Laporan Praktikum Mikroprosesor (Pengenalan Dan Penggunaan Kit Mpf-1) [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM MIKROPROSESOR PENGENALAN DAN PENGGUNAAN KIT MPF-1



Disusun oleh : 1. 2. 3. 4. 5. 6.



Ahmad Ramadya Danu Itsnan H Dena Shoum M Ega Pratama H Enrico W. F Rizky Fajarudin



021500418 021500425 021500426 021500429 021500430 021500



SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL YOGYAKARTA 2017



PERCOBAAN I PENGENALAN DAN PENGGUNAAN KIT MPF-1 A. TUJUAN PERCOBAAN 1. Memperoleh pengetahuan dasar mengenai pengoperasian sistem mikroprosesor. 2. Mengenal dan mengetahui fungsi dari tiap-tiap tombol atau keyboard yang terdapat pada system mikroprosesor MIKROPROFESSOR (MPF-1). 3. Dapat memasukkan program ke dalam sistem mikroprosesor dan dapat mengeksekusinya. B. DASAR TEORI Sistem mikroprosesor MPF-1 adalah sistem mikroprosesor yang menggunakan mikroprosesor Z80 sebagai pusat pengolahnya (CPU = Central Processing Unit). CPU Z80 adalah suatu chip yang dikemas dalam bentuk DIP (Dual In-line Package) dengan jumlah kaki (pin) sebanyak 40 buah. Adapun spesifikasi dari mikroprosesor Z80 adalah sebagai berikut : 1. Menggunakan catu daya tunggal sebesar 5 Volt dengan toleransi sebesar ±5%. 2. Bekerja pada aras TTL fase tunggal, dengan kecepatan clock maksimum 2,5 MHz. 3. Mempunyai bus data 8 bit, bus alamat 16 bit, dan bus kendali 13 jalur. 4. Mempunyai jumlah instruksi total sebanyak 157 instruksi. 5. Mempunyai register umum (general purpose) sebanyak 16 buah, termasuk didalamnya adalah register status (reg. F = Flag) dan accumulator (reg. A), kesemuanya adalah register 8 bit seperti terlihat pada Gambar 1. Terdapat pula register khusus (special purpose) sebanyak 6 buah, yang terdiri dari 4 buah register 16 bit dan 2 buah register 8 bit seperti terlihat pada Gambar 2.



Mikroprosesor (CPU) Z80 seperti juga dengan mikroprosesor yang lain , tidak dapat bekerja sendiri tanpa adanya tambahan piranti luar yang berupa perangkat keras maupun program-program yang mengendalikannya (perangkat lunak). Supaya suatu mikroprosesor bisa beroperasi dan bisa diprogram, maka harus diuntai dengan pirantipiranti luar sehingga membentuk suatu sistem mikroprosesor, dengan mikroprosesor



sebagai jantung atau CPU dari untai ini. Dalam percobaan ini CPU Z80 diuntai menjadi suatu sistem mikroprosesor MICROPROFESSOR tipe MPF-1, seperti terlihat pada Gambar 3. Spesifikasi MPF-1 a. Spesifikasi Hardware 1. CPU (Central Processing Unit), U1 pada kit MPF-1. CPU Z80 Zilog dengan 157 instruksi dan kecepatan clock maximum 2,5 MHz. Untuk MPF-1 sistem clocknya 1,79 MHz. 2. ROM (Read Only Memory) U5 EPROM (Erasable Programmable ROM) Memory 2 kilobyte, alamat : 0000H07FFH. 3. RAM (Random Access Memory) U8 RAM Statik 6116, total 2 kilobyte pada alamat : 1800H-1FFFH. 4. Daerah perluasan memory (U7) : Dapat digunakan EPROM 2516 / 2716 / 2532 /2732, atau RAM statik 6116 dan menempati alamat : 2000H – 27FFH. 5. .Port I / O Port I/O dapat diprogram 8255x1, total 24 jalur I/O paralel alamat : 00 – 03 (U14) Port I/O dapat diprogram 8255, total 16 jalur I/O paralel alamat : 80 – 83 (U10) CTC (U11) dapat diprogram, total 4 counter timer yang berdiri sendiri, alamat I/O : 40H – 43H.



6. Display LED display merah 7 segmen, 6 digit 0,5”. 7. Keyboard 36 tombol termasuk 19 tombol fungsi, 16 tombol hexadecimal dan 1 tombol yang dapat ditentukan sendiri fungsinya oleh pemakai (user define key). 8. Speaker dan rangkaian penggerak speaker. 9. Daerah untuk para pemakai breadborad disediakan area seluas 5,5”x1,36” untuk keperluan para pemakai. 10. Sistem konsumsi daya. Pemberi daya 5 volt tunggal, konsumsi arus 500 mA. 11. Input daya utama. Input adaptor daya 9 Volt, 500 mA.



b. Spesifikasi Software MPF-1 mempunyai program monitor 2 kilobyte yang dirancang untuk memudahkan fungsi-fungsi MPF-1. Setelah daya diberikan, monitor mulai bekerja. Disamping semua tombol pada keyboard, monitor mempunyai “memory checking routine”. Dibawah ini dapat dijumpai gambaran sekilas dari fungsi tombol-tombol pada key board : 1. RS : Reset Sistem 2. ADDR : Address = Set alamat memori 3. REG : Register = Set nama register 4. DATA : Memasukkan data ke memori atau register 5. PC : Program Counter = Memanggil Program Counter 6. + : Menambah alamat memori atau register dengan 1 (satu) 7. - : Mengurangi alamat memori atau register dengan 1 (satu) 8. STEP : Menjalankan program pemakai, instruksi demi instruksi (single step) 9. SBR : Set Break Point (titik henti) dari program pemakai 10. CBR : Clear Break Point = menghilangkan clear break point dari program pemakai 11. MONI : MONITOR = kembali ke program monitor atau menghentikan program pemakai dengan seketika. 12. GO : Menuju program pemakai atau menjalan program (fungsi monitor). 13. INS : Menyelipkan 1 byte 14. DEL : Delete = Menghapus 1 byte data dari memori 15. MOVE : Memindahkan blok data dari satu area ke area lain 16. RELA : RELATIVE = Menghitung alamat relatif 17. TAPE WR: Menyimpan data memori ke tape audio (cassete) 18. TAPE RD : Mengambil data dari tape audio 19. INTR : Maskable Interrupt, dihubungkan dengan kaki INT dari CPU 20. USER KEY : Tombol yang dapat ditentukan sendiri fungsinya oleh pemakai, dihubungkan dengan port Input 00, bit 6. 21. AF BC DE HL, AF’ BC’ DE’ HL’, IX IY SP IIF SZ .N PNC SZ.N’ PNC’ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F = Hexa digit atau nama register.



C. ALAT YANG DIPAKAI 1. System mikroprosesor MPF-1 2. Adaptor sebagai catu daya



D. LANGKAH KERJA PRAKTIKUM I.



II.



PERCOBAAN 1 : Operasi Reset Keadaan reset dari system mikroprosesor dapat dicapai dengan : a. Penyalaan pertama kali atau pertama kali dihubungkan dengan penyedia daya dari keadaan mati. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen. b. Tekan tombol ADDR amati dan catat apa yang ditampilkan LED 7 segmen. c. Tekan tombol RS, amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen. PERCOBAAN 2 : Mengecek dan mengganti isi memori. a. Mengecek isi ROM Tombol-tombol yang digunakan didalam operasi dasar ini adalah : ADDR, + , - , dan tombol-tombol heksadesimal. Karena isi ROM hanya bisa dibaca saja dan tidak dapat diubah, maka pada operasi ini hanya dilakukan pengecekan isinya saja tanpa pengubahan. Alamat ROM pada sistem MPF-1 adalah dari 0000H – 07FFH. Langkah-langkah untuk mengecek isi ROM: 1. Pertama tekan tombol ADDR, kemudian masukkan alamat ROM yang akan dilihat isinya, missal tekan tombol ADDR, kemudian 6, pada penampil akan tertampil alamat 0006H dan isinya. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen. 2. Untuk berpindah ke alamat yang lebih tinggi tekan tombol + dan Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen. 3. Untuk berpindah ke alamat yang lebih rendah tekan tombol – dan Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen. Pada pengecekan isi ROM ini penampil yang berjumlah 6 digit akan menampilkan alamat pada 4 digit sebelah kiri dan data 2 digit paling kanan.



b. Mengecek isi RAM Tombol-tombol yang digunakan didalam operasi dasar ini adalah : ADDR, DATA, + , - , dan tombol-tombol heksadesimal. Alamat RAM pada sistem MPF1 adalah dari 1800H – 1FFFH. Langkahlangkah untuk mengecek maupun mengubah isi RAM : 1. Pertama tekan tombol ADDR, kemudian masukkan alamat RAM yang akan dituju, misal tekan tombol ADDR, kemudian 1808, pada penampil akan tertampil alamat 1008H dan isinya. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen. 2. Mengubah isi dari RAM dengan menekan tombol data diikuti data yang akan dimasukkan. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen. 3. Untuk mengubah isi RAM pada alamat yang lebih rendah tekan tombol – dan data yang akan dimasukkan. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen. 4. Untuk mengubah isi RAM pada alamat yang berbeda tekan tombol ADDR kemudian data yang akan dimasukkan. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen.



c. Mengecek dan Mengubah Register Tombol-tombol yang digunakan didalam operasi ini adalah : Tombol REG, DATA, + , - , dan tombol-tombol heksadesimal yang sekaligus merangkap sebagai tombol-tombol nama register. Langkahlangkah untuk mengecek maupun mengubah isi Register adalah sebagai berikut : 1. Menekan tombol REG diikuti nama register yang akan dilihat isinya. Pada penampil akan tertampil nama register yang bersangkutan pada digit ke 5 dan ke 6 atau 2 digit paling kanan, sedangkan isinya tertampil pada digit ke 1 sampai ke 4 (4 digit sebelah kiri)



2.



Menekan tombol data diikuti data yang akan dimasukkan untuk mengubah isi dari register berikutnya. 3. Menekan tombol + diikuti data yang akan dimasukkan. 4. Melihat isi – isi dari register yang lain dengan menekan tombol + atau – Amati dan catatlah yang muncul pada penampil pada setiap langkah percobaan diatas. III.



PERCOBAAN 3 : Memasukkan Program dan Mengeksekusinya a. Program sirine polisi.



1.



Masukkan program di atas ke MPF-1 dengan langkah-langkah sebagai berikut: - Menekan tombol RS, PC, DATA lalu diikuti data yang ada pada alamat 1800H pada program yaitu 0 dan E. - Untuk alamat dan data selanjutnya dimasukkan dengan cara menekan tombol + lalu diikutidatanya. 2. Eksekusi program tersebut dengan menekan tombol RS, PC, kemudian GO, secara berurutan.



3.



Amati dan catat yang terjadi pada MPF-1, baik penampilnya maupun bunyi yang keluar. 4. Hentikan program dengan menekan tombol RS. 5. Eksekusi program yang sama tersebut dengan menekan tombol RS, ADDR, “alamat awal”, GO. Alamat awal program adalah 1800H. Jadi, ditekan RS, ADDR, 1,8,0,0, GO. 6. Amati dan catat yang terjadi pada MPF-1, baik penampilnya maupun bunyi yang keluar dari speaker. 7. Hentikan program dengan menekan tombol RS. b. Program menampilkan tulisan HELP US



1.



Masukkan program di atas ke dalam MPF-1 dengan melalui keyboard dengan cara sama seperti contoh program a, kemudian amati tampilan led display. 2. Ganti tulisan di atas dengan nama Anda 6 karakter saja dengan mengganti data di 1840 - 1845. Cara penulisan sbb :



c. Program menampilkan tulisan FLASH HELP US



1. Memasukkan program diatas kedalam MPF-1 dengan melalui keyboard dengan cara sama seperti contoh program b. 2. Ganti tulisan berkedip (FLASH) diatas dengan nama anda 6 karakter saja dengan mengganti data 1850-1855. IV.



PERCOBAAN 4 : Pengenalan Tombol Move. a. Pindahkan program Police Car Sirine diatas ke lokasi memori dengan alamat awal 1820H, dengan cara sbb : 1. Mencari alamat akhir program Police Car sirine diatas dan mencatatnya. 2. Menekan tombol MOVE, kemudian alamat awal yang lama yaitu 1800. 3. Menekan tombol ‘+’ kemudian alamat akhir yang lama yaitu sesuai dengan hasil pencatatan. 4. Menekan tombol ‘+’ lagi kemudian alamat awal yang baru yaitu 1820 5. Menekan tombol GO 6. Mengeksekusi program pada lokasi memori yang baru dengan menekan tombol ADDR 1820 GO.. b. Amati dan catat yang terjadi pada MPF-1 untuk setiap langkah percobaan diatas.



V.



PERCOBAAN 5 : Pengenalan Tombol STEP



Masukkan program diatas ke dalam MPF-1 kemudian eksekusi per intruksi dengan menggunakan tombol STEP seperti berikut ini : 1. Tekan tombol RS terlebih dulu diikuti PC kemudian tekan tombol STEP 2. Lihat dan catat isi register A dengan menekan tombol REG kemudian AF. 3. Tekan tombol PC kemudian STEP lagi. 4. Lihat dan catat isi register B dengan menekan tombol REG kemudian tombol BC. VI.



PERCOBAAN 6 : Pengenalan Tombol SBR (Set Break Poin).



Masukkan program kedalam MPF-1, setelah memasukkan data pada alamat 1903H, tombol SBR ditekan. Ini berarti titik henti dari pengerjaan penggalan program tersebut ditetapkan pada alamat 1903H, yaitu alamat yang terakhir kali dieksekusi oleh CPU. Setelah selesai memasukkan program dan menetapkan titik henti, dilakukan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Menjalankan program diatas dengan menekan tombol ADDR, 1900, GO. 2. Melihat dan mencatat isi dari register-register A B C dan Flip-flop Interupsi dengan cara : - Menekan tombol REG untuk melihat isi dari reg A - Untuk melihat isi dari register B dan register C dengan menekan tombol + - Yang terakhir melihat isi dari register Flip-flop Interusi dengan menekan tombol IF. 3. Menghilangkan Titik Penggal – Tombol CBR ( Clear Break Point )Untuk menghilangkan titik penggal digunakan tmbol CBR, pemakaian tombol ini dapat dilakukan setiap saat. Setelah menekan tombol ini tampilan akan menjadi F.F.F.F. F.F. (Titik penggal diset pada FFFF FF). VII.



PERCOBAAN 7 : Berhenti Segera-Tombol MONI (monitor) Dalam menjalankan suatu program, banyak kesalahan yang bisa terjadi, contoh : Suatu program akan kehilangan kontrol bila CPU menjalankan Opcode yang tidak ada atau bila suatu program berputar terus tanpa akhir pada alamat-alamat tertentu. Bila tombol MONI ditekan monitor akan memeriksa SP (Stack Pointer) pemakai dan program berputar akan berakhir dan tampilan adalah : SYS-SP.



VIII.



PERCOBAAN 8 : Penyisipan Data – Tombol INS ( insert ) Penyisipan data pada alamat tertentu ( alamat di RAM) dapat dilakukan dengan menekan tombol INS.



IX.



PERCOBAAN 9 : Penghapusan Data – Tombol DEL Tombol ini hanya berlaku jika tampilan berada dalam bentuk alamat – data. Penekanan tombol ini akan menyebabakan data dari alamat yang ditampilkan dihapus. Semua data yang berada dibawah alamat tersebut akan naik satu tingkat (alamat). Contoh : Misalkan isi RAM yang sekarang adalah seperti dibawah ini, dan ingin menghapus data pada alamat 1802.



E. HASIL PERCOBAAN 



Tampilan awal mikroprosesor atau tampilan setelah tombol RS ditekan.







Mengubah dan melihat isi register pada sistem mikroprosesor Z-80







Menampilkan tulisan “HELP US” pada seven segment.



F. PEMBAHASAN Pada praktikum ini bertujuan agar praktikan dapat memahami dasar pengoperasian sistem mikroprosesor, mengetahui fungsi dari tiap-tiap tombol atau keyboard yang terdapat pada system mikroprosesor, serta dapat mengeksekusi program yang dimasukkan. Untuk mencapai tujuan tersebut, dilakukan sepuluh percobaan berikut. 1. OPERASI RESET Percobaan pertama adalah keadaan awal saat dihubungkan dengan penyedia daya. Dengan menakan tombol ADDR dan RS maka tampilan pada seven segmentnya adalah UPF-1. 2. MENGECEK DAN MENGGATI ISI MEMORI Pada percobaan kedua dilakukan tiga pengecekan yaitu, mengecek RAM, mengecek ROM, dan mengecek atau mengubah isi register. Untuk mengecek ROM dapat dilakukan dengan menekan tombol ADDR kemudian memasukkan alamat ROM yang ingin diketahui alamatnya. Kemudian untuk melihat nialai ROM di atasnya dengan menekan tombol positif (+), untuk melihat alamat di bawahnya dengan menekan tombol negatif (-). Sama halnya dengan pengecekan ROM, pada pengecekan RAM juga dilakukan dengan menggunakan tombol ADDR maka akan tertampil alamat RAM yang diinginkan. Namun, panda pengecekan ini untuk memasukkan alamat RAM lain yang ingin dicek harus menekan tombol DATA sehingga alamat RAM yang diinginkan dapat diketahui. Selain itu pada percobaan kedua ini juga dilakukan untuk mengubah isi register. Nilai register ini adalah digid ke-lima dan ke-6 atau dua digit paling kanan. Isi register tersebut



dapat diubah dengan menekan tombol REG kemudian nama register yang akan dilihat, maka nama registernya akan tertampil. Untuk mengubah isi register berikutnya dengan menekan tombol DATA. 3. MEMASUKKAN DAN MENGEKSEKUSI PROGRAM Kemudian pada percobaan ketiga adalah untuk mengeksekusi program yang telah dimasukkan. Pada percobaan ini praktikan dapat mengeksekusi data yang dimasukkan seperti membuat sirine, menampilkan tulisan, serta tulisan Flash. Dengan menekan tombol RS untuk meriset terlebih dahulu, kemudian PC untuk memasukkan alamat program. Selanjutnya tombol DATA untuk memasukkan bahasa mesinnya dan tombol + untuk data selanjutnya. Setelah semua data untuk mengeksekusinya dengan menekan tombol RS, PC kemudian GO. Untuk membuat tulisan dan tulisan dengan flash dilakukan dengan langkah yang sama dengan alamat yang sesuai. Cara mengubah karakter pada seven segment adalah dengan mengubah logika pada seven segment sehingga diperoleh nilai binernya lalu diubah ke dalam bentuk heksa. 4. PENGENALAN TOMBOL MOVE Selanjutnya pada percobaan keempat adalah memindahkan alamat awal program dengan menekan tombol MOVE kemudian memasukkan alamat awal yang lama, selanjutnya menekan tombol + lalu memasukkan alamat akhir program setelah itu praktikan menekan tombol + diikuti alamat awal baru yang ingin dipindahkan kemudian menekan tombol GO maka alamat awalnya akan dipindahkan ke alamat awal yang baru. 5. PENGENALAN TOMBOL STEP Percobaan kelima yaitu mengeksekusi program yang telah dibuat dengan menggunakan tombol STEP, dimana praktikan menyediakan 2 register yakni register A dan B. Pertamatama, tombol STEP ditekan diikuti dengan tombol REG AF untuk melihat nilai pada register A, selanjutnya praktikan menekan tombol STEP kemudian diikuti tombol REG BC untuk melihat nilai pada register B, kemduian praktikan menekan tombol GO. Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa tombol STEP berfungsi untuk mengeksekusi program langkah demi langkah pada tiap alamat sehingga pada akhirnya nilai register A dan B yang semula berbeda menjadi sama di akhir karena instruksi dikelola satu per satu. 6. PENGENALAN TOMBOL SBR DAN CBR Selanjutnya pada percobaan keenam dilakukan untuk menentukan titik berhenti dari pengerjaan program, yaitu dengan menekan alamat 1903H dan menekan tombol SBR. Saat tombol GO ditekan pada alamat awal program maka program akan berhenti saat berada pada alamat 1903H, sehingga dapat dikatan alamat tersebut merupakan titik akhir pengerjaan program. Untuk menghilangkan titik tersebut praktikan menekan tombol CBR pada alamat 1903H kemudian menekan tombol GO pada alamat awal program sehingga program berhenti dengan sendirinya pada alamat akhir 1906H. 7. BERHENTI SEGERA-TOMBOL MONI Kemudian percobaan ketujuh adalah untuk menghentikan program seketika apabila terdapat error pada program yang berjalan terus menerus tanpa diinginkan. Dilakukan



dengan menekan tombol MONI pada keyboart maka program akan berhenti dengan tampilan SYS-SP.



8. PENYISIPAN DATA-TOMBOL INS Pada percobaan kedelapan adalah untuk menyisipkan data pada alamat tertentu dilakukan dengan menekan tombol INS dan masukkan data yang ingin disisipkan. 9. PENGHAPUSAN DATA-TOMBOL DEL Pada percobaan sembilan adalah untuk menghapus data, dengan menekan tombol DEL pada data yang akan dihapus maka data di bawahnya akan naik satu tingkat. G. KESIMPULAN Dengan melakukan beberapa percobaan di atas praktikan telah memahami, mengenal serta dapat menjalankan sistem mikroprosesor.



H. LAMPIRAN