Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 1 dari 14

Modul II

SIMULATOR UMPS

I. Tujuan

1. Mengenal dan memahami simulator UMPS

2. Mengenal dan mampu menggunakan fitur-fitur UMPS

3. Mampu menggunakan simulator UMPS

II. Dasar Teori

Pada praktikum Modul I Pemrograman Assembly, kita telah menggunakan UMPS

(Universal Microprocessor Program Simulator) sebagai sarana untuk membuat file

.asm, yang berisi program sederhana, kemudian mengkonversikannya ke file .heksa.

Pada praktikum modul ini, kita akan mengeksplorasi lebih lanjut fitur-fitur penting

yang dimiliki UMPS.

UMPS merupakan program aplikasi yang dapat dijalankan pada sistem operasi

Windows. Program ini memiliki kemampuan untuk meng-handle pengembangan

sejumlah besar aplikasi mikrokontroler. UMPS memiliki kemampuan untuk

mensimulasikan berbagai macam CPU dengan area memori maksimum sebesar 64

Kbyte. Untuk dapat melakukan hal ini, perlu untuk me-load file CPL, yang

mendeskripsikan CPU yang digunakan , ke UMPS. File CPL ini telah dibuat dengan

file teks, yang di-compile ke dalam ekstensi CPL. Setelah loading, UMPS dapat

melakukan proses assemble, disassemble, dan execute instruksi CPU. Selain itu, dapat

pula dilakukan proses display dan modify isi register internal, isi ROM dan RAM,

disassembled program, breakpoint dan setting yang lain. Sistem ini memungkinkan

untuk mensimulasi microprocessor dan lingkungan peripheral lainnya. Untuk

melakukan ini, UMPS menghubungkan lingkungan virtual ke CPU. Lingkungan ini

dibuat dengan resource. Tiap resource ditampilkan dalam jendela khusus dan dapat

dihubungkan ke berbagai elemen microprocessor yang hendak disimulasi (RAM,

ROM, register, pin, ). UMPS dapat menampilkan memori, register, resource, dan

status dalam banyak jendela aplikasi secara bersamaan. Kemampuan koneksi UMPS

dengan peralatan virtual sangat mendukung desain aplikasi secara nyata. Hardware

Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 2 dari 14

virtual yang didukung oleh UMPS antara lain LED, 7-segment LED, square wave

generator, DAC, ADC, serial receiver/transmitter, pull-up resistor, 74LS138,

74LS373, dan masih banyak lagi.

III. Alat

1. Komputer

2. Software UMPS

IV. Prosedur Praktikum

Percobaan yang dilakukan dibagi atas beberapa bagian, yang dimulai dari proses

inisialisasi program UMPS, membuat dan mengkompilasi program, menampilkan

kode CPU, menampilkan isi memori, hingga mengeksplorasi fitur CPU registers.

Sedangkan fitur resource akan dibahas pada praktikum-praktikum selanjutnya.

IV.1 Inisialisasi Program UMPS

Untuk memulai simulasi dengan UMPS, ikuti langkah-langkah berikut :

1. Jalankan program UMPS pada komputer Anda dengan mengklik icon UMPS.

2. Langkah pertama yang harus dilakukan adalah memilih jenis CPU yang akan

digunakan dengan me-load file berekstensi CPL. Untuk itu, klik Configure >>

Load CPU >> UMPSDEMO >> CPU >> 8031.CPL. Kita memilih 8031

karena fitur-fiturnya hampir sama dengan AT89C51, yang merupakan chip

mikro yang digunakan pada praktikum-praktikum selanjutnya.

Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 3 dari 14

Gambar 1 Jendela Load CPU File

3. Selanjutnya kita perlu mengeset interval eksekusi CPU dari menu Option >>

Run Mode. Karena kristal yang digunakan pada kit praktikum modul

mainboard bernilai 11,0592 MHz, maka kita perlu mengeset nilai ini di bagian

CPU Clock Frequency (MHz). Setelah itu, tekan tombol OK. Pengesetan ini

sangat penting untuk menjamin hasil simulasi sesuai dengan kenyataan.

Demikianlah proses inisialisasi pada UMPS.

Gambar 2 Jendela Run Mode Configuration

Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 4 dari 14

[TUGAS-01]

1. Mengapa perlu dilakukan proses inisialisasi sebelum memulai pembuatan

program atau sebelum melakukan simulasi dengan UMPS ?

2. Apa maksud dari pernyataan : CPU Clock Frequency = 11,0592 MHz ?

IV.2 Proses Pembuatan, Kompilasi, dan Eksekusi Program

Berikut adalah langkah untuk memulai proses pembuatan hingga eksekusi program.

1. Setelah proses inisialisasi dilakukan, kita bisa memulai proses penulisan

program yang hendak disimulasi atau ditulis ke chip mikro. Untuk itu, klik

File >> New. Kemudian Anda akan melihat sebuah jendela baru terbuka. Pada

jendela inilah, program ditulis.

2. Salin program berikut pada jendela UMPS Anda !

Gambar 3 Jendela Utama UMPS

3. Setelah diketik, simpan program ini dengan nama contoh.asm di folder bin

atau folder yang lain. Selanjutnya kita akan melakukan proses kompilasi dan

eksekusi program.

4. Untuk melakukan proses kompilasi, klik menu Program >> Set Main. Lalu

pilih direktori tempat file contoh.asm disimpan. Isikan kotak dialog

Filename dengan file contoh.asm, yang merupakan file yang ingin dikompi-

lasi. Hal ini bertujuan agar tiap kali melakukan kompilasi untuk file yang

sama, kita tidak perlu lagi melakukan pemilihan file. Setelah itu klik OK.

Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 5 dari 14

Gambar 4 Jendela Set Main ASM File

5. Selanjutnya klik menu Program >> Compile untuk melakukan kompilasi

program. Kemudian akan muncul kotak dialog ASM Compilation Status yang

memberikan status kompilasi program. Anda bisa mencoba untuk membuat

kesalahan pada program, lalu lakukan kompilasi ulang untuk melihat

informasi yang ditampilkan pada kotak dialog ASM Compilation Status.

Gambar 5 Jendela ASM Compilation Status

6. Setelah proses kompilasi berhasil, selanjutnya kita dapat mengeksekusi

program dengan mengklik menu Program >> Run atau mengklik tombol Go

pada toolbar. Sedangkan untuk menghentikan proses eksekusi, klik Program

>> Halt atau menekan tombol Halt pada toolbar. (Catatan : setiap hendak

Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 6 dari 14

melakukan eksekusi ulang, perlu untuk menekan tombol Reset. Tombol ini

berguna untuk mengembalikan posisi Program Counter ke alamat 0000H).

Gambar 6 Tampilan Utama Saat Proses Eksekusi Dilakukan

[TUGAS-02]

1. Apa fungsi dari proses kompilasi program pada UMPS ?

2. Apa tujuan dari mereset program counter setiap sebelum melakukan eksekusi

program ?

3. Apa yang terjadi jika kita tidak melakukan proses reset dan langsung

melakukan eksekusi program ?

IV.3 Proses Menampilkan Kode CPU, Isi RAM Internal, dan ROM

Berikut adalah langkah-langkah untuk menampilkan kode CPU, isi RAM internal, dan

ROM.

1. Buka kembali file contoh.asm (jika Anda telah menutupnya) dari menu File

>> Load. Lalu pilih file contoh.asm pada direktori yang bersesuaian.

2. Klik menu View >> CPU Code, View >> Internal RAM, dan View >> ROM,

untuk menampilkan jendela CPU Code, Internal RAM, dan CPU ROM

Memory. Kemudian klik menu Window >> Tile Horizontal, untuk mengatur

posisi jendela yang dibuka secara otomatis. Terlihat bahwa RAM internal dan

ROM belum terisi, demikian halnya dengan kode CPU. (Catatan : NOP berarti

no operation, tidak ada operasi).

Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 7 dari 14

Gambar 7 Tampilan Jendela Utama, CPU Code, Internal RAM, dan ROM

3. Kemudian lakukan kompilasi dan eksekusi ulang. Amati apa yang terjadi pada

bagian CPU Code, Internal RAM, dan CPU ROM Memory !

4. Tampilan jendela CPU Code, Internal RAM, dan CPU ROM Memory

sekarang menjadi seperti berikut.

Gambar 8 Jendela CPU Code

Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 8 dari 14

Gambar 9 Jendela Internal RAM

Gambar 10 Jendela CPU ROM Memory

5. Pada jendela CPU Code, terlihat bahwa kode program yang dibuat ditulis lagi

di bagian ini, lengkap dengan alamat dan kode instruksi. Bandingkan isi pada

jendela CPU Code dengan isi pada jendela program utama ! Kemudian pada

jendela Internal RAM, informasi isi memori RAM dapat dilihat. Coba Anda

pikir mengapa isi memori RAM demikian ? Sedangkan ROM menyimpan

kode program seperti yang dapat dilihat pada jendela CPU ROM Memory.

[TUGAS-03]

4. Informasi apa saja yang dapat diketahui dari jendela CPU Code? Bagaimana

halnya dengan jendela Internal RAM dan CPU ROM Memory ?

5. Jelaskan secara singkat program yang dibuat pada file contoh.asm !

Bandingkan hasil logika pemrograman Anda dengan hasil yang tersimpan

pada RAM internal ! Beri komentar !

Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 9 dari 14

IV.4 Proses Menggunakan / Menampilkan Informasi Register CPU

Berikut adalah langkah-langkah untuk menampilkan informasi register CPU.

1. Buka kembali file contoh.asm (jika Anda telah menutupnya) dari menu File

>> Load. Lalu pilih file contoh.asm pada direktori yang bersesuaian.

2. Klik Configure >>CPU Registers, guna menampilkan jendela CPU Registers.

Klik Add untuk menambahkan kotak dialog register yang ingin dilihat isinya.

Gambar 11 Jendela Add Register

3. Karena pada program yang dibuat menggunakan dua buah register, yaitu B

dan R0, maka kita pilih kedua register ini untuk ditambahkan ke jendela CPU

Registers. Lalu klik kanan pada kotak dialog register B, pilih Hexadesimal

Base, agar hasilnya ditampilkan dalam format heksadesimal. Demikian halnya

dengan register R0.

Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 10 dari 14

Gambar 12 Jendela CPU Registers

4. Jika sudah tidak ada lagi register yang mau ditambahkan, klik menu File >>

Quit Configure atau menekan tombol Exit pada toolbar, untuk keluar dari

jendela CPU Registers. Lalu atur posisi jendela utama dan jendela CPU

Registers dengan mengklik menu Windows >> Tile Horizontal.

5. Kemudian lakukan kompilasi ulang. Setelah itu lakukan eksekusi per step

instruksi dengan mengklik menu Program >> Trace Into atau cukup dengan

menekan tombol pada toolbar. Klik tombol ini berulang-ulang sambil

mengamati perubahan isi register B dan R0. Penekanan tombol Trace Into

dilakukan hingga eksekusi program selesai, yaitu pada saat isi register B = 0H.

Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 11 dari 14

Gambar 13 Tampilan Saat Proses Eksekusi Per Step Dilakukan

[TUGAS-04]

1. Apa fungsi dari fitur CPU Registers pada UMPS ?

2. Apa perbedaan utama fungsi RUN dan STEP INTO ?

V. Hasil Praktikum

[TUGAS-01]

1. .....................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

2. .....................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

Modul II Praktikum Sistem Mikrokontroler

Simulator UMPS

Teknik Elektro UIN SGD Bandung Hal 12 dari 14

[TUGAS-02]

3. .....................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

4. .....................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

5. .....................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

[TUGAS-03]

6. .....................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

7. .....................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

[TUGAS-04]

8. .....................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

9. .....................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

~ Selamat Berlatih ~