Makalah Mikroprosesor 8031

MAKALAH MIKROPROSESOR 8031 DAN ZILOG Z80

HARI SATRIA ARIBOWO 2201030069

PROGRAM STUDI D-III COMPUTER CONTROL

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI 10 NOVEMBER SURABAYA 2002

MIKROKONTROLER 8031 Pendahuluan Adalah

sangat

penting

mngetahui

perbedaan

antara

mikrokomputer,

mikroprosesor dan mikrokontroller. Suatu mikroprosesor adalah bagian CPU dari sebuah komputer , tanpa memori, I/O, dan prifer yang dibutuhkan oleh suatu sistim lengkap. Sebagai contoh , 8088 dan 80X8 adalah suatu mokroprosesor. Untuk dapat bekerja, mikroprosessor membutuhkan perangkat pendukung yang dapat berupa RAM, ROM, dan I/O. Bila sebuah mikroprosesor dikombinasikan dengan I/O dan memori, akan dihasilkan mikrokomputer. Pada kenyataannya mengkombinasikan CPU dengan memori dan I/O dapat juga dilakukan dalam level chip yang menghasilkan

single chip

mikrokomputer untuk membekannya dengan mikrokomputer. Untuk selanjutnya, SCM disebut dengan mikrokontroler. Perbedaan yang menonjol antara mikrokomputer seperti IBM PC dibanding dengan SCM adalah pada penggunaan perangkat I/O dan juga media penyimpanan program. IBM PC menggunakan disket atau tape sebagai media penyimpanan sementara mikrokontroler menggunakan EPROM sebagai media penyimpan programnya. Diantara keuntungan pemakaian mikrokontroller disbanding mikroprosesor adalah pada mikrokontroler sudah terdapat RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga tidak perlu menmbahkannya.

Data CPU mikrokontroler 8031 adalah prosesor 8 bit.Lebar bus data 8031 adalah 8 bit sehingga memerlukan 8 pena (D0…D7).Akan tetapi jumlah pena mikrokontroler

terbatas,pena

data

ini

tidak

dikeluarkan,hanya

didalam

chip.Lalu,bagaimana jika akan menggunakan bus data tersebut. Pena untuk bus data dimultipleks dengan alamat A0…A7 pada port 0.Karena itu port 0 seringkali dituliskan sebagai AD0…AD7.Setiap bit data memiliki bobot masing-masing tergantung pada letaknya.Sebagai contoh untuk data 8 bit adalah

Data

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Bobot

80

40

20

10

08

04

02

01

Karena menggunakan bus data yang lebarnya 8 bit,lebar bus data 8 bit juga harus digunakan oleh alat-alat lain seperti EPROM,RAM,ADC,DAC,PIO dan lain-lainnya. Keluarga MCS-51 Tabel dibawah ini memperlihatkan anggota keluarga mikrokontroler MCS-51.Dari table tersebut dapat dilihat bahwa mikrokontroler 8031 merupakan versi tanpa EPROM dari mikrokontroler 8051. Tipe

Tipe

tanpa Tipe

ber- ROM

RAM

I/O

EPROM

EPROM

(byte)

8051

8031

-

4K

128

4

8051

8031AH

8751H

4K

128

4

8751BH 8052AH

8032AH

8752BH

8K

256

4

80C51BH

80D31BH

87C51

4K

128

4

83C51FA

80C51FA

87C51FA

8K

256

4

83C51FB

80C51FA

87C51FB

16K

256

5

Mikrokontroler 8051 mempunyai dua saudara dekat yaitu mikrokontroler 8751 dan mikrokontroler 8031.Mempunyai kemenakan yaitu mikrokontroler 8052.Semua tipe berisi CPU yang sama,RAM,caunter/timer,port pararel,dan port serial.Mikrokontroler 8051 memiliki ROM 4 kbyte yang harus diisi saat pembuatannya (sehingga program tidak dapat diganti).Pada 8751 ROM digantikan oleh EPROM sehingga kita dapat memrogramnya.Mikrokontroler 8031 tidak memiliki ROM/EPROM di dalamnya sehingga digunakan EPROM luar untuk menyimpan programnya. Dalam buku ini dipilih mikrokontroler 8031 karena kemudahan dalam mengisi

programnya.Kita

hanya

perlu

mengisikan

program

ke

dalam

EPROM.Jika terjadi kesalahan program dalam EPROM dapat diganti.Disamping itu ,mikrokontroler 8031 berharga murah dan mudah didapat.

Mikrokontroler 8031 Mikrokontroler 8031 tidak memiliki ROM maupun EPROM di dalamnya,Karena itu digunakan EPROM luar yang berhubungan dengan mikrokontroler melalui port paralelnya. Alamat dan data dimultipleks pada port 0,dibutuhkan IC 74LS373 sebagai address latch (penahan alamat).Untuk system yang kecil kombinasi 8031 dengan EPROM lebih murah dibandingkan menggunakan 8751. Hubungan antara mikrokontrole 8031,penahan alamat dan EPROM diperlihatkan gambar dibawah ini.

P0.0-P07

AD0AD7

A0-A7

D0-D7

ALE

P2.0-P2.4

A8-A12 5 OE

P SEN

Hubungan 8031 dengan EPROM Mikrokontroler 8031 memiliki sejumlah keistimewaan sebagai berikut: a. Sebuah CPU (Central Processing Unit) 8 bit yang termasuk keluarga MCS-51. b. Osilator internal dan rangkaian pewaktu. c. RAM internal 128 byte (on chip). d. Empat buah programmable port I/O,masing-masing terdiri atas 8 buah jalur I/O.

e. Dua buah timer/conter 16 bit. f. Lima buah jalur interupsi (2 buah interupsi eksternal dan 3 buah interupsi internal). g. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART. h. Kemampuan melaksanakan operasi perkalian,pembagiandan operasi Boolean. i. Kecepatan pelaksanaan interuksi per siklus 1 mikrodetik pada frekuensi clokc 12 MHz.

Dengan keistimewaan diatas pembuatan alat menggunakan 8031 menjadi lebih sederhana dan tidak memerlukan IC pendukung yang banyak.Boleh dikatakan mikrokontroler Intel 8031 ini mempunyai keistimewaan dari segi perangkat keras. Pena-Pena Mikrokontroler 8031

Susunan Pena-Pena Mikrokontroler 8031 diperlihatkan pada gambar dibawah ini dengan penjelasan dari masing-masing Pena sebagai berikut: a. Pena 1 sampai 8(Port 1) merupakan port pararel 8 bit dua arah (bidirectional) yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan (general purpuse). b. Pena 9 (Reset) adalah masukan reset (aktif tinggi).Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset 8031.Pena ini dihubungkan dengan rangkaian power on reset. c. Pena 10 sampai 17 (Port 3) adalah port pararel 8 bit dua arah yang memiliki fungsi pengganti.Bila fungsi pengganti tidak dipakai,pena-pena ini dapat digunakan sebagai port pararel 8 bit serbaguna. d. Pena 18 (XTAL 1) adalah pena masukan ke rangkaian osilator internal.Sebuah osilator kristal atau sumber osilator luar dapat digunakan. e. Pena 19 (XTAL 2) adalah pena keluaran ke rangkaian osilator internal.Pena ini dipakai bila menggunakan osilator kristal. f. Pena 20 (Ground) dihubungkan ke Vss atau ground.

g. Pena 21 sampai 28 (Port 2) adalah port pararel 2 (P2) selebar 8 bit dua arah (bidireectional).Port 2 ini menggirimkan byte alamat bila dilakukan pengaksesan memori eksternal. h. Pena 29 adalah pena PSEN (program store enable) yang merupakan sinyal pengontrol yang membolehkan program memori eksternal masuk kedalam bus selama proses pemberian/pengambilan instruksi. i. Pena 30 adalah pena ALE (Address Latch Enable) yang digunakan untuk menahan alamat memori eksternal selama pelaksanaan interuksi. j. Pena 31 (EA).Bila pena ini diberi logika tinggi (H),mikrokontroler akan melaksanakan instruksi dari ROM/EPROM ketika isi program counter kurang dari 4096.Bila diberi logika rendah (L),mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program luar. k. Pena 32 sampai 39 (Port 0) merupakan port pararel 8 bit open drain dua arah.Bila digunakan untuk mengakses memori luar,port ini akan memultipleks alamat memori dengan data. l. Pena 40 (Vcc) dihubungkan ke Vcc (+5 volt).

31

19

EA/VP

PO.0

X1

PO.1 PO.2

38

PO.3 PO.4

36

PO.5 PO.6

34

18 X2

9

P2.0

13 INT1 14 T0 T1 15 1 2 3 4 5 6 7 8

P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 PI.7

37

35

33 32

RESET

12 INT 0

39

21

P2.1 P2.2

22

P2.3 P2.4

24

P2.5 P2.6

26

P2.8

28

RD WR

17

PSEN ALE/P

29

TXD RXD

11

23

25

27

16

30

10

8031

Gambar Susunan pena (kaki) mikrokontroler Intel 8031

Mikroprocessor 8-bit Zilog-z80 Microprocessor z80 adalah CPU 8-bit engan 6bit bus alamat yang dapat diakses dengan 64K memory. Dia memiliki 252 pangkal bahasa dan sebagai awalan 4-bit penyimpana, mengakses 308 instruksi tambahan. Z-80 dimodel setelah

8088

dan

berisi78-8088

opcodes

sebagai

subset

bahasa

tersebut.Keistimewaan programnya termasuk sebuah akumulator dengan enam delapan bit register yang diasang sebagai 3-16 bit register.Sbg tambahan untuk register

umum,

sebuah

tumpukan

pointer,

program-counter,

dan

dua

index(memory pointer)register dikembangkan, ketika tidak pada kelompok yang sama seperti 80486atau 68000series, z80 berbeda, dia berguna untuk biaya aplikasi kontrol yang rendah. 1 diantara keistimewaannnya adalah dibangun pada rangkaian refresh untu kemudahan design dengan DRAMs.Z80 datang pada sebuah paket pin40 DIP. Dia diproduksi dalam model A,B dan C, hanya berbeda pada maximum clock speednya.Dia juga diproduksi sebagai mikrokontroller yang bias berdiri sendiri dengan bermacam konfigurasi pada chip RAM dan EPROM.

OTHER DEVICE NUMBERS •

D780C (NEC) PIN-OUT AND SIGNAL DESCRIPTION Pin #

Signal (active high unless noted)

1

A11

2

A12

3

A13

4

A14

5

A15

6

CLK (clock, rising edge trig)

7

D4

8

D3

9

D5

10

D6

11

+5 VDC

12

D2

13

D7

14

D0

15

D1

16

INT (Interupt Request)

17

NMI (Non-maskable Interupt Request)

18

HALT (Active low)

19

MREQ (Memory Request, active low)

20

IORQ (I/O Request, active low)

21

RD

(Read, active low)

22

WR

(Write, active low)

23

{Address bus}

{Data bus}

BUSAK (Bus Request Acknowloegmnet, active low)

24

WAIT

25

BUSRQ (Bus Request)

26

RESET

27

MI (Maskable interupt, active low).

28

REFSH (Refresh timing, active low)

29

GND

30

A0

31

A1

32

A2

33

A3

34

A4

35

A5

36

A6

37

A7

38

A8

39

A9

40

A10

DEVICE SPECIFICATIONS Max.

Clock

Power

Requirements:

Operating

Speed:

Z80

Temp: Instruction

Max.

Instruction of

Instructions:

-

158

2.5MHz,

5V@60mA,

0

Min.

No.

Z80

Z80A

-

70

time: time: (78

Internal Stack: RAM This information compiled by Robert Wenzlaff, [email protected]

instructions Registers:

Z80A

-

4MHz 5V@90mA

deg

C.

1uS

(@4MHz)

5.75uS

(@4MHz)

of

8088

are

a

subset) 14