Prinsip Kerja Sistem Minimum Mikroprosesor [PDF]

Citation preview

PRINSIP KERJA SISTEM MINIMUM MIKROPROSESOR Prinsip Kerja Sistem Minimum Mikroprosesor Sistem minimum adalah penerapan mikroprosesor pada suatu rangkaian digital, dengan komponen minimal sehingga sistem mikroprosesor dapat bekerja. Mikroprosesor merupakan suatu rangkaian digital terpadu berbentuk fisik sebuah chip (IC) yang memiliki dimensi ukuran sangat kecil dan merupakan jantung sistem kendali otomasi yang bekerja melalui program. Mikroprosesor dapat berfungsi dengan memerlukan sebuah sistem yang disebut sistem mikrprosesor. Sistem mikroprosesor adalah gabungan dari beberapa komponen dalam hal ini Memory Unit, Input dan Output Unit, dan CPU yang bekerja sebagai pengolah data elektronik digital. Pada sistem mikroprosesor prinsip kerjanya adalah mengolah suatu data masukan, yang kemudian hasil olahan tersebut akan menghasilkan keluaran yang dikehendaki. Proses pengolahan datanya dapat difungsikan sesuai dengan instruksi yang diprogramkan. Masing – masing mikroprosesor memiliki bahasa pemrograman yang berbeda-beda. Namun secara prinsip, dasar dari tiap mikroprosesor adalah sama.



Konfigurasi Dasar Mikroprosesor Dalam mikroprosesor terdapat suatu unit untuk mengerjakan fungsi – fungsi logika dan aritmetika, register – register untuk menyimpan data sementara dan unit pengendalian. Komponen utama sebuah sistem mikroprosesor tersusun dari lima unit pokok yaitu unit mikroprosesor atau Microprocessor Unit ( MPU) atau dapat disebut CPU, unit memori baca atau Read Only Memory (ROM), unit memori baca tulis atau Read Write Memory (RWM), unit masukan keluaran terprogram atau Programmable Input Output (PIO) dan unit Clock. Sistem MPU. Perhatikan Gambar 2.1 yang menunjukkan konfigurasi dasar sistem minimum mikroprosesor, tiap mikroprosesor memiliki satu bus data, satu bus alamat dan satu bus kendali



yang digunakan sebagai saluran berkomunikasi dengan unit memori maupun unit I/O.



Gambar 2.1 Konfigurasi Dasar Sistem Minimum Mikroprosesor



Tiap bus/saluran memiliki peran penting dalam sistem mikroprosesor, berikut



merupakan



fungsi



setiap



bus/saluran



komunikasi



pada



sistem



mikroprosesor: 1. Bus Data Berfungsi sebagai mengirim/menerima data dari mikroprosesor ke unit lain atau dari unit lain ke mikroprosesor. Memiliki dua arah saluran yaitu keluar dan kedalam MPU 2. Bus Alamat Berfungsi sebagai menetapkan kemana data itu akan dikirim atau dari mana data itu akan diambil. Memiliki satu arah saluran yaitu dari MPU keluar ke unit lain. 3. Bus Kendali Berfungsi untuk mensinkronkan kerja antara mikroprosesor dengan unit luar sistem, seperti memori, I/O, clock, read/write dan interrupt.



4. Jalur R/W Jalur RD (read) dan WR (write) berfungsi untuk memberitahu memori apakah ia harus membaca atau menulis data di lokasi yang dialamati. 5. Jalur Clock Berfungsi memberikan deretan pulsa clock pada mikroprosesor. 6. Jalur Reset Berfungsi mereset penghitung program ke nol (atau ke sesuatu nilai) dan memulai lagi pekerjaan/program dari awal. Sistem Kerja CPU CPU (Central Processing Unit) merupakan unit yang mengendalikan seluruh kerja sistem mikroprosesor. CPU dapat disebut juga Microprossesor Unit atau MPU dalam sustem mikroprosesor. MPU adalah sebuah CPU yang tersusun dari tiga bagian pokok yaitu: 1. Control Unit Berfungsi untuk mengambil dan mendekodekan instruksi dari memori program dan membangkitkan sinyal kendali yang diperlukan oleh bagian lain dari mikroprosesor untuk melaksanakan instruksi tersebut 2. ALU (Algorithm and Logic Unit) Berfungsi untuk mengerjakan perintah – perintah logika dan operasi aritmetika. Fungsi logika antara lain fungsi AND, OR, XOR, CPL, dan NEG. Sedangkan fungsi Aritmetika antara lain: ADD, SUB, ADC, SBC, INC, dan DEC. Instruksi dalam operasi ini melibatkan satu atau dua operand. Operasi ALU menghasilkan juga sinyal status yang dikirim ke register, yaitu sinyal untuk mengubah status bit – bit flag sesuai hasil operasi suatu instruksi.



3. Register Berfungsi untuk menyimpan data, alamat, kode instruksi dan bit status berbagai operasi mikroprosesor. Prinsip dari register – register pada berbagai mikroprosesor adalah sama, namun memiliki perbedaan dalam struktur registernya.



Sistem Kerja Memori Setiap sistem mikroprosesor memiliki memori, guna menyimpan program dan datanya. Sistem operasi kerja memori, prinsipnya terdiri dari dua yaitu operasi baca dan operasi tulis. Bila mikroprosesor melakukan perintah baca ke memori maka mikroprosesor mengirimkan alamat data yang akan diakses, kemudian mengirimkan sinyal kendali read (baca) yang memerintahkan pada memori untuk mengeluarkan data pada alamat yang ditunjukkan pada bus data. Operasi tulis yaitu bila prosesor akan menyimpan data, informasi, instruksi atau kode operasi ke memori. Dalam operasi tulis data, mikroprosesor terlebih dahulu mengirimkan alamat melalui bus alamat ke memori, yang menunjukkan lokasi alamat data pada memori yang akan ditulis. Selanjutnya sinyal write (tulis) dikirimkan yang memberikan perintah kepada memori untuk menyediakan tempat pada memori untuk data yang ada pada bus data dengan alamat sesuai yang ditunjukkan pada bus alamat. Memori pada mikroprosesor memiliki beberapa jenis yaitu: 1. ROM (Read Only Memory) Berfungsi untuk menyimpan instruksi (perintah program) dasar yang disediakan di dalam sebuah mikroprosesor. ROM memiliki beberapa jenis yaitu: a. PROM (Programmable ROM) yaitu memory yang sekali tulis saja tidak dapat dihapus b. EPROM (Erasable PROM) yaitu memory yang dapat dihapus dengan sinar UV, dapat ditulis ulang dan data permanen. c. EEPROM (Electric EPROM), yaitu memory yang dapat dihapus dengan elektrik dan dapat ditulis ulang.



2. RAM (Random Access Memory) Berfungsi untuk menyimpan pemrosesan sementara. Memori ini mudah terhapus dan dapat menyimpan informasi selama catu daya sistem mikroprosesor belum dimatikan. Informasi akan hilang apabila catu daya memori dimatikan