adalah : Vo(s) / Vi(s) = G(s) / (1 + G(s).H(s))
B. Sistem Kendali On-off
Pada sistem kontrol ON-OFF, elemen pembangkit hanya memiliki dua posisi, yaitu ON dan OFF. Kontrol ON-OFF memiliki karakteristik sinyal keluaran dari kontroler u(t) tetap pada salah satu nilai maksimum atau minimum tergantung pada sinyal pembangkit kesalahan positif atau negatif. Diagram blok Sistem Kendali ON-OFF yang memiliki masukan e(t) dan keluaran u(t), ditunjukkan pada Gambar berikut.
Gambar 3. Blok Diagram Sistem Kendali ON-OFF Aksi kontrol ON-OFF ditunjukkan pada persamaan berikut:
Persamaan di atas memiliki nilai U1 dan U2 yang konstan. Nilai minimum U2 dapat sebesar nol atau - U1. Pada sistem kontrol tertutup (close loop), sinyal e(t) merupakan sinyal kesalahan aktuasi (error) sebesar selisih antara sinyal input dengan sinyal umpan balik.
C. Slot Ekspansi ISA
ISA merupakan kependekan dari Industry Standard Architecture, yaitu suatu standardisasi bus pada komputer. Dalam ISA terdapat penyemat-penyemat yang berhubungan dengan bus-bus komputer. Di antaranya adalah penyemat
U1
U2
untuk data, control baca dan tulis, layanan interrupt. ISA mempunyai 8 bit bus data dan 20 bus alamat.
Walaupun belum ada spesifikasi baku dari ISA, namun ada dua hal yang menjadi acuan bus ISA hingga sekarang, yaitu:
1. Kecepatan bus ISA sebesar 8 MHz
2. Lebar data yang digunakan adalah 16 bit (2 byte).
Slot ISA sepenuhnya adalah 16 bit dan slot ISA 8 bit merupakan subset dari ISA 16 bit. Kartu ISA 8 bit bisa dipasang dan dioperasikan pada slot ISA 16 bit, tetapi sebaliknya slot ISA 16 bit tidak bisa dipasang pada slot ISA 8 bit. Hal ini karena slot ISA 8 bit terdiri atas 62 konektor (31 pin x 2 baris), sedangkan slot ISA 16 bit diperluas dari 62 (8 bit) menjadi 98 pin (31 pin x 2 baris + 18 pin x 2 baris).
ISA 8-bit
port, parallel port, controller floppy disk, controller keyboard dan lainnya sangat lambat. Slot ini memiliki 62 konektor.
Meski desainnya sederhana, IBM tidak langsung mempublikasikan spesifikasinya saat diluncurkan tahun 1981, tetapi harus menunggu hingga tahun 1987, sehingga para manufaktur perangkat pendukung agak kerepotan membuat perangkat berbasis ISA 8-bit.
ISA 16-bit
Bus ISA 16-bit adalah sebuah bus ISA yang memiliki bandwidth 16-bit, sehingga mengizinkan transfer rate dua kali lebih cepat dibandingkan dengan ISA 8-bit pada kecepatan yang sama. Bus ini diperkenalkan pada tahun 1984, ketika IBM merilis IBM PC/AT dengan mikroprosesor Intel 80286 di dalamnya. Mengapa IBM meningkatkan ISA menjadi 16 bit adalah karena Intel 80286 memiliki bus data yang memiliki lebar 16-bit, sehingga komunikasi antara prosesor, memori, dan motherboard harus dilakukan dalam ordinal 16-bit. Meski prosesor ini dapat diinstalasikan di atas
motherboard yang memiliki bus I/O dengan bandwidth 8-bit, hal ini dapat menyebabkan terjadinya bottleneck pada bus sistem yang bersangkutan.
ISA 16-bit disebut sebagai AT-bus. Hal ini memang membuat interferensi dengan beberapa kartu ISA 8-bit, sehingga IBM pun meninggalkan desain ini, ke sebuah desain di mana dua slot tersebut digabung menjadi satu slot.
Gambar 4. Konfigurasi pin male kartu komputer
Gambar 5. Konfigurasi pin female slot ISA 16-bit
D. PPI 8255 (PROGRAMMABLE PERIPHERAL INTERFACE 8255)
Gambar 6. Pin IC PPI 8255
Konfigurasi dari 24 jalur I/O ini bisa digunakan untuk masukan, keluaran, ataupun biderectional (dua arah). Pada I/O, yang dikontrol secara software
akan lebih mudah bila dibandingkan dengan pengontrolan secara hardware.
1. Deskripsi fungsi 8255
a. Data bus buffer
Buffer bidirectional theree state ini digunakan untuk antar muka 8255 ke sistem bus data,data dikirim dan diterima oleh buffer berdasarkan eksekusi
input atau output dari CPU. Control Word dan information status juga dikirimkan melalui buffer data bus.
b. Read/Write dan kontrol logika.
Fungsi dari blok ini adalah untuk mengatur semua pengiriman baik internal maupun eksternal dari data dan Control Word. Blok ini menerima
c. Chip Select
Chip Select, jika logika low pada pin input ini maka komunikasi antara 8255 dan CPU akan enable.
d. Read
Read, jika logika low pada pin input ini maka 8255 akan mengirimkan data atau status informasi ke CPU pada bus data.
e. Write
Jika Logika low pada pin input ini maka CPU dapat menulis data atau kata kontrol ke 8255.
f. A0 dan A1
Port select 0 dan port select 1,sinyal input ini berhubungan dengan input RD dan WR, mengontrol pemilihan satu dari tiga port atau register kontrol pin tersebut umumnya dihubungkan ke least significant bit dari bus addres
(A0 dan A1). g. Reset
Logika high pada input pin ini akan menyebabkan reset pada register control dan semua port (A,B,C) akan berfungsi dalam mode input.
h. Port A, B dan C
8255 terdiri atas tiga buah port 8 bit (A, B dan C). semuanya dapat dikonfigurasikan dalam berbagai variasi fungsi bergantung pada sistem software yang diberikan.
Tiap 4 bit port terdiri atas 4 bit latch dan dapat digunakan untuk sinyal output kontrol dan sinyal input status.
2. Control Group
Control group dibagi menjadi dua group, yaitu group A dan group B.
Group tersebut menerima Read/Write Control.
Control group A digunakan untuk :
a. Mengatur port A yang bisa diseting sebagai input/output latch buffer
b. Mengatur 4 upper bit (C4..C7), port C sebagai input buffer atau output latch/buffer jika bekerja pada mode 0.
c. Mengatur 4 upper bit (C4..C7), port C sebagai control group A jika bekerja pada mode 1 atau 2.
Control group B digunakan untuk :
a. Mengatur port B yang bisa di-setting sebagai latch bufferinput/output
b. Mengattur 4 lower bit (C0..C3), port C sebagai input buffer atau output latch/ buffer jika bekerja pada mode 0
c. Mengatur 4 lower bit (C0..C3), port C sebagai control group B jika bekerja pada mode 1 atau 2
Tabel 1. Operasi dasar PPI 8255
A1 A0 RD WR CS Operasi Read/Write 0 0 0 1 0 Port A Data Bus 0 1 0 1 0 Port B Data Bus 1 0 0 1 0 Port C Data Bus 0 0 1 0 0 Data Bus Port A 0 1 1 0 0 Data Bus Port B 1 1 1 0 0 Data Bus Port C x x x x 1 Data Bus Three State 1 1 0 1 0 Illegal Condition
3. Mode/Protokol komunikasi
Transfer data pada PPI 8255 dibagi menjadi tiga protokol komunikasi: 1. Mode 0 (Simple protocol)/Basic input-output
2. Mode 1 (Single handshaking protocol)/Strobed input-output 3. Mode 2 (Double handshaking protocol)/Bi-directional bus
Transfer data pada mode 0 tidak memerlukan sinyal khusus yang menandakan apakah telah terjadi transfer data atau belum. Semua Port I/O dipakai sebagai Input dan Output. Tidak diperlukan sinyal
“Handshake”. Data langsung ditulis atau dibaca dari port yang
bersangkutan.
Fungsi dasar dari 8255 mode 0 adalah :
1. Dua Port-8 bit (Port A & B) serta 2 Port - 4 bit (Port C). 2. Setiap Port dapat dipakai sebagai input atau output. 3. Output di-latch (ditahan); input tidak di-latch (ditahan).
Gambar 7. Group Control PPI 8255
[image:37.595.171.457.436.728.2]Control Word Port digunakan untuk inisialisasi awal yang menentukan PPI 8255 bekerja pada mode 0, 1 dan 2. Control Word juga menentukan port-port mana saja yang digunakan sebagai input dan output serta sebagai sinyal pengendali.
4. Set/Reset Bit
Pada PPI 8255 terdapat port untuk set dan reset sebuah bit, di mana jika terjadi Set atau Reset hanya salah satu port yang dipakai pada Port C. Contoh:
1. Jika Port C saat ini datanya adalah FFH (1111 1111), jika kita akan
me-reset Port C5 (PC5) maka port C hasilnya adalah EFH (1101 1111). 2. Jika Port C saat ini datanya adalah 1FH (0001 1111), jika kita akan
me-set Port C7 (PC7) maka Port C hasilnya adalah 9FH (1001 1111).
E. Visual Basic 6.0
1. Pengertian Visual Basic 6.0
aplikasi dapat berupa program database, program grafis, program kendali, dan lain sebagainya. Di dalam Visual Basic 6.0 sudah terdapat komponen-komponen yang sangat membantu pembuatan program aplikasi.
Beberapa keuntungan menggunakan Visual Basic 6.0 daripada bahasa pemrograman yag lain di antaranya :
1) Tampilan grafis (under Windows) sehingga lebih “bersahabat”.
2) Cara pemrograman relatif lebih mudah sehingga cocok untuk segala tingkat programer.
3) Hubungan dengan perangkat luar (hardware) tidak begitu rumit sehingga cukup mudah untuk meng-implementasikan
sebagai pengendali peralatan elektronik.
2. IDE Visual Basic 6.0
Langkah pertama dalam membuat program aplikasi dengan Visual Basic 6.0 adalah membuat sebuah project. Pembuatan sebuah project dapat dilakukan dengan beberapa cara, di antaranya dengan meng-klik Start | Program | Microsoft Visual Studio 6.0 | Microsoft Visual Basic
6.0. Setelah itu akan terlihat tampilan pilihan jenis New Project, pilih
Gambar 9. Tampilan IDEVisual Basic 6.0
1) Menu
Visual Basic mempunyai tiga belas menu dan masing-masing menu mempunyai fungsi yang berbeda.
2) Toolbar
Toolbar mempunyai fungsi yang sama dengan menu, hanya saja berupa icon-icon gambar dan digunakan sebagai jalan pintas. 3) Toolbox
Toolbox merupakan tempat kontrol-kontrol yang akan digunakan untuk membantu pembuatan program aplikasi. 4) Project Explorer
5) Properties Window
Properties Window berfungsi untuk mengatur properti dari setiap objek kontrol atau form. Pada Properties Window semua objek kontrol dapat diatur karakteristiknya.
6) Form Layout Window
Form layout window berfungsi untuk melihat atau mengetahui posisi tampilan form saat program dijalankan.
7) Form Objek
Form objek digunakan untuk menempatkan atau meletakkan objek dari kontrol-kontrol yang akan digunakan untuk merancang dan membuat program aplikasi.
8) Form Kode
Form kode digunakan sebagai tempat untuk menulis kode-kode program aplikasi.
F. Bahasa Pemrograman pada Visual Basic 6.0
1. Variabel
Setiap melakukan pemrograman, akan selalu memerlukan tempat penyimpanan data, misalnya untuk menampung data hasil perhitungan, menampung data hasil pembacaan register, atau lainnya. Tempat penyimpanan data itu dinamakan Variabel yang merupakan pointer yang menunjuk pada alamat memori fisik tertentu di komputer.
tertentu. Nama variabel menunjuk pada suatu tempat pada memori komputer, sedangkan tipe data mengontrol besarnya memori yang disediakan untuk variabel tersebut. Berikut ini adalah tipe data pada Visual Basic beserta ukuran byte dan range tipe data tersebut.
Tabel 2.Tipe data pada Visual Basic
Tipe Data Ukuran byte Range Integer 2 byte -32768 s.d. 32767 Long 4 byte -2.147.483.648 s.d. 2.147.483.647
Single 4 byte Negatif: -3.402823E38 s.d. -1.401298E-45 Positif: 1.401298E-45 s.d. 3.402823E38 Double 8 byte Negatif: -1.79769313486232E308 s.d. -
4.94065645841247E-324 Positif: 4.94065645841247E-324 s.d. 1.79769313486232E308 Currency 8 byte -922337203685477.5808 s.d.
922337203685477.5807 String 1 byte per
karakter
0 s.d. 2 milyar karakter Byte 1 byte 0 s.d. 255
Boolean 2 byte True (Benar) atau False (salah) Date 8 byte 1 Januari 100 s.d. 31 Desember 9999 Object 4 byte Referensi objek
Variant 16 byte + 1 byte per karakter
Null, error, dan seluruh tipe data yang lain (Boolean, numeric, string, objek, array)
Pada Visual basic terdapat dua cara untuk mendeklarasikan sebuah variabel, yaitu dengan cara deklarasi eksplisit dan cara deklarasi implisit. Deklarasi eksplisit menggunakan pernyataan “Dim” diikuti nama dan tipe datanya, sedangkan deklarasi implisit menggunakan simbol di belakang nama variabel yang mempresentasikan tipe data yang digunakan.
Berikut ini adalah contoh deklarasi eksplisit : Dim Text As String
Tabel 3.Deklarasi Implisit
Tipe data Simbol karakter
Contoh pemakaian
Integer % Angka% = 100
Long Integer
& Angka& = 2147483647
Single ! Angka! = 2147483647000 Double # Konstanta_Pi# =
3.1415926535 Currency @ saldo@ = 1000.50
String $ Nama$ = “Awan”
Pada Visual Basic juga terdapat Konstanta yang merupakan
variabel tetapi nilainya tetap. Dengan konstanta, kode program yang dibuat akan lebih mudah dibaca dan mencegah penulisan yang salah pada kode program yang dibuat. Visual Basic telah menyediakan konstanta-konstanta siap pakai yang dalam penamaannya diawali dengan karakter “vb”, contoh vbRed yang merupakan konstanta untuk warna merah.
2. Kontrol Program
Dengan kontrol program, alur eksekusi program dapat dikendalikan serta dapat menentukan keputusan apa yang harus dikerjakan oleh program pada kondisi tertentu. Kontrol program pada Visual Basic meliputi kontrol pertimbangan kondisi dan keputusan, kontrol pengulangan serta kontrol penyaluran alternatif. Beberapa kontrol program pada Visual Basic yang digunakan pada pemrograman ini :
1) If ... Then
If <syarat kondisi> Then <pernyataan>
End If
2) If ... Then ... Else
Pernyataan ini hampir sama dengan If ... Then ..., yaitu digunakan untuk mengetes suatu kondisi tertentu. Hanya saja, jika suatu kondisi tidak terpenuhi, maka alur program akan mengeksekusi pernyataan yang lain kemudian menentukan suatu tindakan jika salah satu kondisi tersebut terpenuhi.
If <syarat kondisi 1> Then <pernyataan pertama>
ElseIf <syarat kondisi 2> Then <pernyataan kedua> -
ElseIf <syarat kondisi n> Then <pernyataan ke-n> Else <pernyataan>
End If
3) Select ... Case
Pada dasarnya perintah ini sama dengan perintah If ... Then ... Else, yaitu akan mengeksekusi satu blok pernyataan dari beberapa pilihan blok pernyataan. Hanya saja penulisannya lebih ringkas dan lebih mudah dimengerti.
Select Case <kondisi yang diuji>
Case <syarat kondisi 1>
<blok pernyataan pertama>
Case <syarat kondisi 2>
<blok pernyataan kedua>
-
<blok pernyataan ke-n>
End Select
4) Do ... Loop
Perintah Do ... Loop digunakan untuk perulangan suatu blok pernyataan sampai dipenuhinya syarat kondisi yang ditetapkannya.
Do
<blok pernyataan>
Loop Until <syarat kondisi>
5) For ... Next
Perintah ini sama dengan melakukan perulangan seperti perintah Do ... Loop, tetapi dengan For ... Next bisa ditentukan nilai awal dan nilai akhir perulangan serta nilai kenaikannya.
For <nama_variabel> = <nilai awal> To <nilai akhir>
<blok pernyataan>
Next <nama_variabel>
3. Prosedur
Pembuatan program akan lebih mudah dengan memecah program menjadi blok-blok komponen yang lebih kecil yang disebut Prosedur. Pengaturan ini sangat berguna ketika ada bagian program yang sering melakukan tugas yang sama berulang-ulang atau bermaksud membagikannya pada program yang lain.
1) Sub Procedure
sebagai tanggapan atas terbentuknya even, baik even itu merupakan even pemanggilan dari prosedur lain maupun even yang terjadi dari pemakaian program, misal even penekanan tombol kiri mouse.
[Private/Public] [Static] Sub
<nama_prosedur> (argumen)
<blok pernyataan>
End Sub
Setiap kali prosedur dipanggil, blok pernyataan yang ada di antara Sub dan End Sub akan dijalankan.
2) Operator
Operator digunakan pada Visual Basic untuk memanipulasi data maupun untuk melakukan perhitungan. Operator pada Visual Basic dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok yaitu operator matematik, operator perbandingan dan operator logika.
a) Operator Matematik
Operator matematik digunakan untuk melakukan perhitungan matematik.
Tabel 4.Operator matematik
Operator Operasi Contoh pemakaian
^ Pemangkatan Nilai% = 2^2 ‘menghasilkan 4 - Tanda negatif Nilai% = -5 ‘menghasilkan negatif 5 *, / Perkalian dan pembagian Nilai% = (2*3)/6 ‘menghasilkan 1
\ Pembagian integer
Mod Modulus (sisa Pembagian) Nilai% = 10 Mod 5 ‘menghasilkan 2 +, - Penambahan dan
Pengurangan
Nilai% = 6 + 2 - 4 ‘menghasilkan 4 & Penggabungan string Teks$ = “aw” & “an” ‘menghasilkan
b) Operator Perbandingan
[image:47.595.109.517.221.448.2]Operator perbandingan digunakan untuk membandingkan suatu ekspresi dengan ekspresi yang lain dan akan menghasilkan nilai Boolean (False atau True).
Tabel 5.Operator perbandingan
Operator Operasi Contoh pemakaian
= Sama dengan Nilai = (1 + 2) = 3 ‘menghasilkan True
<> Tidak sama dengan Nilai = (1 + 2) <> 3 ‘menghasilkan False
< Lebih kecil Nilai = 2 < 3 ‘menghasilkan True > Lebih besar Nilai = 2 > 3 ‘menghasilkan False
<= Lebih Kecil atau sama dengan Nilai = 2 <= 3 ‘menghasilkan True >= Lebih besar atau sama dengan Nilai = 2 >= 3 ‘menghasilkan False Like Mempunyai cirri yang sama Nilai = “abba” Like “a*” ‘True
Nilai = “abba” Like “a??a” ‘True Nilai = “abba” Like “a?a” ‘False Nilai = “a” Like “[a-z]” ‘True Is Mempunyai referensi obyek
yang sama
Nilai = Command1 Is Label1
c) Operator Logika
Operator logika biasanya digunakan untuk mengekspresikan satu atau lebih ekspresi logika yang akan menghasilkan nilai Boolean.
Tabel 6.Operator logika
Operator Keterangan Tabel Kebenaran Operasi Operan Hasil Not Akan menghasilkan nilai
kebalikan dari nilai operan
Not True False Not False True And Akan menghasilkan true jika
kedua operan-nya berlogika true
Tabel 6. (lanjutan)
Operator Keterangan Tabel Kebenaran Operasi Operan Hasil Or Akan menghasilkan True
jika salah satu operan-nya berlogika True
True Or True True True Or False True False Or True True False Or False False Xor Akan menghasilkan True
jika operan-nya berlogika berbeda
True Xor True False True Xor False True False Xor True True False Xor False False Eqv Akan menghasilkan True
jika operan-nya berlogika sama
True Eqv True True True Eqv False False False Eqv True False False Eqv False True
G. Pengaksesan Port Paralel Komputer Pada Visual Basic 6.0
Pada Visual Basic semua permintaan pengaksesan hardware harus melalui Windows dengan menggunakan program eksternal. Program eksternal itu adalah sebuah file DLL (Dynamic Link Library), dalam program ini penulis menggunakan sebuah file DLL dengan nama io.dll. Untuk menggunakannya, file DLL ini harus diletakkan di direktori //windows/system32 atau diikutkan dalam satu folder program.
Cara penggunaannya adalah sebagai berikut:
File DLL dideklarasikan ke dalam Visual Basic. Pendeklarasiannya adalah sebagai berikut :
Public Declare Sub PortOut Lib "io.dll" _
(ByVal Port As Integer, ByVal Data As Byte)
Public Declare Sub PortWordOut Lib "io.dll" _
[image:48.595.120.507.111.315.2]Public Declare Sub PortDWordOut Lib "io.dll" _
(ByVal Port As Integer, ByVal Data As Long)
Public Declare Function PortIn Lib "io.dll" _
(ByVal Port As Integer) As Byte
Public Declare Function PortWordIn Lib "io.dll" _
(ByVal Port As Integer) As Integer
Public Declare Function PortDWordIn Lib "io.dll" _
(ByVal Port As Integer) As Long
Public Declare Sub SetPortBit Lib "io.dll" _
(ByVal Port As Integer, ByVal Bit As Byte)
Public Declare Sub ClrPortBit Lib "io.dll" _
(ByVal Port As Integer, ByVal Bit As Byte)
Public Declare Sub NotPortBit Lib "io.dll" _
(ByVal Port As Integer, ByVal Bit As Byte)
Public Declare Function GetPortBit Lib "io.dll" _
(ByVal Port As Integer, ByVal Bit As Byte) As Boolean
Public Declare Function RightPortShift Lib "io.dll" _
(ByVal Port As Integer, ByVal Val As Boolean) As Boolean
(ByVal Port As Integer, ByVal Val As Boolean) As Boolean
Public Declare Function IsDriverInstalled Lib "io.dll" () As Boolean
Selanjutnya penggunaan fungsi dan prosedur sebagai berikut:
fungsi PortIn membutuhkan dua parameter yaitu alamat perangkat keras dan variabel hasil pembacaan data dari perangkat keras dengan tipe data byte. Sedangkan prosedur PortOut membutuhkan dua parameter juga, yaitu alamat perangkat keras dan nilai atau variabel yang menyimpan nilai yang akan dikirimkan ke perangkat keras yang bersangkutan.
PortOut Mengirim data dalam format byte (8-bit) ke port tertentu.
PortWordOut Mengirim data dalam format word (16-bit) ke port tertentu.
PortDWordOut Mengirim data dalam format double word (32-bit) ke port tertentu.
PortIn Membaca data dalam format byte (8-bit) dari port tertentu.
PortWordIn Membaca data dalam format word (16-bit) dari port tertentu.
PortDWordIn Membaca data dalam format double word (32-bit) dari port tertentu.
GetPortBit Membaca status dari bit tertentu.
SetPortBit Set bit (=1) pada port tertentu.
ClrPortBit Reset bit (=0) pada port tertentu.
NotPortBit Lakukan inversi (NOT) bit pada port tertentu
RightPortShift Geser bit dari port tertentu ke kanan, LSB MSB.
IsDriverInstalled Akan memberikan nilai bukan-NOL jika io.dll sudah terinstal dan berfungsi. Tujuan utama dari fungsi ini adalah untuk memastikan bahwa penggerak mode kernel pada NT/2000/XP telah diinstal dan dapat diakses.
Untuk mengirimkan data ke port paralel, digunakan fungsi PortOut. Sintak penggunaannya adalah sebagai berikut:
PortOut [Alamat_Port], [Nilai]
Perintah di atas membutuhkan dua parameter, yaitu Alamat_Port dan Nilai yang merupakan alamat port dan nilai data yang ingin dikirimkan ke port tersebut.
Untuk menerima data dari port parallel, digunakan fungsi PortIn. Sintak penggunaannya adalah sebagai berikut:
Variabel Hasil Pembacaan= PortIn([Alamat_Port])
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknik Kendali Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung yang dilaksanakan mulai dari bulan Juli 2009 sampai September 2010.
B. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
No. Alat Manfaat Jumlah
1. Personal Komputer yang memiliki slot ISA
Instrumen yang digunakan sebagai pengendalian
1
2. PPI 8255 Pengantarmukaan komputer dengan kartu
5 3. Slot ISA Tempat menghubungkan data, control
read/write dan layanan interrupt dengan bus-bus yang ada pada papan komputer
1
4. software pendukung, antara lain: Microsoft Visual Basic 6.0, Dip Trace
Perangkat lunak untuk membuat
program pengendali, pembuat rangkaian elektronika
3
5. Multimeter Penguji rangkaian elektronika 1
6. LED Penguji alat 60
7. Jumper Penguji alat 60
No. Alat Manfaat Jumlah 13. Konektor 40 pin Penghubung Input/output dan kartu 3 14. Papan PCB Double
layer
Kartu Komputer 1
15. IC 74LS138 IC Dekoder 2
C. Spesifikasi Alat
Spesifikasi dari alat yang digunakan:
1. PPI 8255 yang digunakan adalah IC PPI 8255 produksi dari NEC
Electronics Inc. yang dipasaran bisa dikenal dengan sebutan D82C55AC-2NEC.
2. Perconal Computer (PC) dengan Prosessor Intel Pentium MMX, 230 MHz, memori RAM 256 MB, Sistem Operasi: Microsoft Windows 98 (4.10, Build 1998)
3. Slot Komputer ISA 16 bit mempunyai 16 bit bus dan 24 bit bus alamat (address).
4. IC 74LS138 sebagai komponen pengendali.
5. LED dan jumper dirangkai dan digunakan sebagai alat untuk Menguji kartu komputer yang dibuat.
6. Socket IC Alat yang digunakan sebagai dudukan IC. 7. Papan PCB Double Layer
D. Tahap - tahap dalam Perancangan Skripsi
1. Merancang Diagram Blok sistem dan Cara Kerja, bertujuan untuk mempermudah realisasi sistem yang akan dibuat.
2. Mengimplementasikan rangkaian, dengan tahap-tahap sebagai berikut: a) Menentukan Arsitektur PPI 8255 120 I/O yang dapat diprogram b) Menentukan komponen yang digunakan dalam rangkaian.
c) Merangkai dan uji coba rangkaian dari masing-masing blok diagram. d) Menggabungkan rangkaian dari setiap blok dalam papan percobaan
(project board) dan dilakukan uji coba. e) Membuat Skematik Diagram
f) Membuat PCB kartu PPI 8255 double layer
g) Membuat rangkaian penguji menggunakan LED sebagai Output dan Saklar sebagai input
h) Rekayasa Perangkat Lunak: membuat program pengujian alat menggunakan Visual Basic 6
i) Dihasilkan Kartu Komputer 120 I/O. 3. Pengujian alat
Mulai
Penentuan Arsitektur PPI 8255 120 I/O dapat
diprogram
Pembuatan skematik PCB kartu PPI 8255
Berhasil
Pembuatan PCB kartu PPI 8255 double layer
Berhasil
Pembuatan Rangkaian Penguji menggunakan LED indikator
Berhasil
Berhasil
Selesai
Dihasilkan kartu PPI 120 I/O dapat diprogram Rekayasa Perangkat Lunak
(i) Membuat program untuk rangkaian penguji (ii) Pengujian kartu PPI 8255 pada slot ISA
1
1 Ya
Tidak
Ya
Tidak
Ya
Tidak
E. Arsitektur PPI 8255 120 Bit I/O dapat diprogram
74LS138
PPI 8255
PPI 8255
PPI 8255
PPI 8255
PPI 8255
C
O
N
E
C
T
O
R
S
L
O
T
IS
A
Papan
rangkaian
Lampu
[image:56.595.120.505.152.435.2]LED
Gambar 11. Arsitektur PPI 8255 Bit I/O dapat diprogram
F. Pemrograman Grafic User Interface (GUI)
Pemrograman komputer di sini adalah sebagai Interfacing antara komputer dengan peripheral di luar komputer. Pemrograman disini menggunakan
Code. Object Code ini adalah bahasa yang dimengerti oleh komputer dan akan dijadikan urutan perintah. Melalui perintah-perintah inilah akan dilakukan pengujian kartu komputer yang dihasilkan dengan menggunakan LED sebagai indikator. Berikut merupakan blok diagram hubungan antar perangkat pengendali:
Gambar 12. Blok Diagram hubungan antar perangkat pengendali
Penjelasan mengenai hubungan antar perangkat pengendali:
1. VB 6.0 berfungsi untuk memberikan perintah-perintah dalam bentuk bahasa program ke komputer sebagai pengendali.
2. Komputer berfungsi sebagai pusat pengendali yang berfungsi mengatur IC PPI 8255 untuk digunakan sebagai input atau output dan memproses data dengan cara mengirimkan bit alamat komputer melalui
slot ISA dan bit data sinyal pulsa ‘0’ atau ‘1’ dari bit alamat komputer ke
IC PPI 8255. Tampilan pada komputer berupa Grafik User Interface (GUI). Bit alamat digunakan untuk menginisialisasi control word PPI 8255 dan mengalamatkan port-port PPI 8255. Dan bus data digunakaan sebagai isyarat digital yang diterima atau dikirim ke IC PPI 8255. Jika bus data
bernilai ‘0’ maka tegangan pada port IC PPI 8255 adalah 0 volt, tetapi bila
bus data bernilai ‘1’ maka tegangan pada port IC PPI 8255 adalah sekitar +
3. Kartu Komputer multi I/O berbasis PPI 8255 120 I/O yang dapat diprogram berfungsi sebagai pengantarmukaan atau perangkat keras yang menghubungkan komputer dengan alat terkendali sehingga komputer dapat mengendalikan rangkaian elektronika sesuai dengan keinginan pembuat program.
4. Alat terkendali merupakan perangkat keras (plant) yang dapat diatur penggunaannya dari sebuah komputer.
Melalui sebuah GUI dapat diatur sistem kerja suatu plant dengan memberikan perintah melalui tampilan pada komputer. Tampilan GUI pada komputer berupa nilai pada checkbox yaitu 1 dan 0, dimana saat ingin memberikan output High (1) cukup dengan menekan checkbox sehingga bernilai 1 dan untuk memberikan output Low (0) dengan menekan checkbox sehingga bernilai 0, sama halnya ketika ingin membaca input, yaitu dengan menekan
tombol ‘Eksekusi’ dimana pada tampilan GUI akan menunjukan kondisi ‘1’
ketika High dan ‘0’ pada kondisi Low. Pada tampilan awal GUI adalah
berupa form password sebagai kunci untuk bisa masuk ke form berikutnya dan memberikan output yang diinginkan maupun untuk melihat atau membaca inputan yang diberikan kepada kartu komputer tersebut.
Mulai
Menu Utama
Inisiasi Control word CW1= 128 CW2=128 CW3=128 CW4=128 CW5=128 Password cocok Menu Pilihan Selesai Tombol Pengendali Output LED menyala Masukkan Password Tidak Ya Pilihan Input Output Pilihan
Menu Utama Menu Pilihan
Keluar
PORTA1= 768 PORTB1= 769 PORTC1= 770 CW1= 771 PORTA2= 772 PORTB2= 773 PORTC2= 774 CW2= 775 PORTA3= 776 PORTB3= 777 PORTC3= 778 CW3= 779 PORTA4= 780 PORTB4= 781 PORTC4= 782 CW4= 783 PORTA5= 784 PORTB5= 785 PORTC5= 786 CW5= 787
Inisiasi Control word CW1= 155 CW2=155 CW3=155 CW4=155 CW5=155 Saklar/Jumper Nilai/Keadaan Input Pilihan
Menu Pilihan Menu Utama
[image:59.595.134.490.82.602.2]Keluar
G. Perancangan Kartu Komputer
[image:60.595.96.531.265.750.2]Kartu komputer yang akan didesain di sini akan dipasang pada slot ISA , di mana socket pada slot ISA memiliki fungsi yang berbeda-beda. Berikut keterangan slot ISA 8-bit yang memiliki fungsi serta karakteristik yang berbeda.
Tabel 7 Daftar pin dari slot ISA
Pin Nama Keterangan Pin Nama Keterangan A1 /I/O CH CK I/O channel check B1 GND Ground
A2 D7 data bit 7 B2 RESET Active high to reset
A3 D6 data bit 6 B3 +5V +5 VDC
A4 D5 data bit 5 B4 IRQ2 Interrupt Request 2
A5 D4 data bit 4 B5 -5VDC -5 VDC
A6 D3 data bit 3 B6 DRQ2 DMA Request 2
A7 D2 data bit 2 B7 -12VDC -12 VDC
A8 D1 data bit 1 B8 /NOWS No WaitState
A9 D0 data bit 0 B9 +12VDC +12 VDC
A10
I/O CH
RDY I/O Channel ready B10 GND Ground
A11 AEN Address enable B11 /SMEMW System Memory Write A12 A19 Address bit 19 B12 /SMEMR System Memory Read A13 A18 Address bit 18 B13 /IOW I/O Write
A14 A17 Address bit 17 B14 /IOR I/O Read
A15 A16 Address bit 16 B15 /DACK3 DMA Acknowledge 3 A16 A15 Address bit 15 B16 DRQ3 DMA Request 3 A17 A14 Address bit 14 B17 /DACK1 DMA Acknowledge 1 A18 A13 Address bit 13 B18 DRQ1 DMA Request 1 A19 A12 Address bit 12 B19 /REFRESH Refresh
Tabel 7. (lanjutan)
Pin Nama Keterangan Pin Nama Keterangan A30 A1 Address bit 1 B30 OSC High-speed Clock A31 A0 Address bit 0 B31 GND Ground
Desain kartu komputer di sini menggunakan software Diptrace 2009 v2.0 (trial). Adapun hubungan antara pin-pin pada IC 74LS138, PPI 8255, serta pada slot ISA dapat kita lihat dalam tabel berikut:
Tabel 8. Hubungan pin-pin antar komponen
Slot ISA 74LS138 (1) 74LS138 (2)
PPI 1 PPI 2 PPI 3 PPI 4 PPI 5
D0-D7 - - D0-D7 D0-D7 D0-D7 D0-D7 D0-D7
AEN G2B - - - -
A9 C - - - -
A8 B - - - -
A7 A - - - -
A6 G2A - - - -
A5 - G2A - - - - -
A4 - C - - - - -
A3 - B - - - - -
A2 - A - - - - -
A0 - - A0 A0 A0 A0 A0
A1 - - A1 A1 A1 A1 A1
- Y6 G2B - - - - -
I/O W - - WR WR WR WR WR
I/O R - - RD RD RD RD RD
RESET - - RESET RESET RESET RESET RESET
GND GND GND GND GND GND GND GND
+ 5 Volt VCC VCC VCC VCC VCC VCC VCC
- - Y0 CS - - - -
- - Y1 - CS - - -
- - Y2 - - CS - -
- - Y3 - - - CS -
- - Y4 - - - - CS
komputer yang akan dibuat haruslah double layer sebab slot-slot pada slot ISA berada pada dua sisi. Adapun desain kartu komputer dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
[image:62.595.115.513.483.738.2]Gambar 15. Desain kartu komputer double layer (tampak belakang)
Kabel data yang digunakan untuk menghubungkan kartu dengan peralatan luar menggunakan kabel flat ribbon beserta konektor, di mana yang terpasang pada kartu adalah berupa Header. Namun dalam desainnya port-port I/O pada kartu komputer tidak urut atau acak, hal ini dimaksudkan agar kartu yang didesain tidak memiliki banyak jumper.
H. Perancangan PCB single layer pada rangkaian penguji
Desain PCB single layer ini ditujukan sebagai rangkaian penguji kartu komputer. Dalam desain ini terdapat 2 buah rangkaian penguji, di mana pada rangkaian penguji pertama terdapat sebanyak 120 buah LED dan 120 Resistor
150 Ω serta 5 IDC Socket SC20, sedangkan pada rangkaian penguji yang
Gambar 17. Desain rangkaian penguji input kartu komputer
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Kartu Komputer
Programmable Peripheral Interface (PPI) 8255 merupakan sebuah chip yang dirancang atau didesain untuk digunakan sebagai antarmuka I/O secara parallel dalam sistem mikroprosesor atau dalam sistem mikrokomputer. Proses pembacaan dan penulisan data dari dan ke PPI 8255 dapat dilakukan dengan program.
a. Pin-pin Bus Data (Data Bus) PPI 8255
Chip PPI 8255 memiliki 8 saluran yang tersusun mulai dari bit 0 sampai bit 7 (D0-D7). Bus data digunakan sebagai saluran untuk memindahkan data antara mikroprosessor dengan data di luar mikroprosessor.
b. Pin-pin I/O (Input/Output) PPI 8255
Chip PPI 8255 memiliki 24 saluran yang dapat digunakan sebagai saluran I/O dibagi menjadi 3 port yaitu Port A, Port B dan Port C.
1) Pin-pin Port A pada IC PPI 8255
(sebagian bit digunakan sebagai masukan, sebagian sebagai keluaran). Berikut ini adalah contoh penggunaan port A yang dibolehkan dan yang dilarang.
Bit 0 - bit 7 sebagai masukan dibolehkan Bit 0 - bit 7 sebagai keluaran dibolehkan
Bit 0 - bit 3 sebagai masukan dan Bit 4 - bit 7 sebagai keluaran dilarang
Bit 0 - bit 3 sebagai keluaran dan Bit 4 - bit 7 sebagai masukan dilarang
2) Pin-pin Port B pada IC PPI 8255
Port B terdiri dari 8 bit yang tersusun mulai dari bit 0 sampai bit 7 (PB0-PB7). Bit-bit pada port B dapat digunakan sebagai masukan secara bersamaan dan bisa juga digunakan sebagai keluaran secara bersamaan. Akan tetapi, penggunaannya tidak dapat digunakan secara terpisah (sebagian bit digunakan sebagai masukan, sebagian sebagai keluaran). Berikut ini adalah contoh penggunaan port B yang dibolehkan dan yang dilarang.
Bit 0 - bit 7 sebagai masukan dibolehkan Bit 0 - bit 7 sebagai keluaran dibolehkan
Bit 0 - bit 3 sebagai masukan dan Bit 4 - bit 7 sebagai keluaran dilarang
3) Pin-pin Port C pada IC PPI 8255
Port C memiliki perbedaan dengan port A dan Port B. Pada Port C, dapat dipisahkan menjadi dua bagian kelompok yaitu port c bawah (bit 0 sampai bit 3) dan port C atas (bit 4 sampai bit 7). PC0-PC3 adalah 4 bit port C bagian bawah yang bisa digunakan sebagai masukan maupun keluaran, begitu juga dengan PC4-PC7 yang juga bisa dapat digunakan sebagai masukan maupun keluaran. Walaupun demikian register port C ini tetap hanya dapat digunakan dengan satu alamat saja, pembagian port atas dan port bawah diatur dari data bus buffer. Untuk itu port ini juga dapat difungsikan secara bersamaan, baik sebagai masukan semua dari bit 0 sampai bit 7 dan dapat juga dijadikan sebagai keluaran semua dari bit 0 sampai bit 7, seperti pada contoh berikut:
bit 0 - bit 7 sebagai masukan dibolehkan bit 0 - bit 7 sebagai keluaran dibolehkan
bit 0-bit 3 sebagai masukan dan bit 4 - bit 7 sebagai keluaran dibolehkan
bit 0 -bit 3 sebagai keluaran dan bit 4 - bit 7 sebagai masukan dibolehkan
c. Pin-pin Alamat dan Kendali pada PPI 8255
aktif rendah untuk kendali operasi penulisan, /RD aktif rendah untuk endali operasi pembacaan. RESET aktif tinggi, untuk me-reset PPI 8255 seluruh keluaran menjadi masukan. Pin-pin ini digunakan dalam proses kerja pengaksesan PPI 8255 agar pengiriman data tidak salah tujuan. Mode Pengalamatan IC PPI 8255 dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 9. Mode pengalamatan IC PPI 8255
Logika Kendali Operasi
/CS Reset /RD /WR A1 A0
0 0 1 0 0 0 penulisan ke Port A 0 0 1 0 0 1 penulisan ke port B 0 0 1 0 1 0 penuilsan ke port C
0 0 1 0 1 1
Penulisan ke Control register
0 0 0 1 0 0 pembacaan dari port A 0 0 0 1 0 1 pembacaan dari port B 0 0 0 1 1 0 pembacaan dari port C 1 0 x x x x IC tidak aktif
Setelah mengetahui sifat-sifat dasar dan fungsi masing-masing pin pada IC, barulah merancang sebuah desain kartu komputer menggunakan Diptrace 2009 v2.0. Kartu yang akan dirancang akan ditanamkan pada slot ISA dalam CPU komputer.
B. Pembuatan Kartu Komputer
untuk mempermudah pengujian rangkaian awal. Jadi dengan konektor slot ISA ini dapat dilakukan berbagai percobaan sampai akhirnya mendapatkan rangkaian yang diharapkan. Berikut PCB yang telah dihasilkan:
Gambar 18. PCB konektor slot ISA
Setelah membuat konektor slot ISA kemudian dilanjutkan dengan penentuan rangkaian dekoder untuk pengalamatan masing-masing PPI 8255. Pendekoder dalam hal ini membutuhkan 2 buah IC 74LS138 sebab masing-masing IC decoder ini hanya memfasilitasi inputan 6 pin saja sedangkan inputan dari slot ISA berupa address 8 pin serta pin Addres Enable (AEN). Tabel kebenaran IC 74LS138 digunakan sebagai informasi dalam penggunaan pin-pin pada IC 74LS138.
Tabel 10. Nilai kebenaran IC 74LS138
INPUT OUTPUT
C B A G1 G2A G2B Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1
0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1
0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1
1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1
1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1
Dengan memperhatikan tabel kebenaran ini maka dapat ditentukan rangkaian dekodernya. Dari rangkaian pendekoder tersebut yang dicari 2 buah output bernilai 0 (Low) yang digunakan untuk pengontrolan terhadap pin CS pada masing-masing PPI. Dari tabel kebenaran di atas dapat dilihat bahwa jika menginginkan keluaran Y6, yang harus dilakukan adalah dengan memberikan logika pada pin C, B, dan A berturut-turut adalah 1, 1, dan 0. Untuk memilih keluaran Y0, data masukan yang harus diberikan pada input C, B, dan A berturut-turut adalah 0, 0, dan 0. Sedangkan untuk memilih keluaran Y1, data masukan yang harus diberikan pada pin C, B, dan A berturut-turut adalah 0, 0, dan 1. Untuk memilih keluaran Y2, data masukan yang harus diberikan pada pin C, B, dan A berturut-turut adalah 0, 1, dan 0. Untuk memilih keluaran Y3, data masukan yang harus diberikan pada pin C, B, dan A berturut-turut adalah 0, 1, dan 1. Untuk memilih keluaran Y4, data masukan yang harus diberikan pada pin C, B, dan A berturut-turut adalah 1, 0, dan 0.
Mulai
74LS138 (1) Standby Y6=1
Y6=0 C B A =1 1 0
74LS138 (2) Standby Y0=1, Y1=1, Y2=1, Y3=1, Y4=1
Y0=0 C B A =0 0 0
PPI 1 aktif
Y1=0 C B A =0 0 1
PPI 2 aktif Ya Tidak Ya Tidak Ya Tidak
PPI 3 aktif
Y3=0 C B A =0 1 1
PPI 4 aktif
Y4=0 C B A =1 0 0
PPI 5 aktif
Selesai Ya Tidak Ya Tidak Y2=0 C B A =0 1 0
Ya
Tidak
1 2
1 2
Gambar 19. Diagram alir pengaktifan pin Chip Select
[image:72.595.147.496.82.418.2]Adapun rangkaian dekoder yang dihasilkan dari penggabungan 2 buah IC 74LS138 dapat dilihat pada skematik di bawah:
Gambar 20. Skematik Rangkaian Dekoder
pada masing-masing IC dihubungkan dengan pin VCC yang diteruskan ke tegangan 5 VDC, karena nilai G1 harus selalu dalam keadaan level tinggi atau logika 1, sedangkan pin G2A dan G2B harus selalu dalam keadaan level rendah atau logika 0.
Setelah mendapatkan rangkaian dekoder sesuai dengan yang diharapkan dilanjutkan dengan pengujian rangkaian keseluruhan secara langsung ke slot ISA dengan menggunakan Project Board serta kabel penghubung. Adapun mode pengalamatan yang dapat dilakukan oleh rangkaian pendekoder adalah sebagai berikut:
Tabel 11. Mode pengalamatan dan pemilihan port
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 DATA (Dec) PORT
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 768 Port A1
1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 769 Port B1
1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 770 Port C1
1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 771 Port Kontrol 1
1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 772 Port A2
1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 773 Port B2
1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 774 Port C2
1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 775 Port kontrol 2
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 776 Port A1
1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 777 Port B1
1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 778 Port C1
1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 779 Port Kontrol 3
1 1 0 0
