Tugas Mikrokomputer
Spesifikasi Perangkat Keras Pada Mikroprosessor 8066 dan 8088
LaTeX
Nama : Wahyu Ajis Saputra
NPM : 2C114121
Kelas : 3KB04
1. Pin Out dan Fungsi Pin
Pin-out dan Fungsi Pin. Secara virtual tak ada perbedaan antara mikro- prosesor 8086 dan 8088-keduanya terkemas dalam dual in-line package (DIP) 40-pin. Mikroprosesor 8086 merupakan mikroprosesor 16-bit dengan bus data 16-bit, sementara mikroprosesor 8088 merupakan mikroprosesor 16-bit dengan bus data 8-bit. Bagaimanapun terdapat perbedaan kecil antara keduanya, yakni pada sinyal kontrol. 8086 memiliki pin M/IO, dan 8088 memiliki pin IO/M. Perbedaan lain- nya adalah pada pin 34 chip 8088 terdapat pin SSO sementara pada chip 8086 terdapat pin BHE/S7. Baik 8086 maupun 8088, keduanya membutuhkan catu daya sebesar +5,0 volt dengan toleransi sebesar 10 persen. 8086 menggunakan arus catu maksimum 360 mA, sementara 8088 menggunakan arus catu maksi- mum 340 mA. Mikroprosesor 8086 dan 8088 akan kompatibel TTL jika kekebalan terhadap noise disesuaikan menjadi 350 mV dari nilai 400 mV yang biasa.
1.2 Fungsi Pin
• AD7 - AD0 (8088) - Alamat/data Bus; baris yang menyusun alamat data bus yang (multiplexed) dari 808 dan berisi hampir 8 bit dari alamat mem- ori atau bilangan port I/O ketika ALE aktif (1) atau data ketika ALE tidak aktif (0). Pin tersebut akan berada pada keadaan bekertanggungan yang tinggi selama berisi pernyataan.
• A15 - A8 (8088) - Alamat BUS : bit-bit dimana alamat (A15-A8) muncul melalui seluruh bus-cycle. A15-A8, berjalan kepernyataan dengan keter- gantungan (impendance) yang tinggi ketika muncul pernyataan.
• AD15-AD8 (8086) - Alamat/Data Bus: baris yang mengubah multiplexed alamat data bus dari 8086 dan berisi informasi alamat atau bilangan port I/O selama ALE (1) atau data ketika ALE tidak aktif (0). Pin tersebut pergi ke keadaan impedance yang tinggi selama memiliki persetujuan.
• A19/S6, A18/S5, A17/S4, dan A16/S3 - Alamat/Status, multiplexed pin yang berisi alamat bus bit A19-A16 selama ALE dan untuk bus cycle yang masih ada, berisi status bit S6-S3. Pin tersebut pergi kearah keadaan impedance yang tinggi selama berisi persetujuan.
• RD - Read: (strobe) yang menjadi logika 0 ketika data bus berurutan terhadap memori maupun data I/O. Pin ini akan mengalirselama berisi persetujuan.
• READY - Ready: pin yang ada pada level 1 untuk 8086/8088 membuat instruksi tanpa menunggu pernyataan. Jika pin ini berisi rendah, maka pernyataan menunggu akan disisipkan. READY digunakan untuk inter- face memori yang lebih lambat dan komponen disekitarnya ke 8086/8088.
• INTR - Interrupt Request: salah satu dari dua pin (yang lainnya adalah NMI) yang digunakan untuk meminta interrupsi hardware. Jika INTR diisi tinggi ketika I adalah set, maka 8086/8088 akan masuk kedalam lingkaran persetujuan interrupsi (INTR menjadi aktif) setelah interuksi tertentu dibuat secara lengkap
• TEST - TEst: pin yang dicheck oleh interuksi WAIT. Jika TEST adalah logika 0, maka interuksi WAIT akan menunggu TEST untuk menjadi logika 0.
• NMI - Nonmaskable Interrupt: input yang menyebabkan tipe 2 vektor interrupsi yang memanggil pada bagian akhir intruksi yang ada ketika menjadi aktif. Input ini merupakan positif-edge (0 ke transaksi 1) yang digerakan dan tidak diakibatkan oleh flag bit 1.
• RESET - Reset: pin yang jika berisi tinggi untuk minimum empat clock/jam, akan mengatur kembali 8086/8088. Jka 8086/8088 diatur kembali, makan akan mulai pembuatan instruksi pada lokasi memori FFFFOH dan tidak mungkin interrupsi selanjutnya dengan kejelasan status bit 1.
• CLK - Clock: input yang menyediakan timing pokok untuk 8086/8088. Input ini mempunyai 33 persen duty cycle (tinggi sepertiga dari periode jam dan rendah untuk dua pertiga) untuk menyediakan proper internal timing untuk 8086/8088.
• VCC : +5V, 10 persen power supply pin.
• GND - Ground: hubungan ground: dua pin, yang harus dihubungkan.
• MN/MX - Minimum/Maximum Mode: pin yang digunakan untuk memilih operasi mode ketika diletakkan secara langsung ke +5V dan operasi mak- simum mode ketika diletakkan secara langsung ke ground/tanah.
• BHE/S7 - Bus Hingh Enable/Status: digunakan untuk mengaktifkan ham- pir semua data bus yang penting selama pembacaan maupun penulisan.
1.3 Pin Mode Minimum
Pin Mode Minimum:
• IO/M (8088), M/IO Memori atau Input/Output: pin yang menunjukan ketika alamat bus informasi berisi alamat memori atau informasi pengala- matan I/O. Outout tersebut akan mengarah ke pernyataan impedance tinggi selama mendapatkan persetujuan.
• WR - Write: stobe yang digunakan untuk menunjukan bahwa 8086/8088 data bus berisi data valid untuk dituliskan kedalam memori atau I/O. Pin ini akan mengarah ke pernyataan dengan impedance tinggi selama mendapatkan persetujuan.
• INT - Interrupt Acknoledge: Respon ke INTR. Selama permintaan in- terupsi, pin INTA akan menjadi logika 0, yang menunjukkan bahwa 8086/8088 adalah bus yang sedang menunggu bilangan vektor untuk diterapkan ke- hubungan data bus.
• ALE - Address Latch Enable: pin yang digunakan untuk menunjukkan hubungan alamat bus data yang berisi alamat memori yang valid ataupun alamat port I/O yang valid. ALE tidak pernah mengalir ke pernyataan dengan impedance tinggi.
• DT/R - Data transmit/Receive: pin yang digunakan untuk mengintrol tujuan aliran data melalui buffer data bus yang dihubungkan secara ek- sterna. Pin ini akan mengalirkan ke pernyataan dengan impedance tinggi selama mendapatkan persetujuan.
• DEN Data BUs Enable: suatu signal yang menunjukkan bahwa alamat/data bus berisi data yang valid. Pin ini mengalir ke pernyataan dengan impedance tinggi selama mendapatkan persetujuan.
• HOLD - Hold: suatu input yang digunakan untuk meminta direct mem- ori access (DMA). Jika HOLD aktif, maka 8086/8088 akan mengirimkan alamat, data, dan kontrol bus sehingga pengontrol DMA eksternal dapat mendapatkan akses kememori dan ruang I/O.
• HLDA - Hold Acknowledge: suatu indikasi bahwa pin HOLD telah jauh tinggi dan bahwa buses dikirimkan kepertnyataan dengan impedance yang tinggi.
• SOS (8088)- Status LIne: suatu baris yang sama dengan baris SO dalam mode maksimum untuk 8086/8088. Jika signal ini dikombinasikan den- gan IO/M dan DT/R, maka akan mungkin untuk membaca sandi/decode aliran bus cycle.
1.4 Pin Mode Maximum
• S2,S1, dan S0 - Status: bit yang digunakan dalam mode maksimum untuk membuat signal kontrol sistem mayor melalui pengontrol bus 8288. Pin ini akan mengirimkan ke pernyataan dengan impedance tinggi selama ada permintaan bus.
• RQ/RG0 dan RQ/GT1 - Request/Grant: pin yang digunakan untuk mem- inta arbitrasi oleh coprocesor eksternal. Setiap baris merupakan hubungan dua arah (bidirectional) yang memungkinkan coprocesor untuk melepaskan DMA.
• LOCK - Lock: suatau output yang menjadi logika 0 untuk seluruh intruksi yang ditentukan terlebih dulu dengan LOCK. Ini pada umumnya digu- nakan untuk mencegah coprocesor eksternal dari akses ke bus 8086/8088 selama intruksi terkunci
• QS1 dan QS0 - Queue Status: bit yang menyediakan metodeuntuk men- jaga track dari queue prefetch internal. Queue adalah 4 byte panjangnya dalam 8088 dan 6 byte panjangnya dalam 8086. Bit status queue digu- nakan dengna coprocesor aritmetika 8087 dan mensinkronkan 8086/8088 dengan 8087.
2.Catu Daya/Power Supply DC
DC Power Supply adalah pencatu daya yang menyediakan tegangan maupun arus listrik dalam bentuk DC (Direct Current) dan memiliki Polaritas yang tetap yaitu Positif dan Negatif untuk bebannya. Terdapat 2 jenis DC Supply yaitu : a. AC to DC Power Supply
AC to DC Power Supply, yaitu DC Power Supply yang mengubah sumber tegangan listrik AC menjadi tegangan DC yang dibutuhkan oleh peralatan Elektronika. AC to DC Power Supply pada umumnya memiliki sebuah Transformator yang menurunkan tegangan, Dioda sebagai Penyearah dan Kapasitor sebagai Penyaring (Filter).
b. Linear Regulator
Linear Regulator berfungsi untuk mengubah tegangan DC yang berfluktuasi menjadi konstan (stabil) dan biasanya menurunkan tegangan DC Input.
2.1 Karateristik Input
Karakteristik input mikroprosesor-mikroprosesor ini kompatibel dengan se- mua komponen logika standar yang tersedia saat ini. Berikut ini merupakan table level tegangan input dan persyaratan arus input untuk semua pin input pada kedua mikroprosesor. Level arus input sangat kecil karena input meru- pakan koneksi gerbang MOSFET dan hanya mempresentasikan arus bocor.
2.2 Karateristik Output
Level tegangan logika 1 pada 8086/8088 kompatibel dengan sebagian besar keluarga logika standar tetapi logika 0 tidak. Rangkaian standar logika memiliki tegangan maksimum logika 0 sebesar 0.4V dan 8086/8088 memiliki maksimum 0.45V. dengan demikian ada perbedaan 0.05V. Perbedaan ini memperkecil kekebalan terhadap noise dari level standar sebe- sar 400mV (0.V-0.45V) menjadi 350 mV. Kekebalan terhadap noise adalah perbedaaan antara level tegangan output logika 0 dan level tegangan output logika 1.
3. Clock Generator 3.1 Clock Generator 8284A
8284A merupakan komponen tambahan mikroprosesor 8086/8088. Tanpa gen- erator clock banyak rangkaian tambahan yang dibutuhkan untuk membangk- itkan clock (CLK) pada sistem yang berbasis 8086/8088. 8284A menyediakan fungsi-fungsi atau sinyal-sinyal dasar sebagai pembangkit clock, sinkronisasi RESET, sinkronisasi READY, dan sinyal clock periferal level TTL. Frekuensi operasi standar 5 Mhz untuk 8086/8088 didapat dengan memasang kristal 15 Mhz ke generator clock 8284A. Output PCLK terdiri dari sinyal yang kompat- ibel TTL pada setengah frekuensi CLK. Bagian reset 8284A sangat sederhana hanya terdiri dari satu buffer Schmitt Trigger dan satu rangkaian flip-flop tipe- D. Jika mikroprosesor 8086/8088 direset, mikroprosesor ini mulai mengeksekusi perangkat lunak pada lokasi memory FFFF0H (FFFF:0000) dengan pin inter- rupt request disable.
3.2 Operasi 8284A
Operasi dari bagian clock. setengah bagian atas dari diagram logika menunjukan clock dan reset/pengaturan kembali dari clock generator 8284A. Seperti yang ditunjukan dalam diagram, oscilator kristal mempunyai dua input: X1 dan X2. Jika kristal didekatkan ke X1 dan X2, maka oscilator akan membuat signal gelombang-square/kuadrat ari frekuensi yang sama dengan kristal. Gelombang kuadrat diberikan pada gerbang AND dan juga infersi buffer yang menyediakan signal output OSC. OSC dapat digunakan sebagai input EFI ke 8284A yang lain. Inspeksi yang dekat ari gerbang AND menyatakan bahwa ketika F/C adalah logika 0, ”oscilator output” disetir hingga ke jawaban dibagi 3. Jika F/C adalah logika 1, maka EFI akan disetir ke jawaban/counter Output dari jawaban dibagi 3 akan membuat timing untuk sinkronisasi yang tela siap, signal untuk jawaban lain (dibagi 2), dan signal CLK ke mikroprosesor 8086/8088.
4. Bus Buffering dan Latching
Buffer adalah suatu penguat yang dapat digunakan untuk menaikkan kemam- puan menggerakkan saluran sinyal mikroprosesor. Buffer dengan keluaran tri- keadaan dapat pula digunakan untuk melakukan isolasi secara listrik antara bagian-bagian dari sistem mikroprosesor. Suatu pemakain yang penting dari buffer adalah dalam pintu masukan (input port). Dalam pemakaian ini, buffer bekerja untuk mengisolasikan data masukan dari bus data dari mikroprosesor, sampai data masukan diminta oleh mikroprosesor. Gerbang-gerbang logika da- pat digunakan untuk mengetahui suatu permintaan untuk masukan dari suatu pintu tertentu dan untuk menjalankan sinyal strobe masukan. Untuk mikropros- esor Z-80, sinyal IORQ dan sinyal RD keduanya menjadi logika nol digunakan untuk menunjukkan suatu permintaan masukan. Saluran-saluran mikropros- esor dua arah dapat di-buffer dengan pengerak dua arah (bidirectional drivers = tranceiver). Suatu pengerak dua arah dapat dibentuk dari dua buffer tri- keadaan yang dihubungkan masukan dan keluarannya dan dengan satu inverter yang dihubungkan di antara kedua saluran enable yang akan menjamin bahwa pada setiap saat hanya satu enable yang bekerja. Buffer (penyangga) merupakan rangkaian logika yang digunakan untuk memperkuat sinyal. Buffer diaplikasikan pada berbagai bus satu arah sehingga bus dapat disalurkan ke berbagai rangka- ian. Beberapa buffer yang ada antara lain: 74 240, 74 241, 74 244, dan masih banyak banyak lagi. Latch merupakan piranti yang mampu menyimpan keadaan logika. Pada prinsipnya latch dibentuk dari sekumpulan flip-flop. Latch atau gerendel memiliki sekumpulan penyemat masukan, penyemat keluaran dan serta penyemat kendali. Latch banyak digunakan pada bus searah yang menyalurkan sinyal sesuai dengan kondisi sinyal kendali. Berbagai tipe Latch yang ada antara lain : 74 373, 74 374, 74 377, 74 364 dan masih banyak lagi.
4.1 Demultiplexing Bus
Alamat/data bus pada 8086/8088 dimultiplexed untuk menyimpan bilangan pin yang diperlukan untuk mikroprosesor 8086/8088 sirkuit yang terintegrasi. sayangnya hal ini membebani perancang hardware dengan tugas penyaringan atau informasi (demultiplexing) dari pin multiplexed ini. seluruh sistem kom- puter mempunyai tiga bus: 1. alamat bus yang menyediakan memori dan I/O dengan alamat memori atau bilangan port I/O 2. data bus yang mengirimkan data dan dari memori dan I/O dalam sistem, dan 3. kontrol bus yang menyediakan kontrol informasi ke memori dan I/O. Bus tersebut harus ada agar menginterface memori dan I/O.
4.2 Sistem Buffering
Jika memori lebih dari 10 unit load dicapai pada suatu pin bus, maka seluruh sistem 8086 dan 8088 harus ditahan/buffered. Pin demultiplexed telah ditahan dengan latche 74LS373, yang telah dirancang untuk mengatur bus dengan kap- asitas tinggi yang dijumpai dalam sistem mikro komputer. Aliran output juga juga telah ditinggatkan sehingga unit load TTL yang lebih, dapat diatur: output logika 0 menyediakan hingga 32 mA alirannya, dan output logika 1 menyedi- akan 5.2 mA. Signal yang telah ditahan semuanya akan memperkenalkan timing penundaan pada sistem. Ini menyebabkan tidak adanya kesulitan kecuali jika memori atau bagian I/O digunakan yang fungsinya dengan kecepatan bus mak- simum. 4.3 Full Buffering
Operasi mode minimum merupakan cara yang paling mudah untuk mengop- erasikan microprocessor 8086/8088. Biayanya lebih murah karena semua sinyal kendali untuk memory dan I/O dibangkitkan oleh microprocessor. Sinyal-sinyal kendali ini sama dengan Intel 8085A, peripheral 8-bit untuk digunakan dengan 8086/8088 tanpa pertimbangan khusus.
4.4 Half Buffering
Operasi mode maximum berbeda dengan operasi mode minimum dalam hal be- berapa sinyal kendali harus dibangkitkan secara external. Hal ini membutuhkan bus controller 8288. Tidak ada cukup pin pada 8086/8088 untuk kendali bus selama mode maximum karena pin-pin baru dan juga feature baru telah meng- gantikan beberapa diantaranya. Mode maximum biasanya hanya digunakan ketika sistem berisi co-processor external seperti co-processor 8087 untuk arit- matik. 4.5 Birictional Buffering
Bidirectional Bus adalah Sebuah bus yang dapat membawa sinyal dalam dua arah. Bus tersebut juga membawa sinyal khusus yang memberitahu peralatan terkait untuk terhubung ke jalur yang sedang dilewati data.
4.6 Undirectional Buffer
Unidirectional Buffer atau arah aliran data address bus yaitu satu arah, Unidi- rectional Buffer ini dapat ditemukan pada Addres Bus atau Bus Alamat, yaitu dari mikroprosesor menuju komponen di luar mikroprosesor dengan menggu- nakan metode satu arah, mikroprosesor tidak menerima input dari address bus.
4.7 Latching Buffer
Latch atau lebih dikenal sebagai Flip-Flop merupakan sirkuit elektronik yang memiliki dua arus stabil dan dapat digunakan untuk menyimpan infor- masi. Teknik ini digunakan untuk menyangga (buffer) alamat yang dikeluarkan mikroprosesor sehingga pada jalur alamat tersedia sinyal alamat yang stabil Latch juga dimaksudkan untuk mengisolasi system address bus dengan local address bus, address bus dapat digunakan oleh perangkat lain yang terhubung dengan system bus Latches ini yang seperti kabel, ketika alamat latches memungkinkan pin (ALE) menjadi logka 1, maka akan mengirimkan input ke output. Setelah beberapa saat, ALE kembali ke kondisi logika 0, yang menyebabkan Latches mengingat input pada waktu perubahan ke logika 0. Dalam hal ini A7-A0 di- ingat dalam bagian bawah Latche dan A19-A16 dalam Latche bagian atas. Hal ini akan menempatkan alamat bus yang terpisah dengan hubungan A19-A0. Hubungan alamat tersebut memungkinkan 8088 ke alamat 1M byte dari ruang alamat memory. Fakta bahwa data bus terpisah akan memungkinkan untuk dihubungkan ke bagian peripheral 8-bit atau komponen memori.
4.8 Sisteml D-Latch
D-Latch atau sering dikenal sebagai D Flip-flop atau data flip-flop meru- pakan pengembangan dari RS flip-flop, pada D flip-flop kondisi output terlarang (tidak tentu) tidak lagi terjadi. Data flip-flop sering juga disebut dengan istilah D-FF sehingga lebih mudah dalam penyebutannya. Data flip-flop merupakan dasar dari rangkaian utama sebuah memori penyimpan data digital. Input atau masukan pada RS flip-flop adalah 2 buah yaitu R (reset) dan S (set), kedua input tersebut dimodifikasi sehingga pada Data flip-flop menjadi 1 buah input saja yaitu input atau masukan D (data) saja. 9
Sumber:
http://elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/peng.mikroprosesor/bab6- spesifikasi-hardware8086-8088.pdf
http://francodiazviera.blogspot.co.id/2014/09/spesifikasi-mikroprosesor.html
http://teknikelektronika.com/pengertian-power-supply-jenis-catu-daya/
http://vhiera-beud.blogspot.co.id/2010/01/mikroprosesor-8086-1.html
http://suputra.blogspot.co.id/2007/01/mikroprosesor.html
http://apaitu.web.id/bidirectional-bus/
https://id.wikipedia.org/wiki/Flip-flop