SISTEM-SISTEM MIKROPROSESOR

Sistem-sistem mikroprosesor biasanya dirakit paada sebuah PCB dan terdiri dari sebuah CPU mikroprosesor bersama dengan sejumlah chip-chip pendukung khusus. Perangkat-perangkat Very Large Scale Integration (VLCI) ini menyediakan input dan output bagi system, control dan pewaktuan sekaligus juga berfungi sebagai tempat penyimpanan (storage) bagi program-progam dan data. Aplikasi-aplikasi tipikal bagi system mikroprosesor mencangkup pengontrolan proses-proses industri yang kompleks. Contoh-Contoh tipikal berbasiskan pada keluarga-keluarga chip seperti Z80CPU plus Z80PIO, Z80CTC, dan Z80SIO.

Mikrokomputer Chip Tunggal

Sebuah mikrokomputer chip tunggal adalah sebuah system computer lengkap (terdiri dari CPU, RAM, ROM dll.) dalam sebuah kemasan VLSI. Sebuah mikrokomputer chip tunggal membutuhkan sangat sedikit komponen-komponen rangkaian eksternal untuk menyediakan seluruh fungsi yang terkait dengan sebuah system computer lengkap (naun biasanya dengan kemampuan input dan output yang terbatas). Mikrokomputer chip tunggal dapat deprogram dengan menggunakan memori programmable yang built-in atau melalui chip-chip memori eksternal. Aplikasi-Aplikasi tipikal dari mikroprosesor chip tunggal meliputi printer computer, pengendali instrument, dan perangkat tambahan. Salah satu contoh yang tipikal adalah Z84C.

Apakah Mikrokontroler itu?

Mikrokontroler adalah mikrokomputer chip tunggal yang dirancang secara spesifik untuk aplikasi-aplikasi control dan bukan untuk aplikasi-aplikasi serbaguna. Perangkat ini seringkali digunakan untuk memenuhi kebutuhan control tertentu, seperti mengendalikan sebuah penggerak motor. Mikrokomputer chip tunggal, di lain pihak, biasanya melaksanakan beragam fungsi yang berbeda dan dapat mengendalikan beberapa proses dalam waktu yang bersaman. Aplikasi-Aplikasi yang tipikal meliputi control perangkat-perangkat peripheral meliputi control perangkat-perangkat peripheral seperti motor, penggerak, printer, dan komponen-komponen sussistem minor. Contoh yang tipikal adalah Z86E, 8051, 68705, dan 89C51.

Apakah Mikrokontroler PIC itu?

Mikrokontroler PIC aadalah sebuah perangkat mikrokomputer serbaguna yang umumnya digunakan dalam suatu aplikasi stand-alone untuk melakasanakan fungsi-fungsi logika sederhana, pewaktuan dan control input/output. Perangkat-perangkat PIC menyediakan solusi biaya-rendah yang fleksibel yang sangat efektif menjembatani jurang pemisah antara computer-komputer chip-tunggal dan penggunaan chip logika diskrit dan chip timer. Sejumlah perangkat PIC dan mikrokontroler dibuat dengan menyertakan interpreter bahasa tingkat tinggi. Interpreter yang sifatnya residen tersebut memungkinkan pihak pengembang untuk mengembangkan bahasa pemrograman mereka sendiri seperti BASIC tanpa harus berurusan dengan bahasa assembler yang lebih kompleks. Fitur ini menjadikan mikrokontroler PIC sangat mudah digunakan. Mikrokontroler PIC digunakan dalam aplikasi-aplikasi yang ‘self contained’ yang melibatkan rangkaian logika, pewaktuan, dan konversi analog ke digital dan digital ke analog yang sederhana. Contoh-contoh tipikalnya adalah PIC12C508 dan PIC16C620.

PERANGKAT LOGIKA TERPROGRAM

Walaupun tidak termasuk dalam golongan perangkat mikroprosesor, perangkat logika terprogram(programmed logic device/PLD) adalah sebuah chip yang dapat diprogram yang dapat menjalankan operasi-operasi logika yang kompleks. Sebagai pelengkap, di dalam buku ini akan disertakan acuan bagi perangkat semacam ini. PLD mampu menggantikan sejumlah besar gerbang logika konvensional, sehingga meminimalkan sejumlah chip yang digunakan dan memperkecil ukuran papan rangkaian tercetak. Pemrogramannya akan relative mudah dan hanya membutuhkan penurunan fungsi-fungsi logika kompleks dengan menggunakan aljabar Boolean atau table-tabel kebenaran. Contoh tipikalnya adalah 16L8 dan 22V10

Mikroprosesor

Unit pengolahan pusat (CPU/ central processing Unit) merupakan jantung dari setiap system mikroprosesor atau mikrokomputer dan, dengan sendirinya, pengoperasiannya sangat vital bagi seluruh system. Fungsi primer dari mikroprosesor adalah mengambil, mengkode, dan mengeksekusi instruksi-instruksi yang tersimpan secara residen dalam memori. Karena itu, mikroprosesor harus mampu memindahkan data dari memori eksternal ke dalam register-register internalnya dan sebaliknya. Lebih jauh lagi, mikroprosesor harus bekerja dengan cara yang dapat diprediksi, membedakan, sebagai contoh, antara suatu operasi yang dimuat dalam sebuah instruksi dan setiap alamat operasi memori baca/tulis yang menyertainya.

Bagian-bagian utama dari sebuah CPU mikroprosesor adalah:
a.Register untuk penyimpanan sementara alamat-alamat dan data-data
b.Unit Logika Aritmetika (arithmetic and logic unit/ALU) yang melaksanakan operasi-operasi aritmatika.
c.Unit kendali (control unit/CU) suatu sarana untuk mengontrol semua proses internal, penanganan interupsi, pengendalian jalannya program dll.

Penunjuk Stack

Ketika tiba saatnya suatu tugas tertentu harus ditunda pelaksanaanynya untuk menangani hal lain, kebanyakkan mikroprosesor memanfaatkan suatu daerah pada random access memory(RAM) eksternal yang dikenal sebagai stack. Ketika program utama mengalami interupsi, mikroprosesor meletakkan untuk sementara isi dari register-register intrnalnya bersama dengan alamat dari instruksi selanjutnya dalam program utama. Ketika interrupt telah ditangani, mikroproseosr dapat kembali ke dalam program utama persis pada tempat dimana program tersebut ditinggalkan dan dengan seluruh data yang tersimpan di dalam register-registernya. Penunjuk stack adalah sebuah register yang berisikan alamat dari lokasi stack yang terakhir digunakan.

Pencacah Program

Program terdiri dari serangkaian instruksi yang dieksekusi oleh mikroprosesor. Instruksi-instruksi ini disimpan dalam random access memory(RAM) atau read-only memory(ROM) eksternal. Instruksi-instruksi harus diambil dan dieksekusi oleh mikroprosesor untuk selalu mengetahui pada posisi mana ia berada dalam program. Pencacah program secara otomatis bertambah satu nilainya ketika setiap instruksi diekskusi.

PENGOPERASIAN MIKROPROSESOR

Sebagian besar dari operasi yang dilakukan oleh mikroprosesor melibatkan pemindahan data. Tentu aja, kode-kode program (seperangkat instruksi yang tersimpan dalam ROM atau RAM) darus diambil dari memori sebelum dieksekusi. Mikroprosesor oleh karenanya melaksanakan urut-urutan pengambilan instruksi dan siklus-siklus ekekusi yang terus-menerus. Tindakan mengambil sebuah kode instruksi (atau nilai operand atau data) dari memori melibatkan suatu operasi baca sedagkan tindakan meminahkan data dari mikroprosesor ke sebuah lokasi memori melibatkan suatu operasi tulis.

Setiap siklus operasi CPU dikenal sebagai sebuah siklus mesin. Instruksi-instruksi program dapat memerlukan beberapa siklus mesin (tipikalnya antara dua hingga lima). Siklus mesin yang pertama dalam sikluus apapun merupakan suatu perintah pengambilan insruksi (kode instruksi dibaca dari emori) dan dikenal sebagai siklus M1. SIklus-siklus selnjutnya, M2, M3, dan seterusnya, bergantung pada tipr instruksi yang sedang dieksekusi.

Mikroprosesor menentukan asal data (ketika data sedang dibaca) dan tujuan data (ketika data sedang ditulis) dengan eletakkan sebuah alamat yang unik pada bus alamat. Alamat dimana data akan diletakkan (dalam sebuah operasi tulis) atau dari mana data akan diambil (dalam sebuah operasi baca) dapat merupakan bagian dari memori system. Karena bus data tersambung ke sejumlah perangkat VLSI, kemampuan chip-chip ini (mialnya ROM atau RAM) untuk mengisolasi output data dari bus manakala diperlukan adalah suatu persyarata yang sangat penting. Chip-chip ini dilengkapi dengan input select(pilih) dan enable alamat. Logika ini memastika bahwa perangkat-prangkat ROM, RAM, dan I/O tidak akan pernak secara bersamaan mencoba meletakkan data pada bus.

Input-input dari logika dekoding alamat diperoleh dari satu, atau lebih, jalur-jalur bus alamat. Dekoder alamat secara efektif membagi memori yang tersedia ke dalam blok-blok yang terkait dengan fungsi tertentu (ROM, RAM, I/O, dll). Oleh karena itu, ketika prosesor sedang membaca dan menulis RAM, misalnya, logika decoding alamat akan memastikan bahwa hanya RAM yang dipilih sedangkan ROM atau I/O tetap terisolasi dari bus data. Di dalam CPU, data disimpan dalam beberapa register. Register-register tersebut dapat dipandang sebagai suatu susunan lubang-penyimpanan (pigeon hole) sederhana yang dapat menyimpan bit-bit sebanyak lubang yang tersedia. Umumnya perangkat-perangkat ini dapat menyimpan kelompok-kelompok yang terdiri dari 16 bit atau 32 bit. Sebagai tambahan, beberapa register dapat dikonfigurasikan baik sebagai satu register sepanjang 16 bit atau dua register sepanjang 32 bit.

Beberapa register mikroprosesor dapat diakses oleh programmer sedangkan yang lainnya hanya digunakan oleh mikroprosesor itu sendiri.Register-register dapat diklasifikasikan sebagai register serbaguna atau khusus. Pada kasus yang terakhir, suatu fungsi tertentu terkait dengan register tersebut, seperti misalnya menimpan hasil ari suatu operasi atau pensinyalan hasil dari suatu perbandingan.