UTS SOAL 1

 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

Percobaan

a. Rangkaian
b. Video Demo
c. Download File

Rangkaian Decoder Memori dan I/O Sistem Minimum 8086
1. Tujuan[Kembali]

1.  Mempelajari rancangan rangkaian decoder memori untuk suatu sistem minimum 8086

2. Mempelajari rancangan rangkaian I/O untuk suatu sistem minimum 8086

2. Alat dan Bahan[Kembali]
- Voltmeter         

- Baterai

- LED

- PIT IC 8253

- PIC IC 8259

- Decoder IC 74LS138

- IC 8255A

- RAM 6116

- RAM 6264

- ROM 2764

3. Dasar Teori[Kembali]

1. ROM 27128

Pengertian ROM

ROM adalah jenis memori yang hanya dapat dibaca saja isinya dengan instruksi bahasa mesin. Data di ROM tidak akan dihapus meskipun tegangan suplly terputus. Disini menggunakan ROM jenis EEPROM yang dapat ditulis maupun dihapus datanya hanya dengan tegangan tertentu., salah satu EEPROM ini adalah 27128 yang memiliki 4 pin kontrol, diantaranya:

Fungsi pin IC 27128

Pin CE berfungsi untuk mengaktifkan rangkaian buffer I-O yang terdapat didalam EPROM 27128. Sedangkan pin OE yang berfungsi sebagai strobe untuk data out dari EPROM. Dan pin PGM dan pin VPP berfungsi pada saat EPROM sedang diprogram atau diisi dengan EPROM Writer.

      Pin PGM akan dibuat 0 dan pin VPP diberi tegangan sesuai dengan jenis EPROM yang dipakai. Untuk EPROM 27128A besamya VPP adalah 12,5 Volt. Setelah selesai dengan pengisian EPROM maka didalam rangkaian sistem minimum pin PGM dan pin VPP dihubungkan ke tegangan catu 5 volt.

      Urutan langkah-langkah yang dilaksanakan mikroprosesor dalam melaksanakan instruksi read pada ROM adalah sebagai berikut:

a. Address dari memori yang dituju diload ke bus addresss setelah ada sinyal ALE.

b. Chip Select yang dari EPROM yang dituju akan aktif low sehingga EPROM meng-input-kan address dari bus address misalnya A0-Al3 seperti pada EPROM 27128.

c. Kemudian mikroprosessor mengirim sinyal RD  pada EPROM.

d. EPROM mengalami pembacaan atau data dikirim ke mikroprosesor.

Tipe dan Kapasitas EPROM  

1. NM27C020 2,097,152 – Bit (256K x 16) UV Erasable CMOS EPROM

Chip EPROM ii mempunyai kapasitas sebesar 2MB. Menggunakan AMG arsitektur, chip EPROM ini menghantarkan proses dengan kecepatan tinggi dengan mengkonsumsi tegangan rendah.

Chip EPROM ini menyediakan sistem dasar mikroprosesor yang luas kapasitasnya unutk partisi yang besar oada operasi sistem dan aplikasi software. Chip ini memberikan/mempunyai waktu akses sebesar 100 ns (no-wait-state operasi) dengan CPU yang mempunyai kemampuan tinggi.

Chip NM27C020 menawarkan single chip solusi untuk tempat penyimpanan kode yang dibutuhkan dengan 100% firmware-base equipment.

Ciri-ciri :

–  CMOS berkemampuan tinggi : 90 ns waktu akses

–  Kesesuaian mikroprosesor untuk cepat mati (Vpp & PGM adlaah “Dont care” selama pembacaan pada operasi noral).

–  Setara/sesuaid engan EPROM 27210 & 27C210

–  Dibuat dengan identifikasi kode

–  Pengkodean yang cepat

–  JEDEC standar konfigurasi pin :

–  40 – pin CDIP paket

–  40 – pin PDIP paket

–   40 – pin PLCC paket

2. NM27C040 4,194,364 –Bit (512 x 8) High Perpormance CMOS EPROM

Chip EPROM ini mempunyai kemampuan yang tinggi, terorganisir atas 512 K dari 8 bit bagian. Chip ini kompabilitas dengan byte-wide- JEDEC EPROM memungkinkan untuk di “upgrade” sampai 8 Mbit. Ciri-ciri/keistimewaan “Don’t care” pada Vpp selama pembacaaan operasi mengijinkan perluasan/penambahan memori dan 1 M sampai 8 Mbit tanpa papan sirkuit di ganti.

Chip NM27C040 ini menyediakan isstem dasar mikroporsesor yang luas kpasitasnya untuk partisi yang besar pada operasi sistem dan aplikasi softwar. Chip ini memberikan/mempunyai waktu akses sebesar 120 ns dengan CPU yang mempunyai kemmapuan tinggi. Chip NM 27CO40 menawarkan single chip solusi untuk tempat penyimpanan kode yng dibutuhkan dengan 100% firmaware – base equipment. Penggunaan software secara rutin pengaksesannya sangat cepat dari penyimpanan EPROM, kehebatanya meningkatkan sistem utility.

Ciri-ciri :

–  CMOS berkemampuan tinggi ; 120 ns, 150 ns waktu akses.

–  Kemudahan upgrade path; Vpp adalah “Don’t care” selama pembacaan operasi normal.

–  Dibuat dengan identifikasi kode

–  Konfigurasi pin JEDEC standard :

32 –pin PDIP

32 –pin PLCC

32 – pin CERDIP

3. NM27C128 131,072 – Bit (16 K x8 Hight Perpormance CMOS EPROM

Chip ini mempunyai kemampuan yng tinggi 128 K UV EPROM. CMOS terbaru dengan pembagian teknologi pembagian gerbang EPROM yang mana mengijinkan pembagian gerbagn EPROM untuK dioperasikan secepat mungkin, secepat 90 ns waktu akses untuk jarak pengoperasian penuh.

Chip NM27C128 ini menyediakan sistem dasar mikroprosesor yang luas kapasitasnya untuk partisipasi yang besar pada operasi sistem dan apliaksi software. Chip ini memberikan/mempunyai  waktu akses sebesar 90 ns dengan CPU yang mempunyai kemampuan tinggi.

Chip NM27C128 menawarkan single chip solusi untuk tempat penyimpanan kode yang dibutuhan dengan 100% firmaware – base equipment. Penggunaan sofware secara rutin pengaksesannya sangat cepat dari penyimpanan EPROM, kehebatannya meningkatkan sistem utility.

Chip NM27C128 dibuat  dengan standar pinout EPROM menyediakan penguprade dan path yang mudah untuk sistem yang mana menggunakan arus standar EPROM.

Chip NM128 merupakan salah satu bagian dari EPROM Family dengan kepadatan yang tinggi yang mana jarak dalam kepadatannya sampai 4 Mb.

Ciri-ciri:

– CMS berkemampuan tinggi: 90 ns waktu akses.

– Kesesuaian Mikropropsesor untuk cepat mati

– Konfigurasi pin JEDEC standart:

-pin PDIP paket

-pin chip carrier

-pin CERDIP paket

– Penggantian clock untuk 27C128 atau 27128

– Waktu pemrograman 40% lebih cepat dengan turbo alogrithm Fairchild/

4. NM27C210 1,048,576 –Bit (64 K x 16) High Perpormance CMOS eprom.

Chip ini mempunyai kemampuan yang tinggi. Chip ini memuat 1,048,576 bit terortanisir 64K x 16 bit. Chip ini menawarkan keuda versi erasable untuk mpembentukand asar dan pembuatan awal aplikasi selama non erasable, dipaket dalam versi plastik yang ideal untuk volume tinggi dan aplikasi assembly otomatis.

Chip NMC 128 dioperasikand ari 5 Volt +100% supply dari mode baca. Chip NMC128 ditawarkand alam dua paket DIP dan surface mount. Paket DIP adalah 40 pin dual in-line keramik dengan window kwarsa untuk mengijinkan penghapusan. Paket surpace mount adalah 44-pin PLCC yang ditawarkan dalam OTP.

Ciri-ciri :

–  CMOS berkemampuan tinggi; 90 ns waktu akses.

–  Kesesuaian Mikroporsesor untuk cepat mati

–  Kemuadahan upgrade path: Vpp adalah “Don’t care” selama pembacaan operasi normal.

–  Setara/sesuaid engan PROM 127210 & 127C210

–  Dibuat dengan identifikasi kode

–  Kecepatan pemrograman

–  Konfigurasi pin JEDEC standard;

–  40 – pin CDIP paket

–  40 –pin PDIP paket

–  44 – pin PLCC paket

Semakin besar ukuran EPROM harganya juga semakin mahal tergantung kapasitas pada EPROM tersebut.

2. Decoder IC 74ls138

IC 74ls138 adalah salah satu tipe dari IC (Integrated Circuit) yang termasuk dalam keluarga TTL (Transistor-Transistor Logic). IC ini adalah sebuah decoder 2-to-4 yang dapat digunakan untuk menerjemahkan dua bit input menjadi salah satu dari empat output.

fitur dari IC ini adalah:

a. Decoder 2-to-4:

Input: 2 bit (A0 dan A1).

Output: 4 output (Y0, Y1, Y2, Y3), masing-masing output adalah 1-bit.

Active Low Outputs:

Semua output (Y0, Y1, Y2, Y3) adalah active-low, artinya output yang aktif adalah pada level logika rendah (0).

Pengendali Enable:

74LS139 memiliki dua input enable (G1 dan G2A/G2B) yang dapat digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan decoder.

Pinout:

Pin 1-2: G1 dan G2A/G2B (enable inputs).

Pin 3-4: A0 dan A1 (data inputs).

Pin 5-8: Y0, Y1, Y2, Y3 (active-low outputs).

Pin 9-16: Vcc (power supply) dan GND (ground).

Prinsip Kerja:

74LS139 menerjemahkan dua bit input menjadi satu dari empat output. Ketika input A0 dan A1 ditetapkan pada kombinasi tertentu, satu dari empat output (Y0, Y1, Y2, Y3) akan aktif pada level rendah (0), sementara yang lainnya tetap pada level tinggi (1).

Contoh Keluaran:

Jika A0 = 0 dan A1 = 0, maka Y0 = 0 (aktif), dan Y1, Y2, Y3 = 1.

Jika A0 = 0 dan A1 = 1, maka Y1 = 0 (aktif), dan Y0, Y2, Y3 = 1.

Jika A0 = 1 dan A1 = 0, maka Y2 = 0 (aktif), dan Y0, Y1, Y3 = 1.

Jika A0 = 1 dan A1 = 1, maka Y3 = 0 (aktif), dan Y0, Y1, Y2 = 1.

Aplikasi:

Alamat Decoding: Digunakan dalam sistem memori untuk memilih alamat tertentu.

Digital Display: Menerjemahkan data input untuk mengontrol tampilan digital.

Data Routing: Mengarahkan sinyal digital ke jalur yang tepat dalam sistem digital.

Spesifikasi :

Jumlah pin: 16 pin

Kemasan: DIP

Keluarga: TTL

Tegangan sumber: +5 volt DC

Input: 4 bit BCD (Q0-Q3), aktif HIGH

Output: 7 segmen (A-G, DP), aktif HIGH

Konfigurasi Pin Decoder:

3. RAM 6116

RAM 6116 adalah jenis chip memori Static Random Access Memory (SRAM) yang populer digunakan pada era 1980-an dan awal 1990-an. Berikut penjelasan detailnya:

Spesifikasi Teknis:

Kapasitas: 2048 x 8 bit (16 Kilobit atau 2 Kilobyte)

Teknologi: CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)

Kecepatan akses: Umumnya antara 70-150 nanosecond

Tegangan operasi: Biasanya 5V

Jumlah pin: 24 pin dalam kemasan DIP (Dual In-line Package)

Cara Kerja:

1. Pengalamatan:

RAM 6116 memiliki 11 pin alamat (A0-A10) yang memungkinkan pengalamatan 2048 lokasi memori. Setiap lokasi memori menyimpan 8 bit data.

2. Operasi Baca:

Untuk membaca data, pin CS (Chip Select) dan OE (Output Enable) diaktifkan (diberi sinyal low).

Alamat yang diinginkan diberikan melalui pin alamat.

Data dari lokasi memori yang dipilih akan muncul di pin data (I/O0-I/O7).

3. Operasi Tulis:

Untuk menulis data, pin CS dan WE (Write Enable) diaktifkan.

Alamat tujuan diberikan melalui pin alamat.

Data yang akan ditulis diberikan melalui pin data.

Data akan disimpan di lokasi memori yang ditentukan.

4. Penyimpanan Data:

SRAM 6116 menggunakan flip-flop untuk menyimpan setiap bit data.

Selama daya tersedia, data akan tetap tersimpan tanpa perlu di-refresh.

Fungsi:

1. Penyimpanan Data Sementara:

RAM 6116 digunakan untuk menyimpan data yang sedang diproses oleh CPU.

Cocok untuk aplikasi yang memerlukan akses cepat ke sejumlah kecil data.

2. Buffer:

Dapat berfungsi sebagai buffer antara perangkat yang memiliki kecepatan berbeda.

3. Memori Kerja:

Dalam sistem mikrokontroler, RAM 6116 sering digunakan sebagai memori kerja untuk menyimpan variabel dan data sementara.

4. Cache:

Dalam beberapa sistem, RAM 6116 digunakan sebagai cache memori untuk meningkatkan kinerja sistem.

5. Video RAM:

Pada beberapa sistem komputer lama, RAM 6116 digunakan sebagai video RAM untuk menyimpan data tampilan.

Keunggulan:

Kecepatan akses yang tinggi dibandingkan dengan DRAM.

Konsumsi daya yang relatif rendah (terutama dalam mode standby).

Tidak memerlukan refresh, sehingga lebih sederhana untuk diimplementasikan.

Keterbatasan:

Kapasitas yang terbatas dibandingkan dengan teknologi memori modern.

Harga per bit yang lebih tinggi dibandingkan DRAM.

Meskipun RAM 6116 sudah jarang digunakan dalam perangkat modern, chip ini masih memiliki tempat dalam sistem embedded sederhana, proyek retro-computing, dan sebagai komponen pengganti untuk peralatan lama yang masih beroperasi.

5. RAM 6264

RAM 6264 adalah sebuah chip memori statis (SRAM) yang populer digunakan pada era 1980-an dan awal 1990-an. 

karakteristik utamanya:

Kapasitas: 8 kilobyte (8192 byte atau 65.536 bit)

Organisasi: 8K x 8-bit, artinya memiliki 8192 lokasi penyimpanan dengan masing-masing lokasi menyimpan 8 bit data

Teknologi: Static RAM (SRAM)

Kecepatan akses: Sekitar 45-150 nanosecond, tergantung versinya

Voltase operasi: Biasanya 5V

Cara Kerja:

- Pengalamatan: 

RAM 6264 memiliki 13 pin alamat (A0-A12) yang digunakan untuk memilih salah satu dari 8192 lokasi memori.

- Baca/Tulis:

Pin WE (Write Enable) mengontrol operasi baca atau tulis.

Ketika WE rendah, operasi tulis dilakukan.

Ketika WE tinggi, operasi baca dilakukan.

-Seleksi Chip:

Pin CS (Chip Select) atau CE (Chip Enable) digunakan untuk mengaktifkan chip.

Biasanya aktif-rendah, artinya chip aktif ketika pin ini diberi sinyal rendah.

Transfer Data:

8 pin I/O (Input/Output) digunakan untuk mentransfer data ke dan dari chip.

Selama operasi tulis, data dikirim ke chip melalui pin-pin ini.

Selama operasi baca, data dikirim dari chip melalui pin-pin yang sama.

Penyimpanan Data:

Menggunakan flip-flop untuk menyimpan setiap bit data.

Tidak memerlukan refresh seperti DRAM, sehingga lebih cepat tapi memakan lebih banyak ruang.

Fungsi:

- Penyimpanan Sementara:

Menyimpan data yang sedang aktif diproses oleh CPU.

Cocok untuk aplikasi yang membutuhkan akses cepat ke sejumlah kecil data.

- Cache Memory:

Digunakan sebagai cache level 2 atau level 3 pada beberapa sistem komputer lama.

-Buffer:

Berfungsi sebagai buffer antara komponen-komponen sistem yang memiliki kecepatan berbeda.

-Penyimpanan Konfigurasi:

Menyimpan pengaturan konfigurasi pada berbagai perangkat elektronik.

-Aplikasi Embedded:

Digunakan dalam sistem embedded yang memerlukan memori cepat dengan kapasitas menengah.

-Video RAM:

Pada beberapa sistem grafis lama, digunakan untuk menyimpan data tampilan.

- Sistem Telekomunikasi:

Digunakan dalam peralatan switching dan routing untuk penyimpanan tabel dan buffer.

RAM 6264, meskipun sekarang dianggap kuno untuk standar modern, memainkan peran penting dalam evolusi teknologi komputer. Kecepatannya yang tinggi dan kemudahan penggunaannya membuatnya menjadi pilihan populer untuk berbagai aplikasi pada masanya. Meskipun telah digantikan oleh teknologi memori yang lebih baru dan berkapasitas lebih besar, prinsip-prinsip operasinya masih relevan dalam desain sistem memori modern.

6. ROM 2764

adalah jenis chip memori Read-Only Memory (ROM) yang populer digunakan pada era 1980-an dan awal 1990-an. Berikut penjelasan detail tentang ROM 2764:

Spesifikasi Umum:

Kapasitas: 64 Kilobit atau 8 Kilobyte (8192 byte)

Organisasi: 8K x 8-bit

Teknologi: EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory)

Paket: 28-pin DIP (Dual In-line Package)

Cara Kerja:

a) Penyimpanan Data:

ROM 2764 menyimpan data dalam bentuk transistor yang diprogram.

Setiap sel memori berisi satu bit informasi.

Data disimpan secara permanen, namun dapat dihapus dengan sinar ultraviolet.

b) Pembacaan Data:

Ketika chip diaktifkan, address bus menentukan lokasi memori yang akan diakses.

Dekoder internal menginterpretasikan alamat dan mengaktifkan sel memori yang sesuai.

Data dari sel yang dipilih kemudian dikirim ke output buffer.

Output buffer mengirimkan data 8-bit ke data bus.

c) Timing:

Chip memiliki waktu akses tertentu, biasanya dalam kisaran 150-450 nanosecond.

Sinyal CE (Chip Enable) dan OE (Output Enable) mengontrol kapan data tersedia di pin output.

Fungsi Utama:

a) Penyimpanan Firmware:

ROM 2764 sering digunakan untuk menyimpan firmware atau BIOS pada komputer dan perangkat elektronik lainnya.

b) Penyimpanan Program:

Menyimpan program tetap pada sistem embedded atau mikrokontroler.

c) Lookup Tables:

Menyimpan tabel referensi untuk berbagai aplikasi, seperti konversi karakter atau fungsi matematika.

d) Emulasi Perangkat Keras:

Digunakan dalam emulator untuk mensimulasikan perilaku perangkat keras lainnya.

Fitur Penting:

a) Non-volatilitas:

Data tetap tersimpan bahkan ketika daya dimatikan.

b) Kemampuan Pemrograman:

Dapat diprogram menggunakan programmer EPROM khusus.

c) Kemampuan Penghapusan:

Dapat dihapus dengan paparan sinar UV melalui jendela kuarsa di bagian atas chip.

d) Kompatibilitas:

Pin-compatible dengan ROM lain dalam seri 27xx, memungkinkan upgrade kapasitas yang mudah.

Proses Pemrograman dan Penghapusan:

a) Pemrograman:

Menggunakan programmer EPROM khusus.

Data ditulis ke chip dengan memberikan pulsa tegangan tinggi ke sel-sel memori.

b) Penghapusan:

Chip dipaparkan ke sinar UV selama 15-20 menit.

Paparan UV mengosongkan muatan dari sel-sel memori, mengembalikannya ke keadaan terhapus.

7. LED

LED adalah suaatu semikonduktor yang memancarkan cahaya,  LED mempunyai kecenderungan polarisasi. LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati  LED. Ini menyebabkan LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.

5. PIT IC 8253

IC 8253 adalah sebuah Programmable Interval Timer (PIT) yang digunakan untuk menghasilkan sinyal timing atau sinyal clock dalam sistem mikroprosesor. IC ini dirancang oleh Intel dan biasanya digunakan dalam sistem berbasis mikroprosesor seperti komputer untuk keperluan seperti mengontrol kecepatan prosesor, menghasilkan delay, atau menjalankan operasi counter.

Mode operasi IC 8253

1. Mode 0 (Interrupt on Terminal Count): Counter menghitung mundur dari nilai awal, dan saat mencapai 0, sebuah sinyal output akan dihasilkan. Biasanya digunakan untuk menghasilkan sinyal interrupt.

2. Mode 1 (Programmable One-Shot): Digunakan untuk menghasilkan pulsa tunggal setelah gate input diberikan.

3. Mode 2 (Rate Generator): Mode ini sering digunakan untuk menghasilkan sinyal clock periodik.

4. Mode 3 (Square Wave Generator): Mode ini menghasilkan sinyal gelombang persegi dengan periode yang ditentukan.

5. Mode 4 (Software Triggered Strobe): Output menjadi 1 setelah counter selesai menghitung.

6. Mode 5 (Hardware Triggered Strobe): Counter akan memulai hitungan setelah ada sinyal dari gate, dan output akan aktif saat hitungan selesai.

4. Percobaan [Kembali]

a. Listing Program[Kembali]

      

Prinsip Kerja

 Rangkaian ini terdiri dari beberapa komponen yang pertama itu decoder 74LS139, PPI 8255 , PIT 8253,  PIC 8259 dan decoder 74LS138 serta RAM 6116, RAM 6264 dan ROM 2764.

Pada percobaan kali ini kita akan membuat rangkaian io dan decoder io serta memori di mana kita membuat dua buah decoder yang digunakan untuk mengakses interface dan mengakses RAM dan rom sesuai dengan peta memori berikut 

Peta memory untuk RAM dan ROM

Pada decoder 74LS139, pin A dan B terhubung ke pin A2 dan A3. Berdasarkan peta memori yang disebutkan, dengan mengubah nilai A2 dan A3, kita bisa menentukan IC interface yang digunakan. Untuk alamat 00, kita akan menggunakan PPI pertama; alamat 01 untuk PIT; alamat 10 untuk PIC; dan alamat 11 untuk PPI kedua.

Sedangkan untuk RAM, kita menggunakan decoder 74LS138. Pin a, b, dan c terhubung ke pin alamat XA17, XA18, dan XA19. Dengan mengubah nilai-nilai ini sesuai dengan peta kebenaran, kita bisa mengakses RAM dan ROM sesuai dengan tabel yang sudah dijelaskan.

b. Video[Kembali]

c. Download File[Kembali]

File Rangkaian klik disini

Video  klik disini

HTML klik disini

Datasheet 74LS138 klik disini 

Datasheet PPI 8255 klik disini

Datasheet PIT 8253 klik disini 

Datasheet PIC 8259 klik disini

Datasheet RAM 6264 klik disini 

Datasheet RAM 6116 klik disini 

Datasheet ROM 2764 klik disini