Gambar 16 Rangkaian I-O dan decoder I-O




Gambar 16 Rangkaian I-O dan decoder I-O
1. Tujuan [Kembali]
  1. Untuk memahami bagaimana IC 8255,8259,8253, decoder 74LS139 bekerja.
  2. Untuk mampu membuat rangkaian dengan logic probe sebagai output.
2. Alat dan Bahan [Kembali]

a) IC 8255



b) IC 8259


c) IC 8253


d) 74LS139












 3. Dasar Teori [Kembali]

Dasar Teori IC 8255

IC 8255 adalah Programmable Peripheral Interface (PPI) yang digunakan dalam sistem mikroprosesor untuk menghubungkan mikroprosesor dengan perangkat input/output (I/O). IC ini memiliki 24 saluran I/O yang dapat diprogram dalam tiga grup port, yaitu Port A, Port B, dan Port C, yang masing-masing dapat dikonfigurasi sebagai input atau output.

Berikut adalah dasar teori mengenai IC 8255:

1. Fungsi Utama IC 8255

IC 8255 digunakan untuk menyediakan antarmuka antara mikroprosesor dan perangkat periferal. Mikroprosesor dapat berinteraksi dengan perangkat eksternal seperti keyboard, display, sensor, atau aktuator melalui port I/O dari IC ini.

2. Struktur Internal

IC 8255 memiliki tiga port utama yang dapat digunakan:

  • Port A (8 bit)
  • Port B (8 bit)
  • Port C (dibagi menjadi dua grup, C tinggi dan C rendah, masing-masing 4 bit)

Masing-masing port ini dapat dikonfigurasi secara individual sebagai input atau output, tergantung pada mode operasi yang dipilih.

3. Mode Operasi

IC 8255 memiliki tiga mode operasi utama:

  • Mode 0 (Basic Input/Output): Dalam mode ini, setiap port dapat diprogram sebagai input atau output tanpa fungsi kontrol tambahan. Mode ini digunakan untuk operasi I/O dasar.
  • Mode 1 (Strobed Input/Output): Mode ini menyediakan mekanisme kontrol tambahan, di mana sinyal strobed digunakan untuk sinkronisasi data I/O. Port C dapat digunakan untuk mengontrol operasi strobed.
  • Mode 2 (Bidirectional Bus): Dalam mode ini, Port A digunakan sebagai bus bidirectional untuk komunikasi data dua arah. Port C berfungsi sebagai kontroler bus.

4. Control Word

IC 8255 dikendalikan menggunakan sebuah register kontrol yang disebut Control Word Register (CWR). Untuk mengonfigurasi mode operasi dan fungsi setiap port, mikroprosesor menulis sebuah control word ke dalam register ini. Control word menentukan mode operasi, konfigurasi input/output, serta pengaturan bit-bit kontrol lainnya.

5. Port C sebagai Kontrol

Port C dapat digunakan untuk dua tujuan:

  • Sebagai port I/O standar dalam mode 0.
  • Sebagai port kontrol dalam mode 1 dan mode 2, di mana bagian dari port C mengelola sinyal kontrol seperti handshaking dalam mode strobed atau bidirectional.

6. Aplikasi IC 8255

IC 8255 banyak digunakan dalam sistem tertanam, seperti:

  • Pengendalian perangkat I/O.
  • Komunikasi antar perangkat periferal.
  • Sistem kendali proses industri yang memerlukan banyak jalur I/O.

IC 8259 (Programmable Interrupt Controller) adalah sebuah komponen yang digunakan dalam sistem komputer untuk menangani dan mengelola permintaan interupsi (interrupt request) dari berbagai perangkat eksternal. IC ini memungkinkan CPU untuk menangani interupsi secara efisien dan terorganisir, terutama pada sistem dengan beberapa perangkat yang dapat mengirimkan interupsi pada waktu yang bersamaan. Berikut ini adalah beberapa konsep dasar mengenai IC 8259:

1. Fungsi Utama

IC 8259 berfungsi sebagai pengendali interupsi (interrupt controller) yang menyediakan antarmuka antara CPU dan perangkat keras lain yang menghasilkan sinyal interupsi. Dengan menggunakan IC 8259, CPU dapat diperingatkan ketika ada perangkat yang membutuhkan perhatian segera tanpa harus memeriksa status setiap perangkat secara terus-menerus (polling).

2. Arsitektur dan Cara Kerja

IC 8259 memiliki beberapa bagian penting:

  • Interrupt Request Lines (IR0-IR7): Terdapat 8 saluran interupsi yang dapat menerima sinyal interupsi dari perangkat eksternal.
  • Interrupt Mask Register (IMR): Menyimpan informasi mengenai saluran interupsi mana yang diizinkan untuk diteruskan ke CPU.
  • Interrupt Priority Encoder: Menentukan prioritas dari interupsi yang terjadi, sehingga interupsi dengan prioritas lebih tinggi dapat diatasi lebih dulu.
  • In-Service Register (ISR): Menyimpan informasi mengenai interupsi yang sedang diproses oleh CPU.
  • Priority Resolver: Mengelola prioritas interupsi dan memastikan bahwa interupsi dengan prioritas tertinggi dilayani terlebih dahulu.

3. Mode Operasi

IC 8259 dapat beroperasi dalam dua mode:

  • Edge Triggered Mode: Interupsi dipicu oleh perubahan sinyal dari rendah ke tinggi pada saluran IR.
  • Level Triggered Mode: Interupsi terjadi ketika sinyal pada saluran IR tetap berada dalam keadaan tinggi.

4. Prioritas Interupsi

IC 8259 menggunakan mekanisme penentuan prioritas yang bisa diatur oleh pengguna. Misalnya, jika dua atau lebih perangkat mengirimkan permintaan interupsi secara bersamaan, IC 8259 akan memberikan prioritas kepada perangkat dengan level prioritas yang lebih tinggi.

5. Cascade Mode

IC 8259 dapat bekerja dalam mode cascaded untuk mendukung lebih dari 8 interupsi. Ini dilakukan dengan menghubungkan beberapa IC 8259 dalam konfigurasi cascade, memungkinkan hingga 64 sumber interupsi dikelola oleh sistem.

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.

Fungsi Dasar IC 8253

IC 8253 memiliki tiga counter yang dapat diprogram secara independen, di mana setiap counter dapat menghasilkan sinyal sesuai dengan mode operasi yang dipilih. Masing-masing counter memiliki lebar 16-bit, dan mereka dapat menghitung nilai dari 0 hingga 65535. Setiap counter memiliki input clock, gate input, dan output untuk mengeluarkan sinyal yang telah diatur.

Fitur Utama IC 8253:

  1. Tiga Counter: Masing-masing memiliki register 16-bit.
  2. Clock Input: Setiap counter dapat dikonfigurasi untuk menerima sinyal clock dari sumber eksternal atau internal.
  3. Gate Input: Digunakan untuk mengendalikan operasi counter.
  4. Mode Operasi yang Fleksibel: Ada enam mode operasi yang memungkinkan IC ini digunakan untuk berbagai keperluan, seperti pengukuran waktu, pembangkitan frekuensi, dan pemicu berbasis waktu.

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.

Aplikasi IC 8253

  • Pengaturan Timer dalam Komputer: Digunakan untuk mengatur waktu dalam sistem operasi dan perangkat keras komputer.
  • Pembangkitan Sinyal PWM: Mode tertentu dari IC ini dapat digunakan untuk menghasilkan sinyal gelombang persegi dengan duty cycle tertentu.
  • Pengaturan Kecepatan I/O: Dalam sistem mikroprosesor, IC 8253 dapat digunakan untuk mengatur kecepatan transfer data antar perangkat.

IC 8253 adalah bagian penting dalam sistem mikroprosesor dan digunakan dalam berbagai aplikasi yang memerlukan pengaturan waktu yang presisi.

74LS139 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 Utama 74LS139:

  1. Decoder 2-to-4:

    • Input: 2 bit (A0 dan A1).
    • Output: 4 output (Y0, Y1, Y2, Y3), masing-masing output adalah 1-bit.

  2. Active Low Outputs:

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

  3. Pengendali Enable:

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

  4. 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.


4. Percobaan [Kembali]

Percobaan kali ini melibatkan gambar 16 yang menunjukkan rangkaian IO dan recorder IO. Terdapat beberapa komponen dalam rangkaian ini, yaitu IC 8253, IC 8255, dan IC 8259. Setiap komponen IO harus diberikan alamat, dan misalnya ada tiga komponen: PPI 8255, PIT 8253, dan PIC 8259, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Untuk membedakannya, kita membuat rangkaian decoder menggunakan IC decoder 74139 yang memiliki 4 keluaran. Rangkaian ini akan dirancang sesuai dengan gambar 16 pada buku pedoman.

IC 74LS139 memiliki dua input, yaitu A dan B, yang mempengaruhi nilai pada Y0 hingga Y3. Output dari decoder ini akan memilih IC yang akan digunakan untuk proses pemasukan data D0 hingga D7.

Kondisi pertama: ketika A dan B bernilai 00, maka Y0 akan berlogika 0, sehingga akan mengaktifkan IC 8253.

Kondisi kedua: ketika A bernilai 1 dan B bernilai 0, maka Y1 akan berlogika 0, sehingga akan mengaktifkan IC 8259.

Kondisi ketiga: ketika A dan B bernilai 1, maka Y3 akan berlogika 0, sehingga akan mengaktifkan IC 8255.

Decoder ini akan melakukan pemilihan dengan mengubah nilai pada pin chip select yang memungkinkan perubahan pada masing-masing IC. Ketika chip select bernilai nol, berdasarkan datasheet dan gambar rangkaian, kita lihat bahwa chip select bersifat aktif rendah. Artinya, chip select akan aktif ketika berlogika nol dan tidak aktif ketika berlogika satu.

IC 8253 berfungsi sebagai PIT (Programmable Interval Timer), IC 8259 sebagai PIC (Programmable Interrupt Controller), dan IC 8255 sebagai PPI (Programmable Peripheral Interface).

IC 8253 berfungsi sebagai counter yang melakukan perhitungan dari 0 hingga 16, IC 8259 sebagai interrupt controller yang memungkinkan terjadi perubahan pada mekanisme mikroprosesor, dan IC 8255 sebagai PPI.

Pada IC 8255, perlu dilakukan perubahan mode untuk memungkinkan penulisan pada pin PA, PB, dan PC. Pengaturan dilakukan dengan D7 bernilai 1, A0 bernilai 0, A1 bernilai 1, dan WRITE bernilai 1. Hal ini akan mengubah mode sehingga nilai dari D berpindah atau disalin ke output. Dengan mengatur nilai A0 dan A1, kita dapat menentukan pin mana yang akan diubah, antara PA, PB, atau PC. Dengan variasi data pada D0 hingga D7, kita dapat memberikan alamat atau perubahan pada IC 8255.

 
5. Video [Kembali]







 6. Download Link [Kembali]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar