BAB I
PERKEMBANGAN DAN TEKNOLOGI MIKROPROSESOR
Pendahuluan
Pada bab ini akan dibahas tujuan pembelajaran, pengertian mikroprosesor (µP), mikrokontroler, dan perkembangan mikroprosesor dimulai dari mikroprosesor 4 bit sampai dengan perkembangan mikroprosesor 64 bit yang dikeluarkan oleh berbagai prodak antara
lain : Intel, Zilog, Motorola, NS, AMD, Rockwell, Texas Instrument dll. Tinjauan tentang teknologi µP PMOS, NMOS, CMOS, ECL, I2 L, dan Teknologi Processor yang lain”. Uraian sistem personal komputer berbasis mikroprosesor serta penggunaan mikroprosesor (µP).
Tujuan
Setelah mempelajari bab ini, diharapkan mampu untuk :
1. Memahami pengertian mikroprosesor (µP), sistem mikroprosesor, mikrokomputer, dan mikrokontroler.
2. Mengetahui perkembangan mikroprosesor (µP), mikrokomputer dan mikrokontroler. 3. Memahami keungulan dan kelemahan berbagai teknologi mikroprosesor .
4. Menggambarkan diagram blok sistem mikroprosesor atau mikrokomputer berbasis mikroprosesor.
5. Memahami penggunaan mikroprosesor. 1.1. Perkembangan mikroprosesor
Sebelum membahas perkembangan mikroprosesor terlebih dahulu apa yang dimaksud mikroprosesor, sistem mikroprosesor, mikrokomputer dan mikrokontroler.
Mikroprosesor adalah suatu komponen digital jenis LSI (Large Scale Intergation atau Very Large Scale Interation) dengan kompleksitas rangkaian sangat tinggi yang mampu melaksanakan fungsi suatu unit pemroses sentral (CPU = Central Processing Unit). Mikroprosesor sering disebut CPU, merupakan elemen kontrol pada sistem komputer.
Mikroprosesor mengontrol memori dan I/O melalui sejumlah jalur koneksi yang disebut bus. Bus memilih piranti memori atau
I/O, menstranfer data antara piranti I/O dan memori dengan mikroprosesor, dan mengendalikan sistem I/O dan memori. I/O dan memori dikontrol melalui instruksi yang disimpan dalam memori dan dijalankan oleh mikroprosesor.
(DRAM), SRAM (Static RAM), Cache, Read Only Memory (ROM), Flash memory, EEPROM, SDRAM, RAMBVS, dan lain-lain.
Mikrokontroler adalah mikroprosesor plus atau mikrokuputer chip tunggal di dalamnya mengandung unit mikroprosesor, memori, I/O, ADC, Timer, Clock, dan lain-lain. Fasilitas yang terkandung di dalamnya akan tergantung pada jenis dan tipe dari mikrokontroler. Contoh, misalnya mikrokontroler AT 89C51 produk dari ATMEL mempunyai fitur-fitur : CMOS 8 bit µComputer, 4 K Flash PEROM, 128 byte RAM internal, 32 Prorammable I/O line, 2 byte timer/counter, 6 sumber interupsi, programmable
serial channel, low power, operasi 0 – 24 Mhz, Keluarga AVR (Seri ATMega, ATTiny, AT90S,ATXMega), Keluarga PIC.
Pada tahun 1971, Perusahaan Intel memperkenalkan mikroprosesor yang pertama yaitu mikroprosesor tipe 4004 yang berkategori 4 bit. Mikroprosesor ini mampu mengalamati 4096 lokasi memori. Mikroprosesor 4004 hanya mempunyai 45 instruksi yang dibuat dengan teknologi P channel MOSFET. Kinerja prosesor ini hanya mampu menjalankan perintah pada kecepatan rendah, yaitu 50 Kilo instruksi per detik. Kekurangan mikroprosesor ini kecepatan yang rendah, lebar word, dan ukuran memorinya. Untuk memperbaiki kecepatannya diproduksi mikroprosesor tipe 4040, tetapi lebar word dan ukuran memorinya sama. Perusahaan Texas Instrument memproduksi mikroprosesor kelas 4 bit, yaitu TSM -1000. Mikroprosesor kelas 4 bit hanya dapat mengerjakan aplikasi tingkat rendah seperti: oven microwave, control kecil, dan kalkulator yang berbasis mikroprosesor 4 bit.
Pada bulan Januari tahun 1972, lahir mikroprosesor generasi kedua, Intel mengeluarkan mikroprosesor tipe 8008 sebagai mikroprosesor 8 bit yang mampu
mengalamati ukuran alamat yang lebih luas (16 K byte). Mikroprosesor inipun dianggap masih banyak kekurangan terutama ukuran memori yang masih kecil.
Pada tahun 1973, Intel memperkenalkan mikroprosesor modern yang berkategori 8 bit, yaitu tipe 8080. Keistimewaan mikroprosesor ini dapat mengalamati lebih banyak memori, dan menjalankan instruksi tambahan, demikian juga mampu melaksanakan 10 kali lebih
cepat dibandingkan µP 8008 dan membutuhkan waktu 2,0 µs ( 500.000 instruksi per detik ). 8080 kompatibel dengan TTL (transistor-transistor logic) sehingga antar muka akan
lebih mudah. Sedangkan pengalamatan memorinya 64 K byte, empat kali lipat dibandingkan dengan µP 8008. Perusahaan lain, yaitu Motorola memperkenalkan mikroprosesor tipe 6800, Rockwell PPS-8, Signetic 2650 dan seterusnya.
tinggi dan keunggulan utamanya adanya internal clock generator, sistem control internal, dan frekuensi clock yang lebih tinggi. Intel telah berhasil menjual mikroprosesor 8 bit yang merupakan kegunaan umum sebanyak 200 juta mikroprosesor 8085. Perusaan lain yang mampu menjual 500 juta mikroprosesor 8 bit adalah Zilog Corporation, yang memproduksi mikroprosesor Z - 80. Z-80 mempunyai kode bahasa mesin yang kompatibel dengan 8085.
Pada tahun 1978, Intel mengeluarkan mikroprosesor 16 bit, yaitu tipe 8086, 8088, 80186, 80286; Motorola dengan tipe 68000; Zilog dengan tipe Z 8000, dan Texas Instrument dengan tipe 9900. Mikroprosesor 16 bit ini pada umumnya untuk meningkatkan
kinerja mikroprosesor sebelumnya, peningkatan antara lain pengalamatan sistem memori sampai 16 M byte, penambahan instruksi, kecepatan clock 8 M Hz, dan beberapa
perubahan juga terjadi pada eksekusi instruksi internal yang akan meningkankan kecepatan sebesar 8 kali pada berbagai instruksi dibandingkan dengan instruksi pada 8086/8088.
Pada tahun 1986 – 1987, diperkenalkan mikroprosesor 32 bit. Intel mengeluarkan 80386DX/80486DX, 80486SX, dan 80486DX4; Motorola memperkenalkan tipe 68020, 68030, 68040, dan 68050; Zilog tipe Z80000; Nasional semikonduktor memperkenalkan dengan tipe 32032 dan 32132. Mikroprosesor 32 bit prodak Intel mampu meningkatkan pengalamatan memori dari 4 G byte sampai dengan 4 G + 16 K cache, dengan kecepatan clock dapat sampai 120 M Hz. Peningkatan kemampuan mikroprosesor tidak terlepas dari tuntutan kebutuhan perangkat lunak (software) seperti yang menggunakan GUI (Graphical User Interface), tampilan Vidio VGA (Variable graphics array), sistem CAD (Computer Aided Drafting/Design) seperti AUTOCAD, ORCAD, dan lain-lain.
Pada tahun 1993, Intel memperkenalkan mikroprosesor 64 bit, yaitu Pentium I mempunyai karakteristik yang hampir sama dengan mikroprosesor 80386 dan 80486. Sedangkan Motorola mengeluarkan mikroprosesor tipe 68060 dan Power PC. Pentium I bekerja dengan frekuensi Clock 100 M Hz, 120 M Hz, 133 M Hz, dan 223 M Hz dengan ukuran cache ditingkatkan dari 8 K byte menjadi 16 K byte.
Sedangkan pada tahun 1997 diperkenalkan Pentium II dan Pentium Pro dengan clock 266 M Hz, 333 M Hz, 350 M Hz, 400M Hz, dan 450 M Hz. Dengan kecepatan bus data
100 M Hz. Pentium III diperkenalkan untuk memperbaiki kinerja Pentium II, terutama frekuensi clocknya ditingkatkan menjadi 1 G Hz dengan cache 512 K versi lot 1, dan cache
256 K untuk versi flip-chip, serta kecepatan bus 100 M Hz.
Pada tahun 2000, Intel memperkenalkan Pentium 4 yang menyediakan versi kecepatan 1,3 G Hz, 1,4 G Hz, 1,5 G Hz s/d 3,2 G Hz. Dengan ukuran memori 64 G byte + 32 K L1 + cache + 256 K L 2 cache. Kecepatan bus data 200 M Hz atau lebih tinggi. Disamping mikroprosesor Pentium terdapat juga mikroprosesor produk AMD ( Advanced Micro Devices) yang populer di pasaran.
Tabel 1.1. Perkembangan Mikroprosesor Intel dan Motorola modern
Pabrik Produk Lebar Bus Data Ukuran Memori
Intel
8048 8 2 K internal
8051 8 8 K internal
8085A 8 64 K byte
8086 16 1 M byte
8088 8 1 M byte
8096 16 8 K internal
80186 16 1 M byte
80188 8 1 M byte
80251 8 16 K internal
80286 16 16 M
80386 EX 16 64 M
80386 DX 32 4 G
80386 SL 16 32 M
80386 SLC 16 32 M + 1 K cache
80386 SX 16 16 M
80486 DX/DX2 32 4 G + 8 K cache
80486 SX 32 4 G + 8 K cache
80486 DX4 32 4 G + 16 K cache
Pentium I 64 4 G + 16 K cache
PentiumOverdrive (P24T)
32 4 G + 16 K cache
Prosesor Pentium Pro 64 64 G + 16 K L1
cache + 256 K L2 cache
Pentiun II 64 64 G + 32 K L1
cache + 512 L2 cache
Pentium II Xeon 64 64G + 32 K L1 Cache
+ 512 K /1 M cache.
Pabrik Produk Lebar Bus Data Ukuran Memori
Intel
Pentium III, Pentium 4 64 64 G + 32 K L1 cache + 256 K L2 cache
6800 8 64 K
Pabrik Produk Lebar Bus Data Ukuran Memori
Tabel 1.2. Perbandingan Data dan Address Bus pada Processor
Persaingan mikroprosesor yang paling tajam, yaitu sejak generasi ke 5 dari perkembangan mikroprosesor ketika Intel mengeluarkan mikroprosesor Pentium I, II, III, dan 4; yang disaingi oleh AMD dan Cyrix. AMD mengeluarkan K5, K6, K6-2, K6-3, dan K7 bersaing dengan Pentium MMX dan Pentium II, III, dan 4. Sedangkan Cyrix mengeluarkan dengan tipe 6x86MX (MII), yaitu PR166, PR200, PR233, PR 266, PR300, PR333, PR433, dan PR466.
Pada kenyataannya persaingan yang sangat populer di masyarakat antara produksi Intel dan AMD yang saling menawarkan keunggulan dan kelemahannya dari setiap produk, babkan mereka saling meng- claim bahwa produknya yang paling unggul.
1.2. Teknologi Mikroprosesor (Teknologi Semikonduktor)
Proses yang memadukan (integration) beberapa ribuan transistor ke dalam satu serpihan silicon (silicon chip) dapat menghasilkan mikroprosesor (µP). Teknologi mikroprosesor dibuat dari teknologi rangkaian terpadu (Integreted) yang menggunakan transistor-transistor bipolar atau Metal oxide silicon (MOS).
Pada tahun 1969 tim insinyur jepang dari sebuah perusahaan BUSICOM datang ke Amerika Serikat memesan beberapa buah IC untuk membuat kalkulator. Mereka datang ke Perusahaan INTEL dan Marcian Hoff adalah orang yang dapat melayani permintaan itu.
Sebab ia adalah orang yang berpengalaman bekerja di bidang komputer. Marcian Hoff memberi saran agar digunakannya IC yang bekerja berdasarkan program sehingga menjadi
lebih sederhana.
Dalam pembuatan mikroprosesor dikenal beberapa macam teknologi yang masing-masing mempunyai karakteristik tertentu, antara lain: teknologi PMOS (Metal Oxide Semiconduktor saluran P); teknologi NMOS (MOS saluran N); teknologi CMOS (Complementary MOS); teknologi CMOS – SOS (CMOS – Silicon On Sapphire); teknologi bipolar jenis ECL (Emitter Coupled Logic); teknologi bipolar jenis Schottky; dan teknologi bipolar jenis I2L ( Integrated Injection Logic).
Mikroprosesor yang dibuat saat ini kebanyakan mempergunakan transistor MOS (Metal Oxide Semiconductor) dari pada transistor-transistor bipolar dalam IC-nya.
Keuntungan yang terpenting dari teknologi MOS dibandingkan dengan teknologi bipolar adalah kerapatan (kepadatan) yang lebih tinggi, yang memungkinkan penempatan dari
fungsi yang jauh lebih banyak dalam satu serpihan dengan ukuran tertentu dibandingkan dengan menggunakan rangkaian bipolar.
Teknologi PMOS, memanfaatkan mobilitas muatan-muatan positif yang disebut lubang-lubang (holes) untuk menghantar listrik. Teknologi PMOS relative lambat bila dibandingkan dengan teknologi NMOS. Teknologi PMOS sudah tidak digunakan lagi dalam pembuatan mikroprosesor pada saat ini. Contoh mikroprosesor menggunakan teknologi PMOS, 4004, 4040, dan 8008 (dari Intel). Rockwell PPS 4, PPS4/2, dan TSM 1000.
Teknologi NMOS, memanfaatkan mobilitas electron-elektron bukan lubang sebagai pembawa muatan sehingga kerjanya lebih cepat dibandingkan dengan PMOS dan kepadatannya sangat baik. Teknologi NMOS ini sangat banyak dipergunakan untuk pembuatan mikroprosesor. Contoh mikroprosesor tipe 8080, 8085, 8086/8088, 8748; MC 6800, 6801, 6802,6805, 6809; Z 80, Z 8000, dan NS 32032. Rockwell PSP8, NS SC/MP, Signetics 2650, dan Mostek 5065.
Teknologi CMOS, memanfaatkan kombinasi transistor saluran P dan saluran N. Karakteristik teknologi CMOS terletak antara karakteristik PMON dan NMOS. Teknologi CMOS lebih cepat dari PMOS, tetapi sedikit lebih lambat dari NMOS. Keuntungan utama dari CMOS adalah komsumsi daya yang sangat rendah dan beropersi antara 2 volt – 12 Volt serta mempunyai kekebalan yang baik terhadap derau sekitar 40 %. Contohnya, mikroprosesor tipe 6100 dari Intersil dan RCA Cosmac.
Teknologi CMOS - SOS adalah teknologi CMOS yang mempergunakan substrat bahan isolator saphir, dapat bekerja dengan kecepatan tinggi dan keperluan daya rendah. Contohnya, mikroprosesor MC 14500 dan MC 1802 dari Motorola.
Teknologi IC bipolar (Saturated) jenuh, yaitu jenis I2L (Integrated Injection Logic) yang dapat bekerja dengan tegangan sumber paling rendah dibandingkan dengan teknologi yang lain. Contohnya mikroprosesor SBP 0400 dan SBP 9900 dari Texas Instrument.
Teknologi yang lain, ialah “Change Transfer Devices” atau transfer muatan yang terdiri dari dua macam yaitu CCD ( Charge Coupled Devices) dan BBD ( Bucket Brigade Devices).
Intel pada tahun 2005 mengeluarkan teknologi Centrino prosesor, yaitu teknologi mikroprosesor “mobile” dengan front side bus 533 Mhz. Teknologi ini banyak dipergunakan pada komputer Notebook.
Dalam mendisain mikroprosesor yang perlu dipertimbangkan selain harga, yaitu
karakteristik teknik yang paling penting, yaitu kecepatan operasi, daya yang diperlukan, kepadatan komponen, dan instruksi yang lengkap.
1.3. Sistem Mikroprosesor (µP)
Mikroprosesor bila dilengkapi oleh komponen memori dan input output menjadi sistem mikroprosesor atau sering disebut mikrokomputer. Sistem mikroprosesor adalah suatu sistem yang menggunakan mikroprosesor sebagai komponen utama. Pada umumnya sistem mikroprosesor terdiri dari: Unit mikroprosesor, memori yang terbagi dua yaitu, Random Access Memory (memori baca tulis) dan Read Only Memory (memori baca saja), dan komponen input/output. Secara diagram blok diperlihatkan dibawah ini pada gambar 1.
Mikroprosesor menerima data dalam bentuk digital dari sejumlah saluran input kemudian memprosesnya berdasarkan urutan instruksi tertentu dan mengeluarkan sinyal ouput sebagai hasil pemrosesan. Bagian memori berfungsi untuk menyimpan program dan data. Ada 2 macam memori, yaitu RAM dan ROM. Memori baca tulis biasanya digunakan untuk menyimpan data yang bersifat sementara, sedangkan memori baca berisi program dan atau data yang mengatur kerja sistem. Bagian I/O berfungsi untuk melakukan alih data
antara sistem mikroprosesor dengan alat luar, agar mikroprosesor tersebut dapat berhubungan dengan peralatan luar.
Sistem komputer personal yang berbasis mikroprosesor pada dewasa ini sudah menggunakan mikroprosesor yang mempunyai lebar bus data sebesar 64 bit dengan ukuran memori diatas 64 Giga byte dan dilengkapi cache memori yang besar. Demikian juga dilengkapi dengan sistem input/ouput seperti, printer, serial komunikasi, floppy disk drive, hard disk drive, mouse, CD-ROM drive, plotter, Keyboard, monitor, tape backup, scanner, DVD, dan lain-lain.
Peningkatan kemampuan kapasitas mikroprosesor tidak terlepas dari pengembangan software dan tuntutan kebutuhan di lapangan, baik di masyarakat ataupun di Industri.
1.4. Penggunaan Mikroprosesor
Penggunaan mikroprosesor sangat luas, bahkan dapat dikatakan hampir tak terbatas.
Sistem mikroprosesor dapat dipergunakan pada berbagai jenis peralatan dalam banyak bidang, misalnya bidang komunikasi, informatika, industri, instrumentasi, militer, pendidikan, peralatan perkantoran, hiburan, ruang angkasa, rumah tangga, mainan anak, peralatan perbangkan, kedokteran, otomotif, dan lain-lain. Salah satu contoh di industri Textile, sistem mikroprosesor dipergunakan untuk mengendalikan sistem proses, khususnya pada mesin Deying bahwa proses pengisian uap, pengisian air, pengaturan tekanan, pengaturan temperatur, pengisian bahan kimia, dan kecepatan motor. Pengatur sistem peralatan tersebut menggunakan mikrokompuer berbasis mikroprosesor dengan berbagai rangkaian antarmukanya (Interface).
Otomotif yang berteknologi VVT-i (Variable Valve Timing Intelegent) bahwa pengaturan buka tutup valve dikontrol menggunakan sistem mikropkomputer yang berbasis mikroprosesor, yaitu dengan ECU (Electronic Control Unit) yang berfungsi pengaturan bahan bakar, udara, dan terperatur yang disesuaikan dengan kecepatan.
Keunggulan menggunakan mikroprosesor antara lain :
1. Sistem mikroprosesor dapat diprogram (programmable). Maksudnya dengan menggunakan perangkat keras (hardware) yang hampir sama atau sama dapat diperoleh berbagai macam penggunaan yang berbeda dengan hanya mengubah program atau mengganti program.
2. Ukuran dan jumlah komponen yang diperlukan serta kebutuhan daya secara keseluruhan semakin sedikit, hal ini menjadi hemat.
Kerugian menggunakan mikroprosesor antara lain :
1. Jenis dan macam mikroprosesor sangat banyak dengan hardware dan software yang berbeda-beda dan pada umumnya tidak kompatibel (compatible) antara yang satu dengan yang lain.
3. Perkembangan teknologi mikroprosesor yang sangat cepat dan terus berkembang yang menyebabkan suatu jenis mikroprosesor cepat menjadi usang, sehinngga tidak dipergunakan lagi.
1.5. Ringkasan
1. Mikroprosesor adalah suatu komponen digital jenis LSI (Large Scale Intergation atau Very Large Scale Interation) dengan kompleksitas rangkaian sangat tinggi yang mampu melaksanakan fungsi suatu unit pemroses sentral (CPU = Central Processing Unit).
2. Sistem Mikroprosesor, yaitu suatu sistem yang di dalamnya terdapat mikroproses (µP), komponen I/O, dan memori yang mana sering disebut juga Komputer.
3. Komponen sistem I/O antara lain : PPI 8255, SIO, PIO, ACIA, USART, Micro switch, Sensor, Keyboard, Mouse, Floppy disk drive, Monitor, Printer, Hard disk drive, CD-ROM drive, Plotter, Tape backup, Scanner, DVD, dan Serial communication.
4. Sistem Memori antara lain: Dynamic RAM (DRAM), SRAM (Static RAM) , Cache, Read Only Memory (ROM), Flash memory, EEPROM, SDRAM, RAMBVS dan lain-lain.
5. Mikrokontroler adalah mikroprosesor plus atau mikrokuputer chip tunggal di dalamnya mengandung unit mikroprosesor, memori, I/O, ADC, Timer, Clock, dan lain-lain.
6. Mikroprosesor pertama di dunia adalah Intel 4004 merupakan mikroprosesor 4 bit. Sebuah kontroler yang dapat diprogram dalam sebuah chip-sangat kecil. Mikroprosesor tersebut hanya mampu mengalamati 4096 lokasi memori selebar 4 bit.
7. Mikroprosesor generasi kedua adalah tipe 8008 dan 8080 dari Intel. Motorola tipe 6800, Rockwell PPS-8, dan Signetic 2650; yang berkategori 8 bit.
8. Mikroprosesor generasi ketiga buatan Intel tipe 8085, Zilog Inc, yaitu tipe Z 80, tipe 6809 dari Motorola, MOS Teknologi tipe 6502, Nasional Semiconductor IMP-8,
dan muncul pula computer satu chip F8 dari Fairchild dan Mostex; tipe 8048 dari Intel, TSM 1000 dan 9940 dari Texas Instrument.
9. Mikroprosesor yang umum pada saat ini adalah 8086/8088 dari Intel yang merupakan mikroprosesor 16 bit pertama. Setelah itu muncul mengikutinya mikroprosesor 80286, 80386, 80486, Pentium I, II, III, dan 4. Z8000, MC68010, MC68040, K5, K6, K7, dan 68060. Setiap versi yang baru diikuti dengan peningkatan berupa kecepatan prosesor.
ECL (Emitter Coupled Logic); teknologi bipolar jenis Schottky; dan teknologi bipolar jenis I2L (Integrated Injection Logic).
11. Teknologi Bipolar lebih cepat operasinya dibandingkan dengan teknologi Unipolar, tetapi kepadatannya kurang.
12. Pada umumnya sistem mikroprosesor minimum terdiri dari: Unit mikroprosesor, memori yang terbagi dua yaitu: random access memory (memori baca tulis) dan read only memory (memori baca saja), dan komponen input/output.
13. Penggunaan mikroprosesor sangat luas, bahkan dapat dikatakan hampir tak terbatas.
Sistem Mikroprosesor dapat dipergunakan pada berbagai jenis peralatan dalam banyak bidang, misalnya bidang komunikasi, informatika, industri, instrumentasi,
militer, pendidikan, peralatan perkantoran, hiburan, ruang angkasa, rumah tangga, mainan anak, peralatan perbangkan, kedokteran, otomotif, dan lain-lain.
1.6. Soal Latihan
1. Jelaskan pengetian dari Mikroprosesor?
2. Jelaskan perbedaan antara mikroprosesor dengan sistem mikroprosesor? 3. Jelaskan yang dimaksud mikrokontroler?
4. Jelaskan perbedaan mikroprosesor Plus dengan mikrokomputer? 5. Uraikan perkembangan mikroprosesor generasi ke tiga?
6. Sebutkan jenis mikrokontroler yang saudara ketahui pada saat ini?
7. Personal komputer yang berbasis mikroprosesor pada saat sekarang menggunakan mikroprosesor tipe apa?
8. Jelaskan keunggulan dan kerugian menggunakan sistem mikroprosesor?
9. Jelaskan keunggulan dan kekurangan antara teknologi NMOS dan CMOS untuk mikroprosesor?
10. Jelaskan keuntungan dan kerugian antara teknologi Bipolar dan unipolar untuk teknologi mikroprosesor?
11. Teknologi I2 L untuk mikroprosesor paling cepat dibandingkan dengan ECL jelaskan alasannya?
12. Jelaskan yang dimaksud dengan teknologi CMOS–SOS ? 13. Sebutkan macam-macam sistem memori ?
14. Gambarkan dan jelaskan cara kerja sistem mikroprosesor minimum, hubungan dan fungsi antara mikroprosesor, memori, dan input/ouput?
BAB II
DASAR-DASAR MIKROPROSESOR
Pendahuluan
Pada bab ini akan dijelaskan tentang model mikroprosesor, saluran alamat (addrress bus), saluran data (data bus), saluran kontrol (Control bus), dan catu daya.
Tujuan
Setelah mempelajari bab ini, diharapkan mampu untuk: 1. Memahami model mikroprosesor
2. Menjelaskan fungsi saluran data dan ukuran lebar data
3. Menjelaskan fungsi saluran alamat dan ukuran lokasi memori 4. Menjelaskan fungsi dari setiap saluran control
5. Menjelaskan fungsi dari catu daya (power supply) 2.1. Model Mikroprossor
Mikroprosesor adalah IC digital yang berbentuk kotak (black box) yang mempunyai sejumlah saluran data (data bus), sejumlah saluran alamat (address bus), sejumlah saluran kontrol (Control bus), dan saluran sumber daya (power supply), seperti diperlihatkan di bawah ini.
Suatu mikroprosesor ideal mempunyai N saluran masukan dan M saluran keluaran. Mikroprosesor suatu alat digital, maka hanya ada dua tingkatan tegangan yang dapat diterapkan pada saluran masukan. Demikian pula hanya ada dua tingkatan tegangan yang mungkin muncul pada setiap saluran keluaran. Kedua tegangan tersebut disebut logika nol dan logika satu, yang dinyatakan dengan angka-angka digit (bit), yaitu 0 dan 1.
Sinyal - sinyal pada saluran - saluran masukan adalah data masukan ke mikroprosesor. Data tersebut dapat berasal dari switch-switch, sensor-sensor, keyboard, pengubah analog ke digital (ADC), mouse, scanner, floppy disk drive atau peralatan yang lainnya. Di dalam mikroprosesor yang ideal disimpan program mikroprosesor. Program tersebut adalah suatu kumpulan dari serangkaian instruksi (perintah) yang berurutan yang menentukan bagaimana data masukan diproses dan informasi apa yang harus dikirimkan ke
saluran-µP
Address bus Data bus
Control
bus Power
supply
saluran keluaran. Saluran-saluran keluaran (output) dapat dihubungkan dengan penggerak (actuation), digital display, pengubah digital ke analoh (DAC), printer, monitor, alarm, atau peralatan keluaran yang lainnya.
2.2. Bus data
Pada mikroprosesor yang riil, jumlah saluran masukan tidak sama atau terbatas, umumnya jumlah saluran data masukan N sama dengan jumlah saluran data keluaran M.
Jumlah saluran data dinamakan lebar jalur data (data path width) atau word size suatu mikroprosesor. Bus data digunakan untuk mengirim/menerima data antara komponen -komponen sistem dengan mikroprosesor. Di bawah ini diperlihatkan pada gambar 4, mikroprosesor yang mempunyai saluran data masukan sama dengan saluran data keluaran sebanyak 8 bit. Mikroprosesor ini disebut mikroprosesor 8 bit yang mana saluran data diberi simbol dengan huruf D.
D0 digunakan untuk bit yang mempunyai bobot yang paling kecil (Least Significant Bit = LSB) dan D7 untuk bit yang mempunyai bobot yang paling besar (Most Significant
D0 D0
D1 D1
D2 D2
. .
. .
D7 D7
Gambar 2.3. Diagram Blok Mikroprosesor dgn 8 saluran data masuk dan 8 saluran data keluar
Prog ram
N
1 2 3 4 1
2 3 4
jumlah kaki (pin) dalam suatu rangkaian terintegrasi dengan multipleksing antara saluran data input dengan saluran data ouput. Sehingga saluran data dapat berfungsi sebagai saluran data input atau output. Oleh karena itu setiap saluran data bus bersifat dua arah (bidirectional), seperti diperlihatkan pada gambar 5.
Saluran data tersebut agar dapat berfungsi sebagai bus data input atau output dapat digunakan “tri state buffer”. Pada gambar 6 diperlihatkan prinsip penggunaan tri state buffer untuk menghasilkan saluran data dua arah.
Gambar 2.5. Prinsip penggunaan tri state buffer pada saluran data
Data word sebanyak 8 bit disebut “byte”, sedangkan data word sebanyak 4 bit disebut “nibble”. Data word pada bus data pada umumnya dinyatakan dengan angka Hexadesimal, biner, dan octal, tetapi yang paling banyak menggunakan hexadecimal. Jika bilangan tersebut dinyatakan dengan bilangan hexadecimal dapat diberi awalan dengan tanda $ atau diberi akhiran H atau indeks 16, contohnya $ 8A atau 8A H atau 8A 16 . Jika dinyatakan dengan bilangan biner diberi akhiran huruf B atau indeks 2, contohnya 11100B atau 111002. Jika dinyatakan dengan bilangan octal dapat diberi akhiran huruf Q atau indeks 8, contohnya 345Q atau 3458.
Gambar 2.4. Bus data dua arah dari mikroprosesor 8 bit D0
D1 D2 . µ P .
Pada sistem personal komputer atau sistem mikroprosesor, umumnya menggunakan bilangan Hexadesimal hal ini tentu dengan berbagai pertimbangan terutama untuk menghemat digit yang digunakan.
2.3. Bus Alamat
Suatu mikroprosesor ideal dianggap mempunyai memori dalam (Internal Memory) yang tidak terbatas, tetapi kenyataannya mikroprosesor mempunyai jumlah memori yang terbatas untuk menyimpan data dan program. Proses penyimpanan informasi dalam memori
disebut penulisan memori dan proses pengambilan informasi dari memori disebut pembacaan memori.
Informasi (data) dapat disimpan dalam memori pada sejumlah lokasi memori. Setiap lokasi memori mengandung sebuah kata memori (memory word). Ukuran dari kata memori ditentukan oleh lebar jalur data mikroprosesor. Ukuran kata memori harus dibuat sama dengan lebar jalur data mikroprosesor. Setiap lokasi memori mempunyai suatu alamat memori yang tertentu. Alamat dinyatakan dengan bilangan hexadecimal. Mikroprosesor harus memilih alamat yang diinginkan sebelum mikroprosesor melakukan penulisan atau pembacaan pada suatu lokasi memori. Hubungan antara mikroprosesor dengan memori melalui saluran data dan saluran alamat, seperti diperlihatkan pada gambar 7.
Setiap saluran alamat mempunyai logika 1 dan 0. Jadi untuk N buah sluran alamat berarti diperoleh 2Nalamat memori yang berbeda.
Contoh, mikroprosesor 8085 mempunyai 16 saluran alamat. Berapa banyak memori yang dapat secara langsung dihubungi oleh mikroprosesor 8085 tersebut ?
Jawab, banyaknya memori yang dapat dihubungi secara langsung oleh mikroprosesor 8085 adalah 216atau sebesar 65536 byte.
1
Gambar 2.6. Hubungan
µP
dan memori melalui bus data dan bus almat2.4. Bus Kontrol ( Control Bus)
Mikroprosesor selain mempunyai saluran data dan saluran alamat dilengkapi pula dengan saluran control (Control Bus). Saluran control dipergunakan untuk mensinkronkan cara kerja mikroprosesor dengan cara kerja komponen-komponen di luar mikroprosesor. Kumpulan dari saluran control tersebut disebut saluran control (Control Bus), yang dapat dibagi atas :
- Sejumlah saluran control input (masukan) yang mempunyai arah panah dari luar ke dalam mikroprosesor. Contohnya: VMA (valid memory address), Hold, Int, reset, wait,
NMI, BUSRQ, ready, dan lain-lain.
- Sejumlah saluran control output (keluaran) yang mempunyai arah panah dari
mikroprosesor ke luar, contohnya : DBIN, WR, HLDA, MREQ, IORQ,RD, dan lain-lain. Saluran-saluran control dapat aktif “High” atau aktif “Low”tergantung pada tipe dan jenis mikroprosesor yang mengandung sistem saluran kontrolnya. Contoh, VMA (Valid Memory Address) salah satu saluran output pada mikroprosesor Mc 6802. Saluran control ini bersifat aktif High, artinya saluran akan aktif pada nilai logika 1 untuk memberitahukan kepada komponen di luar mikroprosesor bahwa informasi alamat yang terdapat pada saluran alamat adalah benar (valid).
Saluran control dari setiap mikroprosesor akan berbeda-beda notasinya artinya tidak sama, hal ini akan tegantung pada tipe dan jenis mikroprosesor. Misalnya, saluran control untuk mikroprosesor MC 6800 berdeda dengan mikroprosesor Z 80. Demikian juga untuk mikroprosesor yang lainnya.
2.5. Saluran Catu daya (Power Supply)
Suatu mikroprosesor secara mutlak harus mempunyai power supply sebab tanpa power supply mikroprosesor tersebut tidak akan dapat bekerja. Power supply untuk setiap mikroprosesor berbeda, tetapi hal paling penting yang harus diperhatikan yaitu efisiensi daya yang dipergunakan sehingga pabrik-pabrik yang membuat mikroprosesor saling bersaing menawarkan penggunaan daya yang hemat.
Contoh, mikroprosesor 8 bit tipe 8080 produk Intel memerlukan daya – 5 V; + 5 V, dan GND, sedangkan mikroprosesor Z 80 memerlukan daya + 5 V dan GND. Oleh sebab itu
masalah penggunaan daya tergantung pada pengguna mikroprosesor.
2.6. Ringkasan
2. Saluran-saluran keluaran (output) dapat dihubungkan dengan penggerak (actuation), digital display, pengubah digital ke analoh (DAC), printer, monitor, alarm, atau peralatan keluaran yang lainnya.
3. Pada mikroprosesor yang riil, jumlah saluran masukan tidak sama atau terbatas, umumnya jumlah saluran data masukan N sama dengan jumlah saluran data keluaran M. Jumlah saluran data dinamakan lebar jalur data (data path width) atau word size suatu mikroprosesor.
4. Bus data digunakan untuk mengirim/menerima data antara komponen-komponen
sistem dengan mikroprosesor.
5. Saluran data dapat berfungsi sebagai saluran data input atau output. Oleh karena itu
setiap saluran data bus bersifat dua arah (bidirectional).
6. Data word sebanyak 8 bit disebut “byte”, sedangkan data word sebanyak 4 bit disebut “nibble”. Data word pada bus data pada umumnya dinyatakan dengan angka hexadesimal, biner, dan octal.
7. Mikroprosesor pada kenyataanya mempunyai jumlah memori yang terbatas untuk menyimpan data dan program. Proses penyimpanan informasi dalam memori disebut penulisan memori dan proses pengambilan informasi dari memori disebut pembacaan memori.
8. Ukuran dari kata memori ditentukan oleh lebar jalur data mikroprosesor. Ukuran kata memori harus dibuat sama dengan lebar jalur data mikroprosesor.
9. Saluran kontrol dipergunakan untuk mensinkronkan cara kerja mikroprosesor dengan cara kerja komponen-komponen di luar mikroprosesor.
10. Saluran kontrol dari setiap mikroprosesor akan berbeda-beda notasinya artinya tidak sama, hal ini akan tegantung pada tipe dan jenis mikroprosesor.
11. Mikroprosesor tanpa catu daya (power supply) tidak dapat bekerja akan tetapi catu daya sangat berperan akan menentukan penghematan energi.
2.7. Soal Latihan
1. Jelaskan yang dimaksud mikroprosesor ideal?
2. Jelaskan yang dimaksud mikroprosesor 8 bit? 3. Apa yang saudara ketahui tentang byte dan nybble?
4. Apa yang dimasud dengan bit atau digit? 5. Jelaskan prinsip kerja “tri state buffer “?
6. Berikan salah satu contoh penulisan data dengan bilangan hexadecimal?
7. Suatu mikroprosesor mempunyai 12 saluran alamat, Berapa banyak memori yang dapat secara langsung dihubungi oleh mikroprosesor tersebut?
10. Jelaskan alasanya, kenapa bahwa saluran control pada setiap mikroprosesor tidak sama?
11. Berapa saluran control yang dimiliki oleh mikroprosesor Z 80 ? 12. Jelaskan bila salah satu saluran control bekerja dengan aktif high ?
13. Jelaskan keunggulan dan kelemahan antara sistem catu daya pada mikroprosesor Z 80 dengan 8080?
BAB III
MEMORI
Pendahuluan
Pada bab ini akan dibahas tentang tujuan pembelajaran, dan memori (pengingat) yang meliputi : sifat memori, Randon Acces Memory (RAM), Read Only Memory (ROM), PROM, EPROM, EEPROM, SRAM, DRAM, UV EPROM, dan EAROM. Dijelaskan pula peta memori dan sistem pengalamatan.
Tujuan
Setelah mempelajari bab ini, diharapkan mampu untuk: 1. Memahami pengertian dan fungsi memori?
2. Menjelaskan sifat jenis memori ? 3. Menjelaskan cara kerja sistem memori? 4. Memahami peta memori?
5. Menjelaskan sistem pengalamatan? 3.1. Pengertian Memori
Memori adalah suatu alat atau medium yang mana informasi (data) atau instruksi (perintah) dapat disimpan dan dapat dikeluarkan kembali. Fungsi memori untuk menyimpan informasi (data) sementara waktu atau untuk waktu yang lama, dimana informasi tersebut sewaktu-waktu dapat diambil kembali.
Flip-flop termasuk tipe memori statik. Flip-flop dapat digunakan sebagai rangkaian pengingat (memori) yang mana dapat menyimpan informasi dalam bentuk digit- digit bilangan biner, yaitu “ 0” dan “1”.
Memori yang dipergunakan pada sistem mikroprosesor ada dua jenis yaitu :
1. Memori mudah menguap (volatile), yaitu suatu memori yang hanya dapat menyimpan informasi selama sumber catu daya masih ada (tidak diputus), bila sumber catu dayanya diputus maka informasi tersebut akan hilang atau tidak disimpan lagi. Contohnya RAM (Random Access Memory).
2. Memori tidak mudah menguap (Non Volatile), yaitu suatu memori yang dapat menyimpan informasi dalam waktu yang lama, bahkan bila sumber catu daya diputuskan informasi ini masih tersimpan dengan baik.
Yang termasuk memori ini antara lain: Magnetic tapes, magnetic disk, magnetic core, hard disk, magnetic bubble, optical device, dan ROM (Read Only Memory).
3.2. RAM ( Randon Access Memory)
yang dipilih ke jalur alamat atau sering juga disebut memori baca atau tulis. Informasi dapat dibaca atau ditulikan ke dalamnya.
RAM dapat dikelompokan ke dalam dua jenis :
1. RAM statik, pada RAM ini informasi disimpan pada sebuah flip-flop. Jenis RAM ini tidak sinkron dan tak memerlukan detak (Clock). Informasi akan tetap stabil selama daya tetap tersedia dan tidak memerlukan “refreshing” (penyegaran).
2. RAM Dinamik, pada RAM ini informasi disimpan dalam bentuk muatan di dalam
kapasitor. RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer. Keunggulannya lebih kecil daripada
RAM statik dan kepadatannya lebih tinggi. Kerugiannya memerlukan rangkaian penyegar (refresh) di luar memori karena tiap muatan yang disimpan dalam kapasitor akan bocor sehingga dalam beberapa milidetik sebagian muatan akan hilang. Proses penyegaran terdiri atas pembacaan informasi dari memori dan kemudian ditulis kembali ke memori untuk menyimpan kembali muatan penuh. Di bawah ini diperlihatkan gambar sel-sel RAM static bipolar dan NMOS.
Gambar 8. Sel-sel RAM bipolar dan NMOS.
RAM terdiri dari beberapa register yang masing-masing mempunyai sebuah data word dan alamat yang unik. RAM mempunyai kapasitas word yang berbeda-beda, antara lain 1K, 4 K, 8, K, 16 K, 32 k, 64 K, 256 K, 1024 K, dan yamg lebih besar lagi. Untuk memperluas kapasitas word-nya dapat dikombinasikan beberapa chip memori.
DRAM (Dynamic Random Access Memory) yang mempunyai keunggulan pada kapasitas yang tinggi dan komsumsi daya yang rendak . Untuk prinsip kerja dasarnya diperlihatkan pada gambar 9.
(a)
(b)
Gambar 9. Suatu sel dinamis 4 MOSFET.
Untuk mengatasi kebocoran arus tersebut diperlukan rangkaian penyegar (refresh) untuk membaharui informasi dimana dipasang dua transistor yaitu Q dan Q’ (gbr 9b). Semua sel dalam lajur yang diketahui diperbaharui secara simultan dengan mengalamatkan jalur yang bersangkutan pada saat v tinggi. Perhatikan selama waktu pembaharuan, Q3yang seri dengan Q membentuk beban untuk Q1, dan Q’ yang seri dengan Q4 berperan sebagai beban untuk Q2. Kalau pada permulaan siklus pembaharuan tegangan lewat C2 melaupaui yang melewati C1, maka Q1 off dan C2 mengisi menuju VDD oleh arus dalam Q dan Q3. Arus yang mengisi C1lewat Q’ dan Q4 lebih kecil dari pada yang mengisi C2karena Q2 bekerja. Sehingga C2 naik dengan cepat menuju VDD dan tegangan lewat Q2turun sampai nol sambil mempertahankan tegangan lewat C1 pada 0 V. Dengan kata lain karena adanya
unpan balik regeneratif dalam flip-flop, sel tersebut dikembalikan pada keadaan semula (ke logika “1”).
Penggunaan statik RAM dilakukan untuk kapasitas memori yang kecil, tetapi kecepatan tinggi. Sedangkan Penggunaan DRAM pada memori internal dari Personal Komputer yang membutuhkan komsumsi daya rendah. Namun komputer pun menggunakan SRAM untuk fungsi-fungsi yang membutuhkan kecepatan yang tinggi, seperti Video Grafiks, dan lain-lain.
Karakteristik yang paling penting dari RAM adalah kapasitas menyimpan informasi, harga tiap bit, ukuran fisik, komsumsi daya, keandalan (reabilitas), waktu akses, dan waktu siklus baca/tulis. Pada gambar dibawah ini diperlihatkan arsitektur DRAM tipe 4116.
Gambar 10. Arsitektur DRAM tipe 4116.
3.3. Read Only Memory (ROM)
ROM adalah suatu memori yang hanya dapat dibaca informasinya atau memori yang isinya sekali ditulis dan hanya dapat dibaca. Penulisan ke dalam ROM disebut pemograman. Pemograman ROM dapat dilakukan oleh perusahaan atau diprogram di pabrik ataupun diprogram oleh pemakai itu sendiri.
Keuntungan ROM yang diprogram di pabrik antara lain, kerapatan tinggi, tidak dapat dihapus, dan dalam jumlah yang besar harganya akan murah. Kelemahannya harus diproduksi dalam jumlah yang banyak, keterlambatan dalam memproduksi ROM, dan bila
terjadi kesalahan dalam program tidak dapat dilakukan perubahan tetapi ROM-nya harus diganti.
PROM (Programmable Read Only Memory) adalah ROM yang dapat diprogram oleh pemakai, yang mana terbagi dua :
1. PROM (Programmable Read Only Memory) adalah ROM yang hanya dapat diprogram sekali oleh pemakai, setelah itu tidak dapat diubah kembali.
2. EPROM (Erasable Prorammable Read Only Memory) adalah ROM yang dapat diprogram lebih dari sekali, artinya ROM tersebut dapat diprogram beberapa kali dengan cara dihapus.
Untuk memprogram PROM dipergunakan peralatan khusus yang disebut PROM Programmer atau sering jugadisebut PROM pelelehan karena menggunakan “fuse Link”. Di dalam PROM tiap sel memori dibuat dengan sebuah pelelehan (fuse) yang mana pelelehan dapat dibuat dari nikhrone atau polisilikon. PROM mempunyai kerapatan yang tinggi, kecepatan yang tinggi, dan harga yang relative murah.
Erasable Programmable Read Only Memory terbagi dua macam, yaitu :
1. UV EPROM, yaitu memori yang dihapus dengan menggunakan sinar Ultra Violet. EPROM ini dapat dihapus dengan disinari oleh sinar ultra violet dengan frekuensi tinggi selama waktu tertentu (dalam 5-10 menit). Penghapusan ini dengan cara mengembalikan isi semua sel-sel memori menjadi nol dengan jalan membuang muatannya atau muatannya dikosongkan. Pada sebuah EPROM bagian atasnya
dilengkapi dengan sebuah jendela kuarsa yang dapat melewatkan sinar ultra violet. 2. EAROM (Electrically Alterable Read Only Memory), yaitu ROM yang hanya dapat
ROM terdapat dalam berbagai bentuk diantaranya, bentuk TTL (Transistor-Transistor Logic), CMOS, dan ECL (Emitter Coupled Logic). Sedangkan penggunaan ROM dapat dipergunakan seperti: Look Up Table (table pencaraian) untuk fungsi kalkulasi trigonometri, logaritma, eksponensial, akar kuadrat dan sebagainya. Demikian pula pembangkit berurutan (Sequence Generator), waveform generator, peragaan visual seven segmen, logika kombinasi, pembangkit karakter, penyimpanan program, dan lain sebagainya.
3.4. Peta Memori
Ruang memori dari suatu mikroprosesor adalah suatu kumpulan dari seluruh lokasi
memori yang dapat dihubungi oleh mikroprosesor. Sedangkan lokasi memori adalah suatu lokasi pada memori yang digunakan untuk menyimpan informasi yang berisi satu kata
memori disebut juga “memory word “.
Setiap lokasi memori mempunyai suatu alamat memori tertentu, biasanya ditulis dalam notasi hexadecimal. Sebagai contoh, suatu mikroprosesor yang mempunyai 12 saluran alamat maka alamat lokasi memori yang terendah berada pada $000 dan alamat yang tertinggi pada $ FFF (P = 12, 212= 4096 = FFF H).
Ukuran dari memori dinyatakan dalam satuan “Kilowords”, dimana 1 Kiloword = 2 10 = 1024 words. Untuk satu “word“ yang terdiri dari 8 bit, maka satuannya adalah “kilobyte” = 1024 bytes. Pada contoh diatas, mikroprosesor yang mempunyai saluran alamat 12 buah “memory space” nya adalah sebesar 4 K byte.
Bila mikroprosesor mempunyai saluran alamat 16 buah, maka “memory space”-nya adalah sebesar 64 K byte = 65536 = FFFFH. Batas-batas ruang memori dari yang pertama hingga yang akhir, pertama dari $0000 sampai dengan 0FFFHadalah 4 K byte; yang kedua dari $1000 sampai dengan 1FFFH; yang ketiga dari alamat $2000 sampai dengan alamat $2FFFH; dan seterusnya dari $F000 sampai dengan $ FFFFH.
Gambar 11. Ruang Memori 4 K. $FFFF
$F000
Sedangkan untuk batas-batas 1 K, yaitu untuk setiap 1 K ruang memori ada 400H “memory space”. Alamat – alamat dari 1 K yang pertama adalah $0000 sampai dengan $ 03FFH; 1 K yang kedua dari alamat $ 0400 sampai dengan $ 07FF H; 1 K yang ketiga dari alamat $ 0800H sampai dengan $ 0BFFH; 1 K yang keempat dari alamat $ 0C00 sampai dengan $ 0FFF dan seterusnya.
Dalam mikroprosesor 256 “memory words” disebut satu halaman (page) memori, setiap satu halaman memori mempunyai 100 words. Untuk halaman yang paling rendah
alamatnya mulai dari $ 0000H sampai dengan $ 01FFH dan seterusnya. Jadi 1 K ruang memori terdiri dari 4 halaman memori.
Peta memori (Memory Map) dari suatu sistem mikroprosesor adalah suatu peta yang menggambarkan lokasi alamat - alamat yang dapat dicapai oleh mikroprosesor untuk komponen tertentu.
3.5. Sistem Pengalamatan
Sistem penglamatan bertujuan untuk membuat setiap lokasi memori dalam sistem mempunyai alamat yang unik. Hal ini dapat dibangun dengan menghubungkan kaki (pin) “chip select “ = CS setiap komponen dengan beberapa saluran alamat orde tinggi melalui suatu rangkaian address decoder agar dapat melakukan seleksi komponen. Sedangkan saluran alamat orde rendah pada setiap komponen saling dihubungkan agar dapat memilih suatu lokasi tertentu di dalam suatu komponen. Komponen tersebut antara lain: RAM, ROM, I/O, dan yang lainnya.
Untuk menghubungkan mikroprosesor dengan komponen tersebut perlu diperhatikan antara lain: Jumlah saluran alamat dari mikroprosesor, kapasitas memori dari setiap komponen yang akan menentukan alamat awal dan akhir dari tiap-tiap komponen yang akan dihubungkan dengan mikroprosesor, menentukan tabel saluran alamat, dan menentukan address dekoder. Address decoder berfungsi agar mikroprosesor dapat mengaktifkan salah satu komponen dengan alamat tertentu pula.
Untuk menentukan address decoder ada dua cara :
1. Pengalamatan dengan cara “fully decoder addressing”, yaitu dengan menggunakan semua saluran alamat dari mikroprosesor yang tidak dihubungkan dengan saluran alamat dari komponen tersebut (saluran alamat untuk memilih satu lokasi diantara sejumlah lokasi alamat yang ada pada komponen tersebut). Cara pengalamatan ini tidak terjadi duplikasi alamat dan biasanya digunakan apabila sistem mikroprosesor tersebut dikembangkan dikemudian hari. Cara pengalamatan ini tidak sederhana aga rumit rangkaiannya.
digunakan/dihubungkan dengan saluran alamat dari komponen lain dalam sistem. Cara pengalamatan ini rangkaiannya sederhana dan terjadi duplikasi alamat, tetapi tidak mengganggu. Biasanya digunakan untuk sistem yang tidak dikembangkan lagi.
3.6. Ringkasan
1. Memori adalah suatu alat atau medium yang mana informasi (data) atau instruksi (perintah) dapat disimpan dan dapat dikeluarkan kembali.
2. Fungsi memori untuk menyimpan informasi (data) sementara waktu atau untuk
waktu yang lama, dimana informasi tersebut sewaktu-waktu dapat diambil kembali. 3. Memori mudah menguap (volatile), yaitu suatu memori yang hanya dapat
menyimpan informasi selama sumber catu daya masih ada (tidak diputus), bila sumber catu dayanya diputus maka informasi tersebut akan hilang atau tidak disimpan lagi. Contohnya RAM (Random Access Memory).
4. Memori tidak mudah menguap (Non Volatile), yaitu suatu memori yang dapat menyimpan informasi dalam waktu yang lama, bahkan bila sumber catu daya diputuskan informasi ini masih tersimpan dengan baik. Yang termasuk memori ini antara lain: Magnetic tapes, magnetic disk, magnetic core, magnetic bubble, optical device, dan ROM (Read Only Memory).
5. RAM statik, pada RAM ini informasi disimpan pada sebuah flip-flop. Jenis RAM ini tidak sinkron dan tak memerlukan detak (Clock). Informasi akan tetap stabil selama daya tetap tersedia dan tidak memerlukan “refreshing” (penyegaran).
6. RAM Dinamik, pada RAM ini informasi disimpan dalam bentuk muatan di dalam kapasitor. RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer. Keunggulannya lebih kecil daripada RAM statik dan kepatannya lebih tinggi. Kerugiannya memerlukan rangkaian penyegar (refresh) di luar memori karena tiap muatan yang disimpan dalam kapasitor akan bocor sehingga dalam beberapa milidetik sebagian muatan akan hilang. Proses penyegaran terdiri atas pembacaan informasi dari memori dan
kemudian ditulis kembali ke memori untuk menyimpan kembali muatan penuh. 7. PROM (Programmable Read Only Memory) adalah ROM yang hanya dapat
diprogram sekali oleh pemakai, setelah itu tidak dapat diubah kembali.
8. EPROM (Erasable Prorammable Read Only Memory) adalah ROM yang dapat diprogram lebih dari sekali, artinya ROM tersebut dapat diprogram beberapa kali dengan cara dihapus.
10. Peta memori (Memory Map) dari suatu sistem mikroprosesor adalah suatu peta yang menggambarkan lokasi alamat-alamat yang dapat dicapai oleh mikroprosesor untuk komponen tertentu.
11.Pengalamatan dengan cara “fully decoder addressing”, yaitu dengan menggunakan semua saluran alamat dari mikroprosesor yang tidak dihubungkan dengan saluran alamat dari komponen tersebut (saluran alamat untuk memilih satu lokasi diantara sejumlah lokasi alamat yang ada pada komponen tersebut). Cara pengalamatan ini tidak terjadi duplikasi alamat dan biasanya digunakan apabila sistem mikroprosesor
tersebut dikembangkan dikemudian hari. Cara pengalamatan ini tidak sederhana agar rumit rangkaiannya.
12.Pengalamatan dengan cara “Non fully decoder addressing”, yaitu dengan menggunakan hanya sebagian saluran alamat dari mikroprosesor yang digunakan/dihubungkan dengan saluran alamat dari komponen lain dalam sistem. Cara pengalamatan ini rangkaiannya sederhana dan terjadi duplikasi alamat, tetapi tidak mengganggu. Biasanya digunakan untuk sistem yang tidak dikembangkan lagi.
3.7. Soal Latihan
1. Jelaskan fungsi memori pada sistem mikroprosesor?. 2. Jelaskan perbedaan antara RAM dan ROM?.
3. Jelaskan perbedaan memori static dan dinamik?. 4. Jelaskan yang dimaksud memori volatile?. 5. Jelaskan yang dimaksud UVEPROM?.
6. Berapakah ukuran dari ruang memori suatu mikroprosesor 8 bit yang mempunyai 12 saluran alamat?
7. Suatu mikroprosesor dengan memori yang berukuran sebesar 16 kbyte dimulai dari lokasi $0000H dalam ruang memori, carilah alamat memori yang paling tinggi dari mikroprosesor tersebut?
8. Berapa kilowords ruang memori yang ada diantara $ C000H sampai dengan
$ CFFFH ?
9. Sebuah mikroprosesor 8 bit mempunyai memori yang dapat dihubungkan secara
langsung sebesar 6 K byte, Carilah jumlah saluran alamat dari mikroprosesor tersebut ?
10. Suatu ROM dengan kapasitas 14 Kbyte diletakan pada peta memori dengan alamat awal $2500H. Hitunglah alamat akhir dari ROM tersebut ?
11. Apakah fungsi dari peta memori pada sebuah sistem mikroprosesor ? 12. Jelaskan fungsi dari Chip Select ?
14. Jelaskan perbedaan antara sistem pengalamatan Fully decoder dengan Non fully decoder ?.
BAB IV
SISTEM INPUT- OUTPUT
Pendahuluan
Pada bab ini akan diuraikan tujuan perkuliahan dan sistem input-output yang dimulai dari komponen input/output yang paling sederhana antara lain: mikro switchs (saklar-saklar), Led, Keyboard, Seven segmen, Sensor/transducer, masukan-keluaran serial, dan masukan-keluaran paralel.
Tujuan
Setelah mempelajari bab ini, diharapkan mahasiswa mampu untuk :
1. Memahami komponen input/output (masukan/keluaran). 2. Memahami sistem input/output (sistem masukan/keluaran).
3. Memberikan contoh-contoh komponen input/output (masukan keluaran). 4. Memahami karakter setiap sistem input/ouput (masukan/keluaran). 4.1. Komponen input/output
Komponen input/ouput merupakan suatu rangkaian masukan atau keluaran dengan berbagai macam bentuk dan karakter yang berbeda-beda serta bekerja dengan level tegangan yang bervariasi. Komponen input/ouput agar dapat bekerja dan berhubungan dengan mikroprosesor dilengkapi dengan rangkaian antar muka (Interface).
Rangkaian interface dapat diartikan sebagai rangkaian penghubung yang menghubungkan antara komponen yang satu dengan komponen yang lainnya, sehingga dapat dilakukan transfer data antara komponen-komponen tersebut. Ini dapat dibangun atau dirancang dengan rangkaian perangkat keras dan perangkat lunak (program).
Dalam proses interfacing antara sistem mikroprosesor dengan piranti luar dibutuhkan beberapa fungsi seperti, data buffering, address decoding, command decoding, status decoding, dan sistem control dan timing. Semua ini dibutuhkan untuk mensinkronikasikan kerja sistem supaya sinergi. Karena tanpa pengendali dan sinkronisasi menyebabkan berbagai masalah akan timbul dalam proses input/output. Masalah-masalah ini disebabkan
oleh perbedaan kecepatan operasi, perbedaan level sinyal atau tegangan yang dibutuhkan, keanekaragaman peripheral dan berbagai karakternya, dan stuktur sinyal yang kompleks.
Oleh karena itu dibutuhkan suatu bagian input/output yang sesuai.
Prosedur yang harus dilaksanakan: (1).Central Processing Unit (CPU) harus menempatkan alamat bus untuk memilih komponen I/O yang diinginkan.
(2) CPU menunggu data atau menempatkan data pada bus data. (3) CPU membaca atau mengirim data sampai selesai.
Pada teknik interface digunakan tiga metoda, yaitu metoda Programmed I/O, Interupsi, dan Direct Memory Acess (DMA). Dengan uraian sebagai berikut :
1. Metoda programmed I/O, CPU menjalankan proses tertentu untuk melalukan pelayanan tehadap peralatan yang mana yang akan dilayanani. CPU melakukan
pengajuan pertanyaan pada setiap komponen I/O secara berkala dan menerima jawabannya. Proses ini disebut prosedur “Handshaking” atau prosedur jabatangan. Sebagai contoh, misalnya proses pembacaan data dari alat luar. Pertama alat luar mengirim sinyal “data ready” dan data ke komponen I/O. Komponen I/O akan menahan data dan sinyal tersebut sampai CPU menerima sinyal dan membaca data. Setelah membacaselesai, CPU mengirim sinyal input “ACK” ke peripheral (ke I/O) yang menunjukkan bahwa pembacaan data telah selesai. CPU senantiasa mengontrol peripheral melalui program secara sinkron.
2. Metoda Interupsi, adalah suatu metoda instruksi yang merubah program yang sedang dilaksanakan menuju ke suatu cabang tertentu pada lokasi memori tertentu untuk melaksanakan program tertentu. Setelah selesai menjalankan program interupsi, maka CPU akan melanjutkan operasi yang sedang dilakukan sebelum terjadi interupsi. Interupsi dapat dibagi dua jenis, yaitu hardware dan interupsi software.
Sistem interupsi pada suatu mikroprosesor ada berbagai macam jenis, hal ini akan tergantung pada jenis mikroprosesornya. Interupsi juga tergantung pada sipat pioritas atau tingkat pioritas, maka CPU akan mengidentifikasi interupsi dan merespon interupsi yang mempunyai pioritas tinggi. Interupsi ada yang dapat dihalangi dan yang tidak dapat dihalangi.
µP Komponen
I/O
Peripheral Bus Alamat
Bus data
Bus Kontrol
Komando
I/O
Status
3. Direct Memory Access, adalah suatu metoda I/O yang menggunakan rangkaian khusus, yaitu DMA Controller (DMAC) dimana operasinya akan melaksanakan proses I/O dengan mengambil alih pengontrolan bus-bus dari CPU. Transfer data antara memori dan alat luar dapat dilaksanakan tanpa melalui CPU, tetapi dengan menggunakan DMAC. Contoh, atas permintaan peripheral atau komponen I/O. DMAC akan mengirim sinyal DMA request ke CPU. Selanjutnya CPU akan mengeluarkan sinyal DMA ACK ke DMAC dan mengaktifkan Buffer (tri state buffer) hingga bus berada pada kondisi impedansi tinggi, hal ini berarti DMAC
dapat mengambil alih pengontrolan ketiga bus.
Masukan mikro switch (saklar kecil) dapat terkoneksi terhadap mikroprosesor bila
level tegangan sesuai dengan level tegangan yang dikehendaki oleh miklroprosesor, misalkan Level TTL untuk logika “0” (0,0 – 0,8 V) atau logika “1” ( 2,0 – 5,0 V). Agar suatu piranti berbasis saklar (mikro switch) dapat digunakan sebagai piranti masukan maka saklar tersebut supaya kompatibel dengan TTL harus di-“ pull-Up” seperti pada gambar dibawah ini.
Hal ini untuk menyakinkan bahwa ketika saklar terbuka sinyal keluaran menjadi berlogika “1” dan ketika saklar tertutup yang terkoneksi ke ground yang menghasilkan logika “0”. Nilai R pull-Up berkisar antara 1 K ohm s/d 10 K ohm.
Gambar. 13. Rangkaian Pull-Up.
Piranti keluaran lebih bervareatif dibandingkan dengan piranti masukan. Piranti keluaran ini harus diperhatikan level tegangannya apakah kompartibel dengan TTL , seperti Led, Seven segment , LCD, dan sebagainya. Hal ini perlu dirancang rangkaian interface-nya.
4.2. Input/output Paralel
Rangkaian dasar sebagai masukan paralel, misalnya switch toggle 8 bit ekternal yang dikoneksikan ke masukan penyangga 74ALS244. Keluaran penyangga dihubungkan ke bus data dari suatu mikroprosesor yang mempunyai jalur data 8 bit (D0 – D7), misalkan ke mikroprosesor 8088.
instruksi IN dijalankan isi (data) dari saklar ditulis ke register A. Ketika mikroprosesor menjalankan instruksi IN alamat pot I/O didekode untuk menghasilkan logika 0. Logila 0 dimasukan ke saluran control 1G dan 2G pada pengangga maka data terkoneksi ke keluaran data Y. Bila logika 1 diberikan pada 1G dan 2G pada penyangga, maka pada keadaan impedansi tinggi sehingga memutuskan switch dari bus data (seolah-olah tidak terhubung).
Gambar 14. Hubungan antara masukan dengan penyangga dan data bus mikroprosesor.
Data 16 bit atau 32 bit dapat diantarmuka ke macam-macam tipe mikroprosesor tergantung pada jenis mikroprosesornya. Di dalam penggunaannya tidak semudah yang
dicontohkan diatas, tetapi perlu adanya penyangga yang berkapasitas 16 bit atau 32 bit, bahkan 64 bit.
Antarmuka keluaran dasar yang akan menerima data dari mikroprosesor melalui jalur data bus, tetapi tidak secara langsung harus menggunakan penyangga, misalnya penyangga 74LS374 yang diperlihatkan pada gambar 15.
Delapan LED terhubung ke mikroprosesor melalui kumpulan delapan latch data (IC74A374). Latch menyimpan keluaran angka oleh mikroprosesor dari bus data sehingga LED dapat dinyalakan dengan suatu angka biner 8 bit. Latch dibutuhkan untuk menahan data karena ketika mikroprosesor menjalankan suatu instruksi OUT, data hanya berada pada bus data selama kurang dari 1 µs. Tanpa latch led tidak akan menyala.
Ketika instruksi OUT dijalankan data dari Register A ditransfer ke latch melalui bus data. Masukan D dari latch 74LS374 terhubung ke bus data untuk menerima data keluaran, dan data keluaran Q dari latch dihubungkan ke LED. Ketika keluaran Q berlogika “0”, LED akan menyala. Setiap kali instruksi OUT dijalankan sinyal SEL ke latch menjadi aktif, menerima data keluaran ke latch dari suatu bagian 8 bit bus data. Data ditahan hingga
instruksi OUT berikutnya dijalankan. Ketika instruksi keluaran dijalankan dalam rangkaian ini, data register A muncul pada LED.
Alat masukan - keluaran paralel yang dapat diprogram (PIO) yang menyediakan fungsi: pendekodean alamat, pembaferan masukan-keluaran data dan multipleks, status untuk “jabat tangan” dan fungsi pengendalian yang lainnya.
Dekoder alamat memilih sebuah register intern yang akan dibaca atau ditulis. Register ini dapat menahan masukan, menahan keluaran, dan register arah (status).
PIO selain dapat diprogram, pada bagian I/O-nya dapat digunakan fungsi arah data yang sifatnya dua arah, artinya dapat sebagai input atau sebagai output.
Selanjutnya, PIO memultipleks hubungannya dengan bus data mikroprosesor kepada dua arah atau lebih gerbang 8 bit, termasuk saluran pengendali untuk peripheral I/O.
Sebagai contoh Peripheral Interface Adapter (PIA) 6820 adalah masukan/keluaran paralel yang dapat dipogram mempunyai enam register terdiri dari dua pasang masing-masing berisi tiga register pada tiap gerbang (pintu I/O), yaitu satu pasang untuk gerbang A dan satu pasang lagi untuk gerbang B.
Peripheral Programmable Interface ( PPI ) 8255 adalah masukan/keluaran paralel yang dapat diprogram, pada dasarnya PPI 8255 ini terdiri dari tiga bagian (port) atau gerbang I/O 8 bit, yaitu port A, port B, dan port C.
Tiap port mempunyai 2 blok I/O yang terpisah dan tiap blok dihubungkan ke bus data internal PPI 8255. Melalui bus data internal informasi dapat dikirim dan diterima pada PPI
8255. PPI 8255 mempunyai 2 blok pengontrol, yaitu pengontrol bagian A dan pengontrol bagian B yang menentukan bagaimana ketiga port I/O dioperasikan. Bagian C terdiri dari 2 port 4 bit salah satu dari bagian ini digunakan bersama-sama dengan bagian A dan yang lainnya dengan bagian B.
4.3. Input-output Serial
Sistem mikroprosesor adalah sistem paralel, maka perlu mengubah sebuah byte data delapan bit menjadi bentuk serial sebelum keluaran dan dari bentuk serial menjadi masukan.
Ada beberapa input/output serial yang sudah berbentuk integrated circuit (IC), yaitu: Universal Synchronous Asynchrounous Reciever Transmtter (USART) (8251), Asynchronous Communication Interface Adapter (ACIA) 6850, dan Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART).
UART merupakan pengubah serial ke paralel dan paralel ke serial. UART mempunyai dua fungsi mengambil data paralel dan mengubahnya menjadi suatu arus bit serial dengan
star, paritas, dan karakter penghenti dan mengambil suatu arus bit serial dan mengubahnya menjadi data paralel.
UART
Gambar 16. Diagram Blok UART
ACIA adalah adaptor perantara dengan hubungan tak serempak yang dilengkapi dengan masukan keluaran paralel dan serial serta rangkaian fungsi pengendali standar EIA RS 232 C. Data serial yang masuk dan keluar adalah sinyal-sinyal compatible dengan TTL dan harus disangga untuk menggerakan alat-alat serial. ACIA dilengkapi dengan modem. 4.4. Sensor / Transducer
Definisi secara umum, Transducer adalah suatu alat atau device yang bila digerakan oleh energi di dalam sebuah sistem transmisi, menyalurkan energi dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi yang lain. Bentuk energi tersebut antara lain: listrik, mekanik, cahaya, panas, tekanan, kecepatan, percepatan, dan kimia.
Transducer merupakan komponen input (masukan) bagi suatu sistem mikroprosesor atau komputer. Transducer tersebut agar dapat berhubungan atau berkomunikasi dengan mikroprosesor harus ada rangkaian interface atau rangkaian pengkondisi sinyal karena ada
beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh suatu sistem misalnya, level tegangan, kecepatan, dan sensitifitas.
Sebagai contoh, Thermocouple adalah sebuah transducer yang dapat menghasilkan tegangan, bila kedua ujung titik pertemuan logam tersebut dipanasi, menghasilkan tegangan dalam satuan µ V atau m V. Bila akan dimasukan ke mikroprosesor sinyalnya harus disesuaikan dulu atau dikondisikan.
4.5. Ringkasan
1. Komponen input/output adalah komponen masukan/keluaran dengan berbagai macam bentuknya serta sifatnya yang berbeda-beda.
2. Micro switch dan Led merupakan komponen input dan output yang paling sederhanan.Bila ingin berkomunikasi dengan mikroprosesor maka harus ada rangkaian penyangga/buffer.
3. Komponen input/output paralel dan serial yang dapat diprogram antara lain: SIO, PIO, CTC, PPI 8255, PIA 6820, ACIA 6850, USART, dan UART. Komponen input/output ini sudah dilengkapai dengan berbagai sinyal pengontrol, penyangga, sinyal sinkronisasi, dan sinyal pengendali.
4. Transducer merupakan masukan bagi suatu sistem, bila dihubungkan dengan mikroprosesor harus dilengkapi dengan rangkaian pengkondisi sinyal.
4.6. Soal latihan
1. Jelaskan yang dimaksud komponen input/output?
2. Berikan contoh komponen input/output yang paling sederhana dan jelaskan cara kerjany?
3. Mengapa, bila masukan akan dihubungkan dengan sistem mikroprosesor atau computer harus ada rangkaian pengendali dan rangkaian Interface.?
4. Jelaskan perbedaan antara masukan/keluran seri dan paralel ? 5. Jelaskan fungsi komponen dari USART ?
6. Bagaimana cara membuat program inisialisasi pada PPI 8255?.
7. Jelaskan keunggulan dan kelemahan masing-masing dari sistem komponen input/output paralel dan serial. ?
8. Jelaskan yanmg dimaksud ACIA.? 9. Jelaskan yang dimaksud MODEM ?
BAB V
ARSITEKTUR DAN KONFIGURASI MIKROPROSESOR (MIKROPROSESOR 8085)
5.1 Pendahuluan
Mikroprosessor 8085 mempunyai 10 buah register yang dapat diisi oleh programmer secara
langsung, dimana 6 buah register ini dapat disusun membentuk 6 buah register 8 bit atau 3 buah
register 16-bit. 4 Register yang lain adalah merupakan register khusus yang disusun secara terpisah.
Diagram blok dari Arsitektur dalam dari Mikroprosessor 8085 ditunjukkan pada gambar
berikut :
Gambar 5.1 Diagram Blok Arsitektur Mikroprosessor 8085
5.2 Saluran Data, Alamat dan Kendali (Data Bus, Address Bus, Control Bus)
Saluran Data terdiri dari 8-bit dimana saluran ini dibedakan atas saluran internal yaitu
saluran yang terdapat didalam CPU dan saluran eksternal yang dihubungkan ke serpih-serpih
pendukung lainnya seperti memori, peralatan I/O, dan sebagainya. Saluran ini berfungsi untuk
mentrasfer data baik yang dikeluarkan maupun yang masuk ke Mikroprosesor (bi-direktional).
Saluran-saluran kendali eksternal yang terdiri dari RD, WR, ALE, SO, SI, IO/M , HLDA,
Reset In, Reset Out. Saluran-saluran ini masing-masing satu jalur, yang berfungsi untuk Interrupt Control
8 bit Internal data bus
mengendalikan peralatan memori, input-output dan juga merupakan saluran untuk mengendalikan
kerja Mikroprosesor.
Saluran alamat terdiri dari 16-bit yang dibagi atas dua bagian yaitu AD0-AD7 yang
merupakan saluran alamat byte rendah dan sekaligus saluran data, serta A8-A15 yang merupakan
saluran alamat byte tinggi. Alamat rendah dimultipleksagar dapat berfungsi sebagai saluran alamat
dan juga saluran data dimana keadaan ini dikendalikan oleh ALE. Saluran alamat terdiri dari 16-bit
sehingga jangkauan alamat memori adalah sebesar 216 atau 65.536 lokasi alamat. Saluran data
terdiri dari 8-bit, yang bearti CPU menerima, mengirim dan mengolah data sebanyak 8-bit secara
serentak.
5.3 Pengendali dan Pewaktu (Timing and Control Unit)
Unit ini terdiri dari sebuah osilator dan sebuah pengendali pengurut. Osilator menghasilkan
sinyal detak (clock) yang berfungsi untuk men-sinkronkan kerja CPU dengan register atau memori.
Unit ini juga menghasilkan clock untuk perangkat pendukung yaitu Clock Out.
Pengendali–pengurut juga menghasilkan sinyal kendali yang diperlukan untuk pengendali
internal maupun eksternal. Operasi pengedali-pengurut ini diatur oleh program-mikro yang terdapat
dalam sebuah ROM/EPROM. ROM ini berisikan semua program-mikro yang diperlukan dalam
eksekusi instruksi. Selama instruksi-mikro dibaca dari ROM kendali, sinyal-sinyal kendali
disalurkan kepada bus-bus data internal dan eksternal. Efek yang ditimbulkannya adalah
memindahkan data antar register, melaksanakan operasi aritmatik-logik, memasukkan atau
mengeluarkan data dan sebagainya tergantung instruksi yang diberikan.
5.4 Unit Operasi Aritmatik dan Logika (ALU)
Bagian Aritmatika dan Kontrol dari computer biasanya disebut sebagai Central Processing Unit (CPU). Mungkin istilah ini muncul ketika awal-awal computer mainframe yang besar di mana bagian computer masih terpusat.
Fungsi Utama CPU adalah :
• Mengambil atau menjemput instruksi dari memori dan menerjemahkannya (decode) kemudian mengeksekusi perintah yang sudah diterjemahkan tersebut.
• Mentransfer informasi ke dan dari memori data atau unit masukan-keluaran (I/O) yang dibutuhkan pada eksekusi suatu instruksi.
• Menanggapi sinyal control dari luar, yang dikenal sebagai interrupt yang mungkin dapat menginterupsi operasi yang normal dan mungkin dapat menyebabkan urutan-urutan program atau instruksi yang baru yang harus dilakukan oleh computer.
Dalam melakukan fungsi-fungsi tersebut maka CPU dilengkapi dengan :
2. Pada bagian Kontrol : Register Instruksi Decoder
Segala operasi aritmatika dan Logika dilakukan di dalam ALU. Operasi- operasi yang dapat dilakukan ALU adalah :
1. Penjumlahan (Add), Penambahan Satu (Increment)
2. Pengurangan (Subtract), Pengurangan Satu (Decrement)
3. Logika OR, EX-OR, AND, dan NOT (Complement)
4. Perbandingan (Compare)
5. Pergeseran ke kiri atau ke kanan atu bit (Shift)
6. Berputar ke kiri atau ke kanan (Rotate).
5.5 Register Mikroprosessor 8085.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, Mikroprosessor 8085 mempunyai 10 buah register
dimana register-register ini dibagi atas dua kelompok, yaitu :
- General Purpose Register (Register Serba Guna)
- Special Purpose Register (Register Khusus).
1. Register Serba Guna ( General Purpose Register )
Dikatakan serba guna kerena pemakaian register ini bersifat umum. Susunan dari
register-register ini seperti sebuah RAM kecil (8-bit atau 16-bit) di dalam CPU. Register ini dapat
digunakan sebagai tempat penyalinan data sementara atau sebagai tempat penyimpanan hasil
operasi mikroprosesor. Register serba guna ini terdiri dari 6 buah register 8-bit yang disebut dengan
register B, C, D, E, H, dan L. Untuk pengoperasian 16-bit register ini dapat berpasangan menjadi
pasangan register BC, DE, HL.
2. Register Khusus (Special Purpose Register)
Dikatakan khusus karena fungsinya secara khusus. Register khusus ini terdiri atas 4 bagian
yaitu : Akumulator, Register Bendera, Program Counter (PC), Stack Pointer (SP).
- Akumulator (Accumulator)
Akumulator disebut juga dengan Register A yang merupakan register yang amat penting,
kerena register ini berfungsi sebagai tempat penyimpanan hasil setiap operasi aritmatik-logik dan
juga sebagai tempat masukan untuk ALU. Data bus internal yang dihubungkan ke ACC ini
merupakan dua arah (bidirectional) yang bearti akumulator ini berpasangan dengan register Bendera
(Flag).
- Register Bendera (Flag Register, F)
Register Bendera berfungsi sebagai indikator atau menyatakan keadaan dari hasil operasi
ALU. Register ini terdiri dari 8-bit tetapi hanya 5-bit yang dipakai yaitu: Zero (Z), Sign (S), Parity
(P), Carry (Cy) dan Auxilary Carry (AC). Susunan bit daru Register Bendera digambarkan sebagai
