tugas kuliah : Diagram Blok MIkroprosesor 80186/80188

 Diagram Blok  MIkroprosesor 80186/80188

Ulasan

·         Arsitektur

Mikroprosesor adalah singkatan dari prosesor biasa juga disebut CPU dan mengintegrasikan fungsi-fungsi dari unit pemprosesan sentral (central processingunit). Komponen ini merupakan sebuah cip. Cip (chip atau IC/Integrated circuit)adalah sekeping silikon berukuran beberapa milimeter persegi yang mengandung puluhan ribu transistor dan komponen elektronik lain. mikroprosesor memiliki elemen inti dari sistem komputer, yaitu mesin komputasi dan kontrol. Hanya beberapa alat seperti power supply, memori, peripheral interface IC, dan beberapa periferal lain (biasanya alat input/output dan media penyimpanan) yang perlu ditambahkan untuk membuat sebuah sistem komputer yang utuh. Sedangkan arsitektur untuk Intel 80186/80188 adalah arsitektur Harvard karena memiliki dua memori yang terpisah satu untuk program (ROM) dan satu untuk data (RAM). Arsitektuur harvad umumnya mempunyai memori program dengan lebar 12,14,dan 16 bit. Karena arsitektur harvad biasanya bekisar antara 12,16,32 bit. Dan arsitektur mikroprosesor diatas adalah sebagai berikut:

n  Intel 80186/80188 merupakan versi perkembangan mikroprosesor 8086/8088. Dari bentuk arsitektur dari perkembangan sebelumnya hampir sama, perbedaan yang jelas antar 80186 dan 80188 adalah lebar data bus.

n  Lebar data bus diantarnya sebagai berikut :

            1. Mikroprosesor 80186 mempunyai bus data 16 bit

            2. Mikroprosesor 80188 mempunyai bus data 18 bit

n  Struktur Register Internal dari 80186/80188 dan 8086/8088 secara virtual adalah sama.

n  Vektor Interupsi tambahan yang tidak digunakan dalam mikroprosesor 8086/8088 dan beberapa Built-In I/O yang sangat handal.

·         BUS

Bus merupakan jalur penghubung antar alat padakomputer  yang digunakansebagaimedia dalam  proses melewatkandata  pada suatu proses. Dan merupakansekumpulan kabel yang merupakan alat transportasi informasi kesemua peralatandalam sistem. Informasi tersebut dapat berupa data, perintah atau alamat.iap Bus merupakan jalur data antara beberapa Device yang berbeda. Dengan cara ini  RAM, Prosesor, GPU (VGA AGP) dihubungkan oleh Bus utama berkecepatan tinggiyang lebih dikenal dengan nama  FSB ( Front Side Bus ) . Sementara perangkat lainyang lebih lambat dihubungkan oleh Bus yang berkecepatan lebih rendah yangterhubung dengan  Bus lain yang lebih cepat sampai keBus utama. Untuk komunikasi antar Bus ini digunakan sebuah Bridge .Bus ini bisa dianggap sebagai sebuah pipa, dimana pipa atau saluran tersebut digunakan untuk   mengirimkan dan menerimainformasi antar alat yang dihubungkannya. Pada sistem komputer , bus ini termasuk perangkat internal, kecepatan   pengiriman informasi  melalui bus ini dilakukan dengan kecepatan tinggi

BUS sebagai alat transformasi data dari terminal satu ke terminal lain di dalam CPU.Jalur utama aliran data antara processor  ke komponen lainnya (seperti sound card,videocard,memory) padamainboard.Karakteristik bus adalah:

                  1.Jumlah interupsi mementukan banyak perangkat independen yang melakukanI/O.

 2. Ukuran bus data eksternalberakibat pada kecepatan operasional I/O.

 3. Ukuran bus alamat menentukan banyak memori yang    ditunjuk  boardekspansi.

4.Kecepatan clock maksimum yang dapat diakomodasi bus berakibat pada  kinerja. Interkoneksi antar komponen. Bus ini terdiri dari:

•Address bus

(Memory bus), bertugas mentransfer alamat memori yang akandigunakan oleh prosesor dalam proses tulis/baca data. Bus ini bersifat satu arah

•Data bus

, mentransfer instruksi dari dan ke prosesor. Bus ini bersifat dua arah

•Control bus

(Command bus), mentransfer sinyal urutan dan sinkronisasi yang berasal dari unit kontrol kepada semua komponen hardware. Bus ini bersifat dua arah.

·         FUNGSI MIKROPROSESOR Fungsi utama Mikroprosesor adalah sebagai unit yang mengendalikan seluruh kerjasistem mikroprosesor. Beberapa fungsi lain dari mikroprosesor, antara lain :

1.Mengambil instruksi dan data dari memori.

2.Memindah data dari dan ke memori.

3.Mengirim sinyal kendali dan melayani sinyal interupsi.

4.Menyediakan pewaktuan untuk siklus kerja sistem mikroprosesor.

5.Mengerjakan fungsi – fungsi operasi logika dan aritmetika.

              Mikroprosesor terdiri dari beberapa bagian :

1.Register, berfungsi untuk sebagai tempat penyimpanan sementara    data, alamat,kode instruksi dan bit status berbagai operasi mikroprosesor

2.ALU (Algorithm and Logic Unit), berfungsi untuk mengerjakan perintah – perintah logika dan operasi aritmetika.

  3.Timing and Control Unit, berfungsi untuk mengambil dan  mendekodekan  instruksi dari memori program dan membangkitkan sinyal kendali yang diperlukan oleh bagian lain dari mikroprosesor untuk melaksanakan instruksi tersebut

  4.ROM ( Read Only Memory )

ROM mempunyai tugas untuk menyimpan program yang sifatnya tetap atau permanen, tidak tergantung pada keberadaan arus listrik (nonvolatile), dan program yang tersimpan dalam ROM mempunyai sifat hanya bisa dibaca oleh para pengguna komputer. Menyimpan data pada ROM tidak dapat dilakukandengan mudah, namun membaca data dari ROM dapat dilakukan dengan mudah.Biasanya program / data yang ada dalam ROM ini diisi oleh pabrik yangmembuatnya. Oleh karena sifat ini, ROM biasa digunakan untuk menyimpanfirmware (perangkat lunak yang berhubungan erat dengan perangkat keras).

5.PIN

Pin adalah kaki pada mikroprosesor yang berfungsi untuk menamcap pada socket di motherboard,

Mikrocontroler MCS-51

·        Arsitektur

Arsitektur mikrokontroler MCS-51 diotaki oleh CPU 8 bit yang terhubung melalui satu jalur bus dengan memori penyimpanan berupa RAM dan ROM serta jalur I/O berupa port bit I/O dan port serial. Selain itu terdapat fasilitas timer/counter internal dan jalur interface address dan data ke memori eksternal.

IC mikrokontroler dikemas (packaging) dalam bentuk yang berbeda. Namun pada dasarnya fungsi kaki yang ada pada IC memiliki persamaan. Gambar salah satu bentuk IC seri mikrokontroler MCS-51 dapat dilihat berikut. Sebagai contoh, mikrokontroler Intel keluarga MCS-51 menggunakan arsitektur Havard karena ada perbedaan kapasitas memori untuk program dan data, dan bus terpisah (internal) untuk alamat dan data. Begitu juga dengan keluarga PIC dari Microchip yang menggunakan arsitektur Havard.

·         Bus

Mikrontoler diatas mempunyai beberapa bus yang terhubung ke berbagai komponen. Mikrocontroler diatas mempunyai 2 bus di control bus. Dan jiga bus ini dapat berupa pin/port.

Bagian-bagian mikrocontroler

·         Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program hasil buatan manusia yang harus dijalankan oleh mikrokontroler

·         RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running

·         EEPROM  (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang running

·         Pin I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran ataupun masukan bagi program

·         Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa 

·         UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial asynchronous

·         SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial secara serial synchronous

·         ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang minimal 

Sedangkan pin dalam mikrocontroler dibagi dalam beberapa port:

A. Port 0
Merupakan dual-purpose port (port yang memiliki dua kegunaan). Pada desain yang minimum (sederhana) digunakan sebagai port I/O (Input/Output). Pada desain lebih lanjut pada perancangan dengan memori eksternal digunakan sebagai data dan address yang di-multiplex. Port 0 terdapat pada pin 32-39.
B. Port 1
Merupakan port yang hanya berfungsi sebagai port I/O, kecuali pada IC 89S52 yang menggunakan P1.0 dan P1.1 sebagai input eksternal untuk timer ketiga (T3). Port 1 terdapat pada pin 1-8.
C. Port 2
Merupakan dual-purpose port. Pada desain minimum digunakan sebagai port I/O. Pada desain lebih lanjut digunakan sebagai high byte dari address. Port 2 terdapat pada pin 21-28.
D. Port 3
Merupakan dual-purpose port. Selain sebagai port I/O juga mempunyai fungsi khusus yang ditunjukkan pada tabel berikut.

E. PSEN (Program Store Enable)
PSEN adalah kontrol sinyal yang mengijinkan untuk mengakses program (code) memori eksternal. Pin ini dihubungkan ke pin OE (Output Enable) dari EPROM. Sinyal PSEN akan 0 pada tahap fetch (penjemputan) instruksi. PSEN akan selalu bernilai 0 pada pembacaan program memori internal. PSEN terdapat pada pin 29.
F. ALE (Address Latch Enable)
ALE digunakan untuk men-demultiplex address dan data bus. Ketika menggunakan program memori eksternal port 0 akan berfungsi sebagai address dan data bus. Pada setengah paruh pertama memory cycle ALE akan bernilai 1 sehingga mengijinkan penulisan alamat pada register eksternal dan pada setengah paruh berikutnya akan bernilai satu sehingga port 0 dapat digunakan sebagai data bus. ALE terdapat pada pin 30.
G. EA (External Access)
Jika EA diberi masukan 1 maka mikrokontroler menjalankan program memori internal saja. Jika EA diberi masukan 0 (ground) maka mikrokontroler hanya akan menjalankan program memori eksternal (PSEN akan bernilai 0). EA terdapat pada pin 31.
H. RST (Reset)
RST pada pin 9 merupakan pin reset. Jika pada pin ini diberi masukan 1 selama minimal 2 machine cycle maka system akan di-reset dan register-register internal akan berisi nilai default tertentu dan program kembali mengeksekusi dari alamat paling awal.

I. On-Chip Oscillator
Mikrokontroler MCS-51 telah memiliki on-chip oscillator yang dapat bekerja jika di-drive menggunakan kristal. Tambahan kapasitor diperlukan untuk menstabilkan sistem. Nilai kristal yang biasa digunakan pada 89S51/89S52 adalah sekitar 12 MHz, dan maksimum sampai 24 MHz. On-chip oscillator tidak hanya dapat di-drive dengan menggunakan kristal, tapi juga dapat digunakan TTL oscillator.
J. Koneksi Power
Mikrokontroler biasanya beroperasi pada tegangan 3.3 volt atau 5 volt (tergantung serinya). Pin Vcc terdapat pada pin 40 sedangkan Vss (ground) terdapat pada pin 20.