MODUL PEMBELAJARAN

KATA PENGANTARAlhamdulillah, puji sykur kami panjatkan kepada Allah SWT, bahwa atas hidayah dan karunia NYA kami dapat menyelesaikan modul pembelajaran ini. Modul ini kami beri judul Mengenal Mikroprosesor Zilog Z80 CPU adalah merupakan bagian ke-1 dari 12 buah modul yang kami rencanakan untuk mendapatkan bahan pembelajaran yang lengkap pada kompetensi Menginstalasi Peralatan Kontrol Proses Berbasis Peralatan Elektronika khususnya pada materi Alat Kontrol proses berbasis mikroprosesor. Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada semua pihak yang telah mendukung dan membantu kami dalam menyelesaikan modul ini baik secara langsung maupun secara tidak langsung. Terakhir kami berharap dengan selesainya modul ini dapat memberi manfaat baik kepada kami secara pribadi, terutama pada anak-anak kami, siswa-siswi Program Keahlian Teknik Elektronika Industri SMK Panca Bhakti Banjarnegara semoga dengan terbitnya modul ini dapat menambah semangat belajar sehingga dapat meningkatkan pengetahuan dan keterampilannya, khususnya di bidang pengetahuan dan keterampilan mikroprosesor.

PENGENALAN MIKROPROSESOR

ZILOG Z80 CPUDISAMPAIKAN PADA TINGKAT 2 SEMESTER 3 BIDANG KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA INDUSTRI

Disusun oleh : ASEP YOGASWARA, S.PD. STAF PENGAJAR TEKNIK ELEKTRONIKA INDUSTRI SMK PANCA BHAKTI BANJARNEGARA Dicetak terbatas untuk kalangan sendiri Sebagai media pembelajaran Mata Diklat Mikroprosesor DILARANG MENGGANDAKAN ULANG !!!

Banjarnegara, Juli 2006 Penulis

BIDANG KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA INDUSTRI

SMK PANCA BHAKTI BANJARNEGARA 2006/2007Halaman : ii

DAFTAR ISIA. HALAMAN JUDUL ................................................................................................. KATA PENGANTAR ................................................................................................. DAFTAR ISI ................................................................................................. I. MENGENAL MIKROPROSESOR A. B. C. D. II. RANGKAIAN DISKRIT DAN RANGKAIAN BERBASIS MIKROPROSESOR....... PENGGUNAAN MIKROPROSESOR ............................................................. BAGAIMANA MIKROKOMPUTER MENGENDALIKAN SEBUAH MESIN ?........ PERTANYAAN DAN TUGAS ....................................................................... 1 1 2 3 i ii iii

I. MENGENAL MIKROPROSESORRANGKAIAN DISKRIT DAN RANGKAIAN BERBASIS MIKROPROSESOR Mikroprosesor adalah sebuah keping (Chip) Rangkaian Terpadu (Integrated Circuit/IC) yang digunakan sebagai otak utama dari sebuah komputer dan dan berfungsi sebagai pemroses data dari komputer. Sebelum mikroprosesor ditemukan, sebuah rangkaian elektronika terdiri dari susunan sejumlah komponen elektronika yang disusun sedemikian rupa sehingga membetuk fungsi kerja tertentu. Rangkaian ini sering disebut dengan rangkaian diskrit. Pada rangkaian Diskrit, cara kerja rangkaian sepenuhnya ditentukan oleh jenis komponen yang digunakan dan bagaimana susunan/sambungan antar komponen tersebut. Hal ini menyebabkan jika diperlukan penambahan atau pengembangan fungsi pada sebuah rangkaian diskrit maka rangkaian tersebut perlu diubah seluruhnya atau sebagian sesuai dengan penambahan atau pengembangan fungsi rangkaian tersebut. Sejak ditemukannya mikroprosesor pada tahun 1971, maka berkembanglah rangkaian elektronika yang menggunakan mikroprosesor sebagai komponen utamanya. Rangkaian ini sering disebut dengan mikrokomputer. Ciri khas dari rangkaian mikrokomputer adalah terdiri dari 2 bagian utama yaitu Hardware (perangkat keras) dan Software (Perangkat Lunak). Pada rangkaian mikrokomputer, susunan dan komponen sebuah rangkaian mikrokomputer relatif sama dengan rangkaian mikrokomputer lainnya. Hal ini disebabkan bahwa cara kerja dari sebuah mikrokomputer tidak ditentukan oleh bentuk rangkaiannya tapi sangat ditentukan oleh bentuk pemrogramannya (Softwarenya). Hal ini menyebabkan jika diperlukan penambahan atau pengembangan fungsi pada rangkaian mikrokomputer tidak perlu mengubah rangkaiannya tapi cukup mengubah pemrogramannya. B. PENGGUNAAN MIKROPROSESOR Mikroprosesor digunakan sebagai komponen utama dari sebuh komputer dan bertugas memproses dan mengolah data didalam komputer tersebut. Berdasarkan penggunaannya Komputer dikembangkan menjadi 2 jenis yaitu : 1. Personal Komputer (PC) Personal komputer adalah komputer yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan misalnya pengetikan, pengolahan dan penyimpanan data (Database), pengolahan Gambar dan sebagainya. Mikrokomputer Mikrokomputer adalah sebuah komputer yang dikembangkan untuk satu keperluan atau fungsi tertentu misalnya mikrokomputer untuk pencatat penjualan BBM di SPBU, Game Station dan mikrokomputer yang digunakan untuk pengendalian mesin-mesin produksi di Industri.Halaman : 1

MIKROPROSESOR ZILOG Z80 CPU A. B. LATAR BELAKANG MIKROPROSESOR ZILOG Z80 CPU............................... ARSITEKTUR MIKROPROSESOR Z80 CPU.................................................. 1. BENTUK DAN UKURAN FISIK............................................................. 2. DIAGRAM BLOK DAN BAGIAN-BAGIAN MIKROPROSESOR Z80 CPU.... 3. SUSUNAN DAN FUNGSI PIN PADA MIKROPROSESOR Z80 CPU.......... SIKLUS OPERASI DASAR MIKROPROSESOR Z80 CPU................................ 1. Membaca / Menerima Data dari Memori............................................ 2. Menulis / Mengirim Data ke Memori................................................... 3. Membaca / Menerima Data dari PIO.................................................. 4. Menulis / Mengirim Data ke PIO........................................................ SUSUNAN DAN FUNGSI REGISTER MIKROPROSESOR Z80 CPU................. 1. Susunan Register Mikroprosesor Z80 CPU.......................................... 2. Fungsi Masing-Masing Register Mikroprosesor Z80 CPU..................... PERTANYAAN DAN TUGAS ....................................................................... 4 4 5 5 7 13 13 13 14 14 15 15 16 20

C.

D.

E.

2.

Halaman : iii

Untuk selanjutnya, pembahasan mikroprosesor akan diarahkan pada aplikasi mikrokomputer untuk pengendalian mesin-mesin produksi di Industri. C. BAGAIMANA MIKROKOMPUTER MENGENDALIKAN SEBUAH MESIN ? Untuk dapat mengendalikan sebuah mesin, mikrokomputer harus diberi program yang sesuai dengan prinsip kerja dari mesin yang akan dikendalikan dan diberi perangkat Input Output agar mikrokomputer dapat berhubungan dengan mesin yang akan dikendalikan. Bagian input mikrokomputer dihubungkan dengan sensorsensor yang dipasang pada mesin dan sesuai dengan kondisi mesin. Sedangkan bagian output mikrokomputer dihubungkan dengan penggerak dari mesin (biasanya berupa motor listrik) sehingga proses beroperasinya mesin akan ditentukan oleh pemrosesan mikrokomputer. Pada saat dioperasikan, mikrokomputer akan memantau sensor-sensor yang dipasang pada bagian inputnya. Setiap perubahan kondisi pada sensor akan diproses oleh mikrokomputer selanjutnya berdasarkan hasil pemrosesan data dari sensor tersebut, mikrokomputer akan memberikan tindakan pada penggerak mesin untuk beroperasi atau untuk berhenti. Contoh : Sebuah mikrokomputer digunakan untuk pelayanan penjualan BBM pada sebuah SPBU. Bagian input dari mikrokomputer dihubungkan dengan sensor-sensor berupa tombol-tombol tekan yang digunakan oleh pelayan SPBU untuk mengetikan jumlah BBM yang akan dikeluarkan. Sensor pengukuran jumlah BBM yang dikeluarkan. Bagian output dari mikrokomputer dihubungkan dengan : Mesin pompa yang digunakan untuk memompa BBM dari tempat penyimpanan ke tangki kendaraan pembeli BBM. Monitor berupa LED Sevent Segment yang akan menampilkan jumlah BBM yang dikeluarkan. Cara kerja dari pemrograman mikrokomputer adalah sebagai berikut : Mikrokomputer akan terus-menerus memantau sensor-sensornya. Jika tidak ada tombol yang ditekan, maka mikrokomputer akan mematikan pompa BBM sehingga tidak ada BBM yang dikeluarkan. Jika tombol angka pengeluaran BBM ditekan, maka mikrokomputer akan menjalankan pompa BBM sehingga BBM dikeluarkan, selanjutnya mikrokomputer akan memantau sensor pengukur pengeluaran BBM dan membandingkannya dengan angka pengeluaran BBM yang diterimanya, jika nilai sensor pengukur pengeluaran BBM lebih kecil dari angka penekanan tombol, maka pompa tetap dijalankan. Jika angka sensor pengukuran pengeluaran BBM sama dengan angka penekanan tombol maka mikrokomputer akan menghentikan pompa pengeluaran BBM.Halaman : 2

D.

PERTANYAAN DAN TUGAS Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini untuk mengetahui tingkat pemahaman anda atas uraian materi diatas. Jika anda sudah merasa mampu untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, anda dapat segera uji sub kompetensi kepada guru pembimbing anda. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Jelaskan fungsi mikrokomputer ! dari sebuah mikroprosesor pada sebuah system

Jelaskan apakah yang dimaksud dengan rangkaian diskrit dan rangkaian mikrokomputer ! Menurut anda, lebih berat manakah pekerjaan pengembangan rangkaian diskrit dengan pekerjaan pengembangan rangkaian mikrokomputer ? Jelaskan apakah perbedaan antara Personal Komputer dan mikrokomputer ! Sebutkan dan jelaskan 2 bagian utama dari sebuah system mikrokomputer ! Peralatan tambahan apakah yang diperlukan jika sebuah mikrokomputer akan digunakan sebagai alat kontrol suatu mesin ? jelaskan ke bagian manakah sensor-sensor sebuah mesin dihubungkan dengan mikrokomputer ? Sebutkan minimal 5 buah sensor yang anda ketahui ! Sebutkan jenis penggerak mesin produksi yang pada saat ini banyak digunakan sebagai penggerak mesin produksi di industri. Menurut anda, dapatkan bagian output dari mikrokomputer langsung dihubungkan dengan peralatan penggerak mesin produksi ? jelaksan jawaban anda baik dapat ataupun tidak !

Halaman : 3

II. MIKROPROSESOR ZILOG Z80 CPUA. LATAR BELAKANG MIKROPROSESOR ZILOG Z80 CPU Chip mikroprosesor pertama dikembangkan oleh perusahaan Intel Corp. diberi nama mikroprosesor seri 8008. Mikroprosesor generasi pertama ini masih sangat sederhana baik dari segi teknik pembuatannya maupun dari segi kemampuannya. Mikroprosesor generasi pertama ini kemudian dikembangkan menjadi mikro prosesor generasi kedua dengan nama 8084. Pada generasi kedua ini terdapat peningkatan kemampuan namun masih bekerja pada tingkat pengiriman data sebesar 4 bit, sehingga cara kerjanya masih sangat lamban. Untuk meningkatkan kecepatan mikroprosesor 8084 ini kemudian dikembangkan mikroprosesor generasi ketiga yang diberi nama mikroprosesor 8080. Mikroprosesor generasi ketiga ini telah lebih meningkat kemampuannya karena dilengkapi dengan transmisi data 8 bit dan instruksi yang lebih lengkap. Karena orientasi bisnisnya, maka Intel Corp kemudian mengembangkan Mikroprosesornya untuk menjadi mikroprosesor Personal Computer, sehinga kemudian kita kenal mikroprosesor-mikroprosesor 80286, 80386, 80486, Pentium1, Pentium 2 dan seterusnya hingga yang terkahir saat ini adalah Mikroprosesor untuk Personal Komputer dengan nama Intel Pentium 4. Peluang ini ditangkap oleh Zilog Inc. yang kemudian mengambil alih pengembangan mikroprosesor 8080 dan kemudian diberi nama dengan mikroprosesor Zilog Z80 CPU dengan tujuan penggunaan untuk mikrokomputer. Hasil pengembangan zilog Inc ini tidak sia-sia karena pada saat ini mikrprosesor Zilog Z80 CPU adalah mikroprosesor untuk mikrokomputer yang paling terkenal dan paling banyak digunakan baik untuk peralatan industri maupun untuk peralatan militer, karena memiliki kelebihan-kelebihan sebagai berikut : Harganya relatif lebih murah Memiliki 157 buah instruksi, dimana dengan 157 buah instruksi ini dirasa lebih dari cukup untuk memprogram mikroprosesor Z80 agar dapat mengendalikan berbagai peralatan industri maupun militer. Mempunyai kecepatan yang cukup tinggi sebagai pengendali peralatan yaitu antara 2 MHz samai dengan 20 MHz. Mampu mengakses dan mengoptimalkan ruang memori dengan sangat efesien, sehingga menjamin proses pengendalian lebih cepat dan akurat. Rangkaiannya cukup sederhana dan tidak memerlukan komponen tambahan terlalu banyak.

Halaman : 4

B.

ARSITEKTUR MIKROPROSESOR Z80 CPU 1. Bentuk Dan Ukuran Fisik Dilihat dari bentuk dan ukuran fisiknya, mikroprosesor Zilog Z80 CPU berukuran lebar 13 mm, panjang 52 mm dan tebal 4 mm. Mikroprosesor ini memiliki 40 buah pin/kaki yang terbagi pada kedua sisi memanjangnya yaitu masing masing sisi terdiri dari 20 kaki. Bentuk IC seperti ini disebut DIL (Dual In Line). Jarak antar kaki yang bersebelahan adalah 2,5 mm. sedangkan jarak antar kaki dari satau sisi ke kaki pada sisi lainnya adalah 16 mm. Diagram Blok Dan Bagian- Bagian Mikroprosesor Z80 CPU Diagram blok mikroprosesor Z80 CPU adalah sebagai berikut :

2.

Gambar 1. Diagram Blok Mikroprosesor Z80 CPU Bagian-bagian dari Mikroprosesor Z80 CPU adalah sebagai berikut : a. Power Consumption Power consumption (Konsumsi Daya) adalah bagian CPU yang digunakan untuk mendapatkan energi dari sebuah catu daya (Sumber tegangan) agar dapat bekerja sebagaimana mestinya. Catu daya yang dibutuhkan oleh mikroprosesor Z80 CPU adalah sebuah sumber tegangan tunggal dengan tegangan keluaran sebesar 5 Volt. Adress Bus Adress Bus adalah bagian dari mikroprosesor yang berfungsi sebagai penyeleksi jenis-jenis peralatan yang akan diakses (dibaca atau ditulis) oleh mikroprosesor. Setiap peralatan yang akan dihubungkan dengan mikroprosesor baik itu memori maupun peralatan Input Output (PIO) harus diberi pengenal berupa angka heksa desimal.

b.

Halaman : 5

Angka ini kemudian sering disebut Adress (alamat). Jika mikroprosesor akan mengakses sebuah peralatan maka mikroprosesor akan mengirimkan nomor adress dari peralatan yang dimaksud melalui bagian adress Bus nya.SYSTEM C O N T R O L

3.

Susunan Dan Fungsi Pin Pada Mikroprosesor Z80 CPU

Halaman : 6

Bentuk dan susunan Pin mikroprosesor Z80 CPU adalah sebagai berikut :M 1 2 7 9 0 1 2 AD R ESS BU S / JALU R ALAM AT 1 M R E Q 2 I O R Q 2 R D 2 W R R BU S C PU C O N T R O L C O N T R O L H W F A A S L H T I T 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 A A A A A A A A A A A A A A A A 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 A A A A A C L D D D D + 5 D D ATA BU S / JALU R D AT A D D D I N N H M I O R R A M E 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 O 4 3 5 6 V 2 7 0 1 T I L T Q Q 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 C 1 2 3 4 5 K 6 7 8 9 0 2 3 4 5 6 7 8 9 0 o l1 t 1 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 A A A A A A A A A A A G R M R B W B W R D U R 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 n F 1 E U A S S S I T A C K E R T Q d S H 0

c.

Data Bus Data bus adalah bagian dari mikroprosesor yang berfungsi sebagi tempat bertukarnya data antara mikroprosesor dengan peralatan lain baik itu memori maupun PIO. Arithmatic Logic Unit (ALU) Arithmatic Logic Unit (ALU) adalah bagian dari mikroprosesor yang bertugas sebagai pelaksana proses perhitungan matematika dan logika. Perhitungan matematika yang dapat dilaksanakan secara langsung oleh mikroprosesor adalah penjumlahan (Addition), Pengurangan (Subtraction), Perkalian (Multifier) dan pembagian (Divition). Sedangkan operasi logika yang dapat dlaksanakan oleh ALU antara lain operasi AND, OR, NOT, SHIFT (Pergeseran Bit) dan ROTARY (perputaran Bit). CPU Register CPU Register sebenarnya adalah sebuah ruang memori internal yang berada didalam mikroprosesor namun memiliki kemampuan khusus sesuai jenis dan fungsi dari masing-masing register. Mikroprosesor Z80 memiliki 14 buah register yang terbagi menjadi 2 kelompok register yaitu General Purpose Register (Register penggunaan Umum) terdiri dari register B, C, D, E, H, L dan Special Purpose Register (Register Penggunaan Umum) terdiri dari register A, F, I, R, IX, IY, SP, PC. Instruksion Register Instruksion Register adalah register yang berfungsi sebagai penampung perintah yang akan dilaksanakan oleh mikroprosesor. Ketika mikroprosesor menerima sebuah perintah, maka perintah ini akan ditampung pada instruksi register untuk diterjemahkan dan dipahami maksud dari perintah itu oleh mikroprosesor. Setelah perintah tersebut dipahami maksudnya maka baru mikroprosesor akan mengeksekusi atau menjalankan perintah tersebut. CPU And System Control CPU And System Control adalah bagian dari mikroprosesor yang bertugas mengendalikan setiap operasi atau tindakan yang dilakukan oleh mikroprosesor seperti pengaturan proses pembacaan dan penulisan data baik ke memori maupun ke PIO, Menerima dan mengeksekusi Interupsi dan sebagainya.

2 8 1 8 2 4

d.

1 6 I N T 1 7 N M I R E S E 2 6 T

0 1 2 3 4 5

2 5 B U S R Q 2 3 B U S A C K 6 K 1 1 o lt d 2 9

C ATU D AYA

C +

L 5 G

O V n

C

e.

1 4 1 5 1 2 8 7 9 1 0 1 3

D D D D D D D D

0 1 2 3 4 5 6 7

G

a m

b a r

A

G

a m

b a r

B

Gambar 2. Bentuk dan susunan pin mikroprosesor Z80 CPU Gambar A. Susunan kaki mikroprosesor dikelompokkan berdasarkan fungsinya Gambar B. Susunan kaki mikroprosesor berdasarkan urutan nomor kakinya Fungsi masing-masing pin mikroprosesor Z80 CPU adalah sebagai berikut : a. Adress Bus (A0 15) Pin A0 sampai dengan pin A15 (16 buah pin) disebut dengan Adress bus (Jalur alamat). Pin ini merupakan pin Output, dalam kondisi normal pin-pin ini dalam keadaan impedansi tinggi (High Impedance) dan pada saat aktif maka pin-pin ini akan berubah kondisi menjadi kondisi tinggi (logika 1) dan kondisi rendah (logika 0). Adress Bus berfungsi sebagai penyeleksi / pemilih jenis peralatan yang akan diakses oleh mikroprosesor. Pada saat mikroprosesor akan mengakses sebuah peralatan, maka kondisi pin A0 sampai dengan pin A15 berubah menjadi logika 0 atau logika 1. Kondisi logika dari pin A0 sampai dengan pin A15 jika disusun dari kanan ke kiri akan membentuk sebuah bilangan biner atau heksadesimal yang menunjukkan jenis peralatan atau lokasi peralatan yang akan diakses oleh mikroprosesor. Contoh :

f.

g.

Jika mikroprosesor akan membaca memori pada lokasi 18CAH (18CA bilangan heksadesimal) maka kondisi pin A0 sampai dengan pin A15 akan berubah kondisi menjadi sebagai berikut :N K o a n m d aA 1 nA5 1 A4 1 A 3 1 A2 1 A1 1 A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 0 p i 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 i s i 0 P 0i n 0

Halaman : 7

Contoh :

Halaman : 8

Pada saat mikroprosesor akan mengirim / menulis data 7DH pada sebuah lokasi memori, maka mikroprosesor akan mengubah pin D0 D7 menjadi output dengan kondisi logika pin D0 D7 sebagai berikut:N K o a n m d aDp i7 D 6 D 5 D n 1 i s i0 P 1i n 1 4 D 1 3 D 1 2 D 0 1 D 1 0

B H e

I N k s a

E d

R e

s i m

0 0 0 1 1a l

1 0 8

0 0

1 1 C

0 0

1 0 A

1 0B H e I N k s a E d R e

Gambar 3. Kondisi logika pin A0 A15 pada saat mengakses memori pada lokasi 18CAH Adress bus terdiri dari 16 buah pin sering disebut dengan 16 Bit Yang dapat digunakan untuk mengakses memori atau PIO, namun ada perbedaan penggunaan adress bus pada saat mengakses memori dan pada saat mengakses PIO. Pada saat mengakses memori maka seluruh pin pada adress bus dapat digunakan sebagai adress memori, sehingga lokasi memori yang dapat diakses secara langsung oleh mikrorposesor Z80 adalah mulai lokasi 0000H sampai dengan lokasi FFFFH. Jumlah total lokasi memori yang dapat diakses adalah 65536 Lokasi memori. Pada saat mengakses PIO, pin-pin adress bus yang dapat digunakan sebagai adress PIO hanya pin A0 sampai dengan Pin A7, sehingga lokasi PIO yang dapat diakses adalah mulai dari lokasi 00H sampai dengan lokasi FFH. Jumlah total Alamat PIO yang dapat diakses adalah 256 lokasi PIO. b. Data Bus / Jalur Data (D0 D7) Pin D0 D7 disebut sebagai Data Bus (Jalur Data) berfungsi sebagai jalur pertukaran data antara mikroprosesor dengan memori atau PIO. Karena jumlah data bus terdiri dari 8 buah pin maka data bus ini disebut dengan 8 Bit data bus. Pin D0-D7 adalah pin-pin yang dapat bersifat sebagai pin input atupun sebagai pin Output tergantung pada jenis operasi yang sedang dilaksanakan oleh mikroprosesor. Pada saat mikroprosesor sedang melaksanakan perintah menulis/mengirim data, maka pin D0 D7 bersifat sebagai pin output sedangkan pada saat mikroprosesor sedang melaksanakan perintah membaca atau menerima data maka pin D0 D7 bersifat sebagai pin input. Dalam kondisi normal D0 D7 dalam kondisi High Impedance, namun pada saat aktif pin D0 D7 akan berubah menjadi kombinasi logika 0 dan logika 1 yang jika disusun mulai dari D0 D7 dari kanan ke kiri, logika-logika D0 D7 ini akan membentuk angka heksa desimal sebagai data yang sedang diakses oleh mikroprosesor. d.

s i m

0 1 1 1 7 a l

1 1 0 1 D

Gambar 4. Kondisi Data bus saat mikroprosesor mengirim data 7DH c. MREQ (Memory Request) Pin MREQ bersifat sebagai pin output. Dalam kondisi normal pin ini berlogika 1. Pada saat aktif, mikroprosesor akan mengubah logika pin MREQ menjadi berlogika 0. Pin MREQ digunakan oleh mikroprosesor sebagai tanda bahwa mikroprosesor akan mengakses memori, sehingga Adress bus dan Data Bus hanya boleh digunakan oleh mikroprosesor dan memori pada lokasi yang ditunjukan oleh adress bus. IORQ (Input Output Request) Pin IORQ bersifat sebagai pin output. Dalam kondisi normal pin ini berlogika 1. Pada saat aktif, mikroprosesor akan mengubah logika pin IORQ menjadi berlogika 0. Pin IORQ digunakan oleh mikroprosesor sebagai tanda bahwa mikroprosesor akan mengakses peralatan IO, sehingga Adress bus dan Data Bus hanya boleh digunakan oleh mikroprosesor dan PIO pada lokasi yang ditunjukan oleh adress bus. e. RD (Read / Membaca / Menerima) Pin RD bersifat sebagai pin output. Dalam kondisi normal pin ini berlogika 1. Pada saat aktif, mikroprosesor akan mengubah logika pin RD menjadi berlogika 0. Pin RD digunakan oleh mikroprosesor sebagai tanda bahwa mikroprosesor akan membaca/ menerima data dari sebuah lokasi memori atau sebuah lokasi PIO. f. WR (Write / Menulis / Mengirim) Pin WR bersifat sebagai pin output. Dalam kondisi normal pin ini berlogika 1. Pada saat aktif, mikroprosesor akan mengubah logika pin WR menjadi berlogika 0.

Pin WR digunakan oleh mikroprosesor sebagai tanda bahwa mikroprosesor akan Menulis/mengirim data kepada sebuah lokasi memori atau sebuah lokasi PIO. g.

Halaman : 9

Halaman : 10

j.

Mikroprosesor mengalami kekacauan kerja karena berbagai sebab, misalnya menjalankan perintah yang salah. Karena berbagai alasan Penggunanya memerlukan kondisi mikroprosesor kembali bekerja dari awal.

Pin +5 Volt dan Pin GND Pin +5 Volt dan Pin GND digunakan untuk menghubungkan mikroprosesor dengan sebuah catu daya tegangan tunggal dengan tegangan keluaran 5 Volt. Pin +5 Volt dihubungkan dengan kutub positif (+) catu daya sedangan pin GND dihubungkan dengan negatif ( ) catu daya. Nilai tegangan keluaran dari catu daya harus sebesar 5 Volt dengan toleransi sebesar 10% atau bernilai antara 4,5 Volt 5,5 Volt). Jika tegangan catu daya kurang dari 4,5 Volt maka mikroprosesor tidak dapat bekerja secara optimal, sedangkan jika tegangan catu daya lebih dari 5,5 Volt maka mikroprosesor akan menjadi panas yang dapat berakibat mikroprosesor menjadi rusak.

Wait (Menunggu) Pin Wait bersifat sebagai pin input. Dalam kondisi normal pin ini harus diberi logika 1. Jika pin Wait diberi logika 0, maka mikroprosesor akan menghentikan seluruh kegiatannya dan akan berada dalam kondisi diam, menunggu sampai pin wait kembali berlogika 1. Setelah pin Wait kembali berlogika 1 maka mikroprosesor akan melanjutkan kegiatannya dimulai dari saat dia berhenti untuk menunggu. Halt/Berhenti Pin Halt bersifat sebagai pin output. Dalam Kondisi normal pin Halt Berlogika 0. Pada saat aktif pin Halt berlogika 1. Jika pin Halt menjadi aktif (Berlogika 1) ini menandakan bahwa mikroprosesor telah melaksanakan instruksi / perintah Halt yang mengakibatkan mikroprosesor menjadi berhenti bekerja. Untuk mengakhiri kondisi Halt mikroprosesor memerlukan sinyal NMI (Non Maskable Interupsi) atau sinyal Reset. Pada Personal komputer kondisi Halt ini sering disebut kondisi Shut Down yang biasanya dijalankan untuk menhentikan kerja komputer.

k.

h.

Clock Pin Clock bersifat sebagai pin input. Pin ini harus dihubungkan dengan sebuah pembangkit gelombang kotak dengan frekwensi yang disesuaikan dengan frekwensi kerja mikroprosesor. Clock berfungsi sebagai pengatur irama kerja dari mikroprosesor. Clock pada sebuah mikrokomputer dapat dianalogikan dengan detak jantung pada manusia. Jika denyut jantung berhenti maka manusia akan mati, jika denyut jantung lambat maka manusia akan loyo, dan jika denyut jantung terlalu tinggi maka manusia akan mengalami hypertensi bahkan stroke yang dapat menimbulkan kelumpuhan bahkan kematian. Demikian halnya pada sistem mikrokomputer, jika clocknya berhenti, maka berhenti juga kerja mikrokomputer, jika clock lambat, maka lambat pula kerja mikrokomputer, dan jika clock terlalu tinggi maka mikrokomputer akan sering mengalami hang atau kekacauan kerja yang pada akhirnya dapat mempercepat kerusakan mikroprosesor.

l.

i.

Reset Pin Reset bersifat sebagai pin input. Dalam kondisi normal, pin ini harus berlogika 1. Jika pin Reset diberi logika 0 maka mikroprosesor akan berada dalam kondisi reset. Pada kondisi reset, mikroprosesor dipaksa untuk bekerja kembali dari awal seperti ketika pertama kali mikroprosesor mendapat catu daya atau ketika pertama kali mikroprosesor dihidupkan. Biasanya kondisi reset diperlukan pada saat :

Refresh Pin Refresh bersifat sebagai pin Output. Dalam kondisi normal, pin ini berlogika 1. Pada saat aktif pin refresh akan menjadi berlogika 0. Pin Refresh digunakan untuk melakukan proses refreshing (penyegaran ingatan) pada sistem mikrokomputer yang menggunakan memori RAM Dynamic, sedang pada mikrokomputer yang menggunakan memori RAM Static, pin Refresh dibiarkan terbuka (NC = Not Conection) atau tidak digunakan. Jika Pin Refresh aktif bersama-sama dengan pin MREQ, kondisi ini menandakan bahwa mikroprosesor sedang menjalankan instruksiinstruksi yang diperlukan guna melaksanakan refreshing pada memori RAM nya. M1 (Machine One Cycle) Pin M1 adalah pin yang bersifat sebagai output. Dalam kondisi normal pin ini berlogika 1 sedangkan pada saat aktif pin M1 berlogika 0. Jika pin M1 menjadi aktif bersama-sama dengan pin MREQ, kondisi ini menandakan bahwa pada saat tersebut, mikroprosesor sedang membaca memori untuk mengambil data instruksi / perintah yang akan dilaksanakan.

m.

Jika pin M1 aktif bersama-sama IORQ ini menandakan bahwa mikroprosesor telah menerima satu sinyal interupsi dan siap menjalankan instruksi-instruksi penanganan interupsi yang baru diterimanya tadi. n.

Halaman : 11

INT (Interupsi/Penyelaan) Pin INT adalah pin yang bersifat input. Dalam kondisi normal, pin ini harus diberi logika 1. Pin INT biasanya dihubungkan dengan peralatan PIO yang dalam kondisi tertentu perlu segera mendapat penanganan. Jika Pin INT menjadi aktif (Berlogika 0), ini berarti sebuah peralatan meminta untuk segera dilayani. Dalam kondisi ini mikroprosesor akan segera meninggalkan segala kegiatannya untu menjalankan perintahperintah penanganan interupsi. Setelah seluruh perintah penanganan interupsi selesai dilaksanakan maka mikroprosesor akan kembali melanjutkan pekerjaanya dimulai dari saat mikroprosesor meninggalkan pekerjaannya tadi. Sinyal INT dapat dihalangi atau diabaikan jika sebelum datangnya sinyal INT mikroprosesor melaksanakan perintah DI (Disable Interupsi) sedangkan untuk mengembalikan kondisi mikroprosesor untuk siap kembali menerima interupsi, maka mikroprosesor perlu melaksanakan perintah EI (Enable Interupsi) C.

Jika pin BusRQ menjadi berlogika 0, hal ini berarti bahwa mikroprosesor telah menerima sinyal BusRQ. Kondisi ini menandakan bahwa mikroprosesor lain atau peralatan lain akan menggunakan Adress bus dan data bus, sehingga mikroprosesor diminta untuk sementara waktu tidak menggunakan Adress Bus dan Data Busnya. q.

Halaman : 12

BusAck (Bus Acknowledge) Pin BusAck adalah pin yang bersifat output, dalam kondisi normal pin ini berlogika 1. Pin BusAck digunakan pada mikrokomputermikrokomputer yang menggunakan 2 atau lebih mikroprosesor. Pada mikrokomputer yang menggunakan 1 buah mikroprosesor, pin ini tidak digunakan dan biasanya dibiarkan terbuka (NC=Not Conection). Pin Busack biasanya digunakan oleh mikroprosesor untuk menjawab sinyal Busreq sebagai tanda bahwa mikroprosesor telah mengosongkan databus dan adress bus sehingga mikroprosesor lain atau peralatan lainnya dapat segera menggunakan Data Bus dan adress bus tersebut.

SIKLUS OPERASI DASAR MIKROPROSESOR Z80 CPU 1. Membaca / Menerima Data dari Memori Untuk membaca data dari memori, mikroprosesor melaksanakan langkahlangkah sebagai berikut : Mikroprosesor mengubah kondisi logika adress bus (A0 A15) dengan kombinasi logika 0 dan logika 1 sehingga membentuk angka lokasi memori yang akan dibaca/diambil datanya. Mikroprosesor mengubah kondisi D0 D7 menjadi bersifat input. Mikroprosesor mengaktifkan pin RD dan MREQ dengan mengubahnya menjadi berlogika 0. Lokasi memori yang dituju akan menunggu selama 1 perioda clock kemudian mengirimkan datanya kedalam data bus. Pada perioda clock berikutnya, mikroprosesor akan menon aktifkan pin RD dan MREQ kembali berlogika 1. Pada saat transisi dari logika 0 menjadi logika 1 pada pin RD dan MREQ maka data memori yang tadi terdapat pada Data Bus akan berpindah kedalam mikroprosesor. Mikroprosesor mengubah kondisi D0 D7 menjadi impedansi tinggi. Mikroprosesor mengubah kondisi A0 A15 menjadi impedansi tinggi. Menulis / Mengirim Data ke Memori Untuk Menulis data ke suatu lokasi memori, mikroprosesor melaksanakan langkah-langkah sebagai berikut : Mikroprosesor mengubah kondisi logika adress bus (A0 A15) dengan kombinasi logika 0 dan logika 1 sehingga membentuk angka lokasi memori yang akan ditulis/dikirim data. Mikroprosesor mengubah kondisi D0 D7 menjadi bersifat output.

o.

NMI (Non Maskable Interupsi) Pin NMI adalah pin yang bersifat input. Dalam kondisi normal, pin ini harus diberi logika 1. Pin ini mempunyai fungsi yang sama dengan fungsi pin INT perbedaannya adalah sinyal interupsi yag diterima pin NMI tidak dapat dihalangi dan harus segera dilaksanakan. Pada saat mikroprosesor menerima sinyal NMI maka mikroprosesor akan segera meninggalkan pekerjaannya untuk mengeksekusi perintah-perintah yang terdapat pada lokasi memori 0066H. Setelah perintah-perintah pada lokasi memori 0066H tersebut selesai dilaksanakan maka mikroprosesor akan kembali melanjutkan pekerjaan yang tadi ditinggalkannya.

p.

BusRQ (Bus Request) Pin BusRQ adalah pin yang bersifat input, dalam kondisi normal harus diberi logika 1. Pin BusRQ digunakan pada mikrokomputermikrokomputer yang menggunakan 2 atau lebih mikroprosesor. Pada mikrokomputer yang menggunakan 1 buah mikroprosesor, pin ini tidak digunakan dan biasanya dihubungkan langsung dengan + catu daya untuk menjaga agar pin ini tetap dalam kondisi normal (berlogika1).

2.

Halaman : 13

3.

Mikroprosesor mengaktifkan MREQ dengan mengubahnya menjadi berlogika 0. Data yang akan dikirim/ditulis disimpan dalam data bus Pada perioda clock berikutnya, mikroprosesor akan mengaktifkan pin WR dengan mengubahnya menjadi berlogika 0 selama satu perioda clock. Pada saat transisi dari logika 0 menjadi logika 1 pada pin WR maka data mikroprosesor yang tadi terdapat pada Data Bus akan berpindah kedalam lokasi memori yang dituju. Mikroprosesor mengembalikan pin MREQ pada kondisi normalnya. Mikroprosesor mengubah kondisi D0 D7 menjadi impedansi tinggi. Mikroprosesor mengubah kondisi A0 A15 menjadi impedansi tinggi.

Halaman : 14

D.

Pada perioda clock berikutnya, mikroprosesor akan mengaktifkan pin WR dengan mengubahnya menjadi berlogika 0 selama satu perioda clock. Pada saat transisi dari logika 0 menjadi logika 1 pada pin WR maka data mikroprosesor yang tadi terdapat pada Data Bus akan berpindah kedalam lokasi PIO yang dituju. Mikroprosesor mengembalikan pin IORQ pada kondisi normalnya. Mikroprosesor mengubah kondisi D0 D7 menjadi impedansi tinggi. Mikroprosesor mengubah kondisi A0 A15 menjadi impedansi tinggi.

SUSUNAN DAN FUNGSI REGISTER MIKROPROSESOR Z80 CPU 1. Susunan Register Mikroprosesor Z80 CPU Seperti telah diuraikan diatas, yang disebut sebagai register adalah memory internal yang terdapat didalam mikroprosesor yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara dan dilengkapi dengan kemampuan khusus sesuai dengan fungsi dari masing-masing register tersebut. Mikroprosesor Z80 CPU memiliki 2 kelompok register yaitu : a. Kelompok Register utama (Main Register Set) Kelompok register utama terdiri dari 2 kelompok register yaitu : 1) Register Penggunaan Umum (General Purpose Register) Register penggunaan umum terdiri dari register 6 buah register 8 bit yaitu register B, C, D, E, H dan L. Keernam register ini dapat dipasang-pasangkan sehingga membentuk 3 buah register 16 bit yaitu pasangan register BC, DE dan HL. Register Penggunaan Khusus (Special Purpose Register) Register penggunaan khusus terdiri dari : 4 buah register 8 bit yaitu register A (Accumulator Register), register F (Flag Register), Register I (Interupt Register) dan Register R (Refresh Register) 2 buah register 16 bit register berindeks YAITU Register IX dan register IY 2 buah register 16 bit register operasi yaitu register SP (Stack Pointer Register) dan register PC (Program counter register)

Membaca / Menerima Data dari PIO Untuk membaca data dari suatu PIO, mikroprosesor melaksanakan langkahlangkah sebagai berikut : Mikroprosesor mengubah kondisi logika adress bus (A0 A7) dengan kombinasi logika 0 dan logika 1 sehingga membentuk angka lokasi PIO yang akan dibaca/diambil datanya. Mikroprosesor mengubah kondisi D0 D7 menjadi bersifat input. Mikroprosesor mengaktifkan pin RD dan IORQ dengan mengubahnya menjadi berlogika 0. Lokasi PIO yang dituju akan menunggu selama 1 perioda clock kemudian mengirimkan datanya kedalam data bus. Pada perioda clock berikutnya, mikroprosesor akan menon aktifkan pin RD dan IORQ kembali berlogika 1. Pada saat transisi dari logika 0 menjadi logika 1 pada pin RD dan IORQ maka data PIO yang tadi terdapat pada Data Bus akan berpindah kedalam mikroprosesor. Mikroprosesor mengubah kondisi D0 D7 menjadi impedansi tinggi. Mikroprosesor mengubah kondisi A0 A15 menjadi impedansi tinggi. Menulis / Mengirim Data ke PIO Untuk Menulis data ke suatu lokasi PIO, mikroprosesor melaksanakan langkah-langkah sebagai berikut : Mikroprosesor mengubah kondisi logika adress bus (A0 A7) dengan kombinasi logika 0 dan logika 1 sehingga membentuk angka lokasi PIO yang akan ditulis/dikirim data. Mikroprosesor mengubah kondisi D0 D7 menjadi bersifat output. Mikroprosesor mengaktifkan IORQ dengan mengubahnya menjadi berlogika 0. Data yang akan dikirim/ditulis disimpan dalam data bus

2)

4.

b.

Kelompok Register Alternatif (Alternate Register Set) Kelompok register alternatif adalah merupakan duplikat dari beberapa register utama sehingga mempunyai fungsi yang sama dengan

kelompok register utama namun dalam aplikasinya kedua kelompok register ini tidak boleh digunakan pada saat yang bersamaan.Halaman : 15

Jika register penggunaan umum dioperasikan secara berpasangan membentuk regiater 16 bit, maka register 16 bit ini dapat difungsikan sebagai : 1) 2) Tempat penyimpanan data 16 bitHalaman : 16

Kelompok register alternatif terdiri dari register A, register F, register B, register C, register D, register E, register H, register L Susunan dari seluruh register yang dimiliki oleh mikroprossor Zilog Z80 CPU dapat digambarkan dalam bentuk diagram sebagai berikut :K e l o m p o k R e g K i s e t l eo r m U p t oa k m R a e g i s t e r A ( M a i n R e g i s t e ( r A S l t ee t r ) n a t e R e g i s t e r l t e r n a S e t ) t i f

Register HL mempunyai fungsi khusus sebagai pencatat alamat lokasi memori yang isinya akan diolah. Jika isi memori yang alamatnya dicatat oleh register HL akan dioperasikan dengan ALU maka operasinya tidak perlu menggunakan register A sebagai Accumulator. Register BC dan DE mempunyai fungsi khusus sebagai tempat pencatat hitungan program yang melakukan proses pengulangan (Looping). Register BC dan DE juga dapat difungsikan sebagai pencatat lokasi memori yang isinya akan diolah, namun jika isi memori yang alamatnya dicatat oleh register BC atau DE akan dioperasikan terhdap ALU prosesnya tidak dapat dilakukan secara langsung tetapi harus melalui register A sebagai accumulator. Antara isi register HL dan isi register dapat dioperasikan dengan ALU secara langsung untuk membentuk operasi Arithmatic atau logika data 16 bit. Dalam kondisi ini yang bertindak sebagai accumulator adalah register HL. Indeks Register Mikroprosesor Z80 mempunyai 2 buah register berindek yaitu register IX dan register IY. Kedua register berindeks ini mempunyai fungsi sebagai pencatat lokasi awal memori yang akan difungsikan sebagai pengalamatan berindeks atau pengalamatan tak langsung. Kondisi ini sangat berguna untuk proses penulisan atau pembacaan data pada suatu lokasi memori yang berupa tabel. Register SP (Stack Pointer Register) Yang dimaksud dengan Stack adalah sekelompok lokasi memori yang dialokasikan untuk penyimpanan data dengan metode penyimpanan bertumpuk. Data yang dapat disimpan dengan cara ini adalah data 16 bit. Penyimpanan data kedalam stack dilakukan dengan perintah PUSH dan pengambilan data dari stack dilakukan dengan perintah POP.

3)

( A

A c c u m B D H

F u (l a F t l oa r g ) s ( ) A C E L I ( I n t e r I n I n S P r

A c c B D H

' ' ' '

u m

F ' u l( a F t l oa r g ) s ) C ' E ' L '

S R G R

p e c i a l P u r p o s e e g is t e r e n e r a l P u r p o s e e g is t e r

4)

u p d e d e t a o g

R t ( MV ee cm t oo r r ) y R e k s R e g i s t e r SI k s R e g i s t e r RI c k P o i n t e r S P r a m C o u n t e r

f r e s h ) Xp e c i a l P u r p o s e Ye g i s t e r P C

5)

Gambar 5. Diagram susunan register pada mikroprosesor Z80 CPU 2. Fungsi Masing- Masing Register Mikroprosesor Z80 CPU a. Register Penggunaan Umum (General Purpose Register) Register penggunaan khusus terdiri dari 6 buah register 8 bit yaitu register B, C, D, E, H dan L. Keenam register ini dapat dipasangpasangkan dalam pasangan tetap untuk membentuk 3 buah register 16 bit yaitu pasangan register BC, DE dan HL. Jika register penggunaan umum ini dioperasikan sebagai register 8 bit maka register-register ini dapat berfungsi sebagai : 1) Penampung data 8 bit 2) Isi sebuah register 8 bit dapat dikutipkan (disalin atau dicopy) kedalam isi register 8 bit yang lain. 3) Isi register 8 bit dapat dioperasikan dalam operasi arithmatik atau logika terhadap isi register A. 4) Register B mempunyai fungsi khusus sebagai penghitung (Counter) loop (putaran) dari suatu program yang melakukan operasi pengulangan (Looping)

b.

Register Penggunaan Khusus (Special Purpose Register) 1)

2)

Proses penyimpanan data dalam stack dikenal dengan istilah LIFO (Last In First Out) yaitu data yang terakhir kali disimpan dalam stack adalah data yang harus pertama kali diambil. Data yang tersimpan dalam Stack berada pada lokasi memori paling bawah (lokasi memori tertinggi).Halaman : 17

mengirim sinyal interupsi menunjukkan lokasi program penanganan interupsi yang diminta peralatan penginterupsi. 5) Register R (Dynamic Refresh Register) Register R berfungsi menangani proses refreshing data pada memori type dinamic.Halaman : 18

Data akan berkembang ke lokasi memori diatasnya (lokasi memori yang lebih kecil) setiap kali terjadi penambahan data kedalam stack dan data akan menurun ke lokasi memori dibawahnya (lokasi memori yang lebih tinggi) setiap kali terjadi pengambilan data dari stack. Karena jumlah data dan lokasi data dalam stack selalu berubahubah sesuai dengan penambahan dan pengurangan data dari stack maka diperlukan suatu pencatat lokasi stack agar tidak terjadi kesalahan pengambilan data. Fungsi dari Register SP ini adalah mencatat lokasi stack terakhir. Isi dari register SP secara otomatis akan berkurang 2 jika terjadi penambahan data kedalam stack, sebaliknya isi register SP akan secara otomatis bertambah 2 jika dilakukan pengambilan data dari stack. 3) Register PC (Program Counter Register) Register PC bertugas mencatat lokasi memori yang berisi datadata pemrograman yang akan dibaca dan dieksekusi (dilaksanakan) oleh mikroprosesor. Pada saat dihidupkan, secara otomatis PC akan berisi nilai 0000H. Hal ini berarti mikroprosesor akan membaca data instruksi/perintah dari lokasi memori 0000H dan melaksanakannya. Setiap kali mikroprosesor melaksanakan sebuah instruksi maka secara otomatis isi PC akan bertambah dengan jumlah byte instruksi yang dilaksanakannya. Jika mikroprosesor melaksanakan perintah loncatan maka secara otomatis isi register PC berubah menjadi alamat lokasi loncatan tersebut. 4) Register I (Interupt Vektor Register) Register I berfungsi sebagai pencatat vektor (alamat) interupsi. Register ini digunakan jika mikroprosesor beroperasi pada mode interupsi ke-2. Pada interupsi mode 2, jika sebuah peralatan luar mengirim sinyal interupsi pada mikroprosesor, maka 8 bibit alamat interupsi diambil dari isi register I sedangan 8 bit alamat terendahnya diambil dari peralatan yang mnegirim sinyal interupsi. Gabungan data dari isi register I dan peralatan yang 6)

Jika sebuah system mikrokomputer menggunakan RAM type dynamic, maka isi data dari RAM tersebut harus direfresh secara berkala untuk menjaga agar data yang disimpannya tetap stabil. Jika proses refresh tidak dilakukan maka data yang disimpan dalam memori dynamic dapat berubah atau hilang. Register A (Accumulator Register) Register A berfungsi sebagai accumulator (penampung) bagi operasi-operasi yang dilaksanakan oleh ALU seperti operasi penjumlahan (Addition), pengurangan (Subtraction), perkalian (multifier), pembagian (Division), Penggeseran bit (Shift) dan perputaran Bit (Rotary). Karena sifatnya sebagai accumulator bagi ALU maka setiap data yang akan dioperasikan dengan ALU harus disimpan di register A, kemudian hasil operasi dari ALU juga akan disimpan pada regsiter A. Register A juga dapat berfungsi sebagai tempat menyimpan data sementara dari sebuah data 8 bit. Register A juga berfungsi sebagai tempat transit data yang akan dikirim ke perlatan luar (PIO). 7) Register F (Flags Register) Register (Flags Register) adalah register yang berfungsi sebagai pembantu memberi tanda status (status indikator) dari hasil operasi yang dilaksanakan oleh Arithmatic Logic Unit (ALU). Register F merupakan register 8 bit, namun register ini mempunyai keistimewaan karena setiap bitnya dapat beroprasi secara mandiri tanpa mempengaruh kondisi bit-bit yang lainnya. Setiap bit dalam register F diberi nama sesuai dengan fungsi khsusus dari masing-masing bit tersebut. Gambar diagram register F dan nama-nama masing-masing bit pada register ditunjukkan pada gambar dan tabel berikut ini.

B S

i t

7B Z

i t

6B X

i t

5B H

i t

4B X

i t

3B P

i t / V

2B N

i t

1B C

i t

0

5.C a r r A d d P a r i T a k H a l f T a k Z e r o S i g n y / S t y d C d l a g u b t r / O v e i g u n a r r y i g u n F l a g F l a g F

c r f l a k F l a k

a

t F l a g o w F l a a n a g a n

g

6. 7. 8. 9. 10. 11.

Gambar 6. Diagram Flag registerHalaman : 19

Jelaskan tujuan perusahaan Zilog Inc mengembangkan mikroprosesor 8080 yang kemudian diberi nama Z80 CPU ! Sebutkan 6 kelompok kaki / pin mikroprosesor Z80 ! Jelaskan spesifikasi catu daya yang dibutuhkan oleh mikroprosesor Z80 ! Jelaskan fungsi dari ALU dan sebutkan pula 5 buah operasi yang dapat dilaksanakan oleh ALU ! Jelaskan fungsi dari instruction register ! Jelaskan fungsi bagian CPU and System Control ! Jelaskan bagaimana mikroprosesor dapat membedakan peralatan-peralatan yang terhubung dengannya !Halaman : 20

BIT NAMA C 0 Carry Flag 1 N Add/Subtract P/V Parity/Overflow x H Half Carry flag x Z Zerro Flag

2 3 4 5 6

7

S Sign Flag

NILAI STATUS 0 Operasi ALU tidak menghasilkan carry 1 Operasi ALU menghaslkan carry Operasi yang dilaksanakan ALU adalah 0 merupakan operasi penjumlahan (ADD) Operasi yang dilaksanakan ALU bukan 1 merupakan operasi penjumlahan (ADD) 0 Operasi ALU tak menyebabkan over flow 1 Operasi ALU menyebakan overflow Tak digunakan Penjumlahan dan pengurangan tidak 0 menyebabkan carry di bit 4 register A Penjumlahan dan pengurangan 1 menyebabkan carry di bit 4 register A Tak digunakan Operasi ALU tidak menyebabkan isi 0 register A menjadi = 0 Operasi ALU menyebabkan isi register A menjadi = 0 Bit ke-7 register A bernilai 0 setelah 0 operasi ALU dilaksanakan Bit ke-7 register A bernilai 1 setelah 1 operasi ALU dilaksanakan

12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30.

E.

PERTANYAAN DAN TUGAS 1. Termasuk mikroprosesor generasi ke berapakah mikroprosesor Z80 CPU ? 2. Sebutkan kelebihan-kelebihan mikroprosesor Z80 CPU dibandingkan dengan mikroprosesor-mikroprosesor generasi sebelumnya ! 3. Jelaskan apakah yang dimaksud dengan transfer data 8 bit ! 4. Jelaskan apakah yang dimaksud dengan kemasan IC DIL

Sebutkan 5 pin mikroprosesor Z80 CPU yang termasuk kelompok pin System Control ! Sebutkan 5 pin mikroprosesor Z80 CPU yang termasuk kelompok pin CPU Control ! Jelaskan fungsi dari pin RD dan pin WR ! Jelaskan fungsi dari pin IORQ dan pin MREQ ! Sebutkan secara detail bagaimanakah kondisi logika A0 A15 (Adress bus) dan kondisi logika D0 D7 (Data Bus) pada saat mikroprosesor hendak mengirim data 6BH ke lokasi memori 1A2EH ! Sebutkan pin-pin yang digunakan oleh mikroprosesor pada saat akan mengirim data ke memori ! Sebutkan pin-pin yang digunakan oleh mikroprosesor pada saat akan membaca data dari PIO ! Jelaskan apakah yang dimaksud dengan interupsi ! Jelaskan perbedaan antara INT dan NMI ! Jenis memori apakah yang memerlukan proses Refresh ! dan jelaskan apakah akibatnya jika memori tersebut tidak di refresh ! Jelaskan apakah yang terjadi pada mikroprosesor jika mendapatkan sinyal reset ! Apakah yang dimaksud dengan HALT ? dan sinyal apakah yang dapat membebaskan mikroprosesor dari kondisi HALT ! Jelaskan bagaimanakah tindakan mikroprosesor pada saat menerima sinyal WAIT ? dan kapankah kondisi Wait pada mikroprosesor selesai ? Jelaskan fungsi Clock pada mikroprosesor ! Jelaskan apakah yang dimaksud dengan register pada mikroprosesor ? Sebutkan 8 buah register 8 bit yang termasuk Alternate Register Set ! Sebutkan 6 buah register 8 bit yang termasuk general purpose register, dan bagaimanakah bentuk pasangannya jika 6 buah register 8 bit tersebut akan dipasangkan menjadi 3 buah register 16 bit ? Sebutkan fungsi khusus yang dimiliki oleh register A, B, dan HL Jelaskan fungsi register F (Flags register) !

31.

Jelaskan kondisi flag akibat ALU menjalankan perhitungan-perhitungan Arithmatic dan Logic berikut ini : a. FAH + 6 b. F0H AND 03H c. 09H + 07H d. 7FH + 01H e. 05H 06H

Halaman : 21