bab06 - perencanaan hardware

Minimum sistem 8088 53

6. Perencanaan Hardware (PPI + PIC + PIT)

6.1. Perencanaan Unit Memori dan Peralatan I/O

Dalam merencanakan sistem minimum maka harus dipikirkan

komunikasi sistem internal dan eksternalnya. Dengan adanya sistem bus,

maka perlu diperhatikan pembagian address untuk unit memori dan I/O

device. Biasanya digunakan memory map dan I/O map.

Dalam sistem minimum ini direncanakan kapasitas memori sebesar

16 + 2 Kbyte dengan konfigurasi sebagai berikut:

00000

FA800

6116 2Kbyte

FBFFF

FC000

27128 16 Kbyte

FFFFF

Keterangan :

EPROM 27128 direncanakan untuk sistem boot pada address

0100H

RAM 6116 direncanakan untuk daerah pengembangan.


Sebagai unit I/O digunakan 2 PPI 8255, PIC dan PIT yang konfigurasinya

sebagai berikut:

00H : port A PPI 1

01H : port B PPI 1

02H : port C PPI 1

03H : control word PPI 1

04H : port A PPI 2

05H : port B PPI 2

06H : port C PPI 2

07H : control word PPI 2

08H : PIC - ICW1

09H : PIC - ICW2, ICW4, OCW1

0CH : kanal 0 PIT

0DH : kanal 1 PIT

0EH : kanal 2 PIT

0FH : control word PIT

Dalam merencanakan hardware dari minimum sistem 8088 dibagi menjadi 6

modul bagian yang terpisah yaitu:


1. MODUL SISTEM MINIMUM berisi

uP 8088

buffer 74LS245

latch 74LS373

decoder 74LS138 untuk menghasilkan sinyal kontrol

clock generator

slot ekspansion

2. MODUL MEMORI mengandung

RAM 6116

EPROM 27128

dekoder 74LS138

3. APLIKASI I/O 1

rangkaian display 10 x 7 segmen untuk tampilan dis-play

secara buffer data

keypad

4. APLIKASI I/O 2

rangkaian untuk pemakaian kontrol ON/OFF atau Read /

Write ADC.

5. APLIKASI PIC 8259

rangkaian untuk interupsi

6. APLIKASI PIT 8253

rangkaian untuk timer


6.2. Sistem Minimum

Rangkaian sistem minimum seperti berikut:

gambar 6.1. Minimum sistem 8088

Data (D0-D7) dan lower address (A0-A7) pada 8088 dimultipleks

sehingga dibutuhkan rangkaian untuk memisahkan keduanya. Hal ini

diwujudkan oleh IC transparent latch 74LS373 dan IC bidireksional


buffer/transceiver 74LS245. Pada saat T1, ALE 0 dan DEN 1 sehingga

74LS373 bekerja sebagai buffer biasa dan 74LS245 dalam keadaan tristate.

Saat T2,T3,Tw dan T4, ALE dan DEN dalam kondisi sebaliknya, yang

menyebabkan 74LS373 dalam kondisi meyimpan (latch) data sebelumnya

dan 74LS245 bekerja normal.

A16-A19/S3-S6 berisi address dan info status yang dimultipleks

sehingga diperlukan latch 74LS373 untuk memisahkan A16-A19. Dalam

hardware yang direncanakan, informasi status tidak dipakai sehingga tidak

diperlukan IC untuk memisahkannya. Timing diagram pin ini sama dengan

timing diagram AD0-AD7.

A15-A18 tidak dimultipleks sehingga cukup diberi buffer

undireksional (satu arah) IC 74LS373. Demikian pula untuk sinyal kontrol

(MEMR, MEMW,IOW,INTA,AEN,dan RESET_DRV)

Semua latch dan buffer, kecuali untuk kontrol : ALE, INTA, AEN,

RESET_DRV mengambang pada siklus hold acknowledge dengan cara

menghubungkan pin ENABLE / G untuk buffer dan output kontrol /OC

untuk latch ke pin HLDA dari 8088 (aktif HIGH). Dengan demikian

peralatan lain dapat menggunakan sistem bus pada siklus ini.

Perhitungan fan out untuk rangkaian latch dan buffer adalah

sebagai berikut:

74LS373 mempunyai IOH = 2,6 mA dan IOL = 12 mA

74LS245 mempunyai IOH = 3 mA dan IOL = 12 mA.

IC - IC ini direncanakan terhubung melalui address bus dengan 1

RAM statis 6116, 1 EPROM 27128, 1 PPI 8255 yang mempunyai IIL=IIH

=10 uA dan PIT 8253/8254 yang mempunyai IIL = IIH = 10 uA.


6.3. Mikroprosesor 8088

Konfigurasi pin dari mikroprosesor 8088 dalam mode minimum

dapat dilihat pada gambar 6.1. Mikroprosesor 8088 diset pada mode

minimum dengan memberi logika HIGH pada pin 33 dan logika LOW jika

difungsikan dalam mode maksimum. Untuk pengalamatan memori ,

mikroprosesor 8088 menyediakan 20 bit address yang 8 diantaranya

dimultipleks dengan data yaitu AD0-AD7. Sedangkan A16-A19

dimultipleks dengan sinyal kontrol S3-S6.

Untuk pengalamatan I/O Port dan memori , 8088 menggunakan pin

28 , jika pin 28 dalam kondisi HIGH maka alamat yang dikirim adalah

alamat untuk I/O port dan jika dalam kondisi LOW maka alamat yang

difungsikan adalah alamat dari memori. Selain itu 8088 juga dapat

mengirimkan sinyal RD dan WR (keduanya aktif low) yang bertujuan untuk

membaca dan menulis di memori atau I/O Port. Untuk itu digunakan

rangkaian tambahan seperti terlihat di bawah ini:

Gambar 6.2 Sistem dekoding pengalamatan memori atau I/O


Mikroprosesor 8088 juga menyediakan 2 buah pin untuk fasilitas

interupsi yaitu pin 17 untuk non maskable interrupt dan pin 18 untuk

interrupt biasa. Fasilitas interupsi akan dapat diperbanyak dengan

menggunakan IC PIC 8259A yang akan dibahas pada aplikasi selanjutnya.

Untuk sinyal clock , dalam minimum sistem ini menggunakan IC

8284 yang akan mengeluarkan pulsa clock berfrekuensi 4.77 Mhz .

Fasilitas Reset pada 8088 terdapat pada pin 21 . Reset adalah

interrupt paling tinggi prioritasnya pada 8088 . Jika terjadi reset maka 8088

akan menunjuk ke alamat physiscal address FFFF0h . Karena alamat

terakhir yang dapat diakses 8088 adalah FFFFFh maka tersedia tempat

sebesar 16 byte untuk perintah jump ke awal program.


Gambar 6.3. Address latch buffer dan data buffer

6.4. Memori

Minimum sistem menggunakan dua buah macam memori yaitu

EPROM 27128 berkapasitas 16 K Bytes dan RAM Statis 6116 yang

berkapasitas 2 K Bytes. Karena mikroprosesor akan menujuk pertama kali

pada alamat FFFF0h maka pada alamat tersebut harus sudah ada instruksi

lompat ke awal program , oleh karena itu EPROM diletakkan pada bagian


terakhir memori sedangkan RAM diletakkan pada bagian awal memori

karena untuk penggunaan interrupt, 8088 memakai alamat 00000h-003FFh

sebagai tabel vector interrupt.

Dalam minimum sistem , memori dibagi menjadi 8 zone yang berarti

interval tiap zone adalah 128 KByte. Oleh karena itu sebagai zone bit

dipakai A17-A19 seperti terlihat pada rangkaian di bawah ini :

Gambar 6.4 Memori Minimum Sistem dan dekoder alamatnya


Gambaran memori mapping dari rangkaian memori dalam minimum

sistem di atas dapat dilihat pada tabel 6.2

Tabel 6.2 Memory Mapping dari Minimum Sistem

00000 H RAM STATIS

007FF H 6116 ( 2 KB)

00800 H ZONE 7

1FFFF H

20000 H ZONE 6

3FFFF H

40000 H ZONE 5

5FFFF H

60000 H ZONE 4

7FFFF H

80000 H ZONE 3

9FFFF H

A0000 H ZONE 2

BFFFF H

C0000 H ZONE 1

DFFFFH

E0000 H ZONE 0

FE000 H EPROM 27128

FFFFFH (16 K B)

6.5. I/O PORT

Untuk peralatan I/O dari minimum sistem digunakan IC

Programmable Peripheral Interface 8255. PPI 8255 merupakan peripheral

interface yang dapat diprogram fungsinya. PPI ini dibagi menjadi 2 group,

group A yang terdiri dari port A dan port C upper, group B yang terdiri dari

port B dan port C lower. Fungsi masing-masing pin adalah sebagai berikut :


* Data (D0-D7) : merupakan jalur data

* Chip Select (CS) : untuk mengaktifkan PPI

* Read (RD) : untuk mengambil data dari PPI

* Write(WR) : untuk mengeluarkan dara dari PPI

* Address (A0-A1) : untuk menentukan internal register

dalam 8255 yang akan dibaca atau

ditulis

* Reset : untuk mereset register PPI

Dalam minimum sistem , PPI 8255 ditaruh pada alamat yang menggunakan

bit address-nya sebagai berikut:

A4 A3 A2 A1 A0 Port

0 0 0 0 0 A 1

0 0 0 0 1 B 1

0 0 0 1 0 C 1

0 0 0 1 1 Control Word 1

0 0 1 0 0 A 2

0 0 1 0 1 B 2

0 0 1 1 0 C 2

0 0 1 1 1 Control Word 2

Rangkaiannya adalah sebagai berikut :


Gambar 6.6. PPI 8255 dan dekoding alamatnya

Rangkaian PIC8259 terdiri dari 8 tombol IRQ yaitu IR0 sampai

dengan IR7. IR0 mempunyai prioritas tertinggi, sedangkan IR7 mempunyai

prioritas terendah. Output dari tombol di NOT Schmitt Trigger karena IR0 -

IR7 aktif HIGH.

Pin data dihubungkan dengan data bus dari minimum sistem, pin

INT dihubungkan dengan pin INT dari uP 8088, pin INTA dihubungkan

dengan pin INTA dari uP8088, pin CS dihubungkan dengan CS2 dari

dekoder di atas dan pin A0 dengan A0 untuk memilih ICW dan OCW.


gambar 6.7. PIC 8259

Rangkaian PIT terdiri dari 3 input dan 3 output. Pin data bus

dihubungkan dengan data bus minimum sistem, A0 dan A1 dihubungkan

dengan pin alamat A0 dan A1 dari uP8088 untuk memilih kanal PIT yang

aktif, sedangkan CS dihubungkan dengan CS3 dari dekoder di atas.


g

ambar 6.8. PIT 8253

6.6. Cara menentukan alamat jump reset :

Misal ROM yang digunakan 16 Kb, maka perhitungannya adalah sebagai

berikut:

FFFFF (uP 8088 mampu mengakses 1 Mb)

2FFF (kapasistas ROM)

-------- -

FD000 (awal EPROM)

FFFF0 (tempat jump reset pada 8088)

FD000 (awal EPROM)

-------- -

1FF0 (lokasi jump reset pada EPROM

16Kb)

kemudian dengan menentukan origin dari software, misal origin 100H :


FE000 : FE00 : 0000 (org 0H)

100

-------- -

FDF00 : FDF0 : 0100 (org 100H)

1FF0

100

------- -

20F0 (lokasi jump reset pada EPROM

16Kb dengan org 100H)

bab06 - perencanaan hardware

Documents