Interface Ppi 8255

35
Menghubungkan 8031/51 dengan 8255 February 28th, 2011 Musbikhin BAB 15 Sasaran Setelah anda menamatkan bab ini , diharapkan anda dapat : Memaparkan alasan bahwa LCD dapat menggantikan peran LED secara luas Menjelaskan fungsi-fungsi pin-pin LCD yang umum Memaparkan kode-kode perintah untuk memprogram LCD Menghubungkan LCD dengan 8051 Memprogram LCD dengan mengirim Data atau Command padanya dari 8051 Menghubungkan Chip ADC pada 8051 Menghubungkan sensor suhu pada 8051 Menjelaskan proses pencuplikan data menggunakan chip ADC Menjelaskan fungsi pin-pin pada chip ADC yang umum Menjelaskan fungsi dari IC sensor suhu presisi Menjelaskan kondisi sinyal dan pengaruhnya pada pencuplikan data Seperti yang sudah didemontrasikan pada bab 14 dalam hal menghubungkan 8031/51 ke memory eksternal, 2 port, yakni P0 dan P2, digunakan untuk tugas ini. Dan di bab ini kita ditunjukkan bagaimana mengembangkan port I/O pada 8031/51 dengan menghubungkan chip 8255 Di bagian pertama cara mengubungkan 8031/51 dengan 8255 ditunjukkan, sedang di bagian ke dua, memprogram 8255 sebagai port I/O sederhana untuk menghubungkan peralatan lain semacam LCD, Motor Stepper, dan ADC. Sedang di bagian ke tiga dijelaskan lebih lanjut tentang beberapa mode I/O pada 8255 , termasuk kemampuan jabat-tangannya (hand-shaking). SubBAB 15.1: PROGRAMMING THE 8255 Dalam bagian ini kita akan belajar tentang chip 8255, salah satu dari yang paling sering digunakan sebagai chip I/O. Pertama kita akan

description

proteus

Transcript of Interface Ppi 8255

Menghubungkan 8031/51 dengan 8255

INCLUDEPICTURE "http://www.musbikhin.com/wp-content/themes/MyProject/images/date.png" \* MERGEFORMATINET

February 28th, 2011 Musbikhin

BAB 15SasaranSetelah anda menamatkan bab ini , diharapkan anda dapat : Memaparkan alasan bahwa LCD dapat menggantikan peran LED secara luas Menjelaskan fungsi-fungsi pin-pin LCD yang umum Memaparkan kode-kode perintah untuk memprogram LCD

Menghubungkan LCD dengan 8051 Memprogram LCD dengan mengirim Data atau Command padanya dari 8051 Menghubungkan Chip ADC pada 8051

Menghubungkan sensor suhu pada 8051 Menjelaskan proses pencuplikan data menggunakan chip ADC Menjelaskan fungsi pin-pin pada chip ADC yang umum Menjelaskan fungsi dari IC sensor suhu presisi Menjelaskan kondisi sinyal dan pengaruhnya pada pencuplikan dataSeperti yang sudah didemontrasikan pada bab 14 dalam hal menghubungkan 8031/51 ke memory eksternal, 2 port, yakni P0 dan P2, digunakan untuk tugas ini. Dan di bab ini kita ditunjukkan bagaimana mengembangkan port I/O pada 8031/51 dengan menghubungkan chip 8255 Di bagian pertama cara mengubungkan 8031/51 dengan 8255 ditunjukkan, sedang di bagian ke dua, memprogram 8255 sebagai port I/O sederhana untuk menghubungkan peralatan lain semacam LCD, Motor Stepper, dan ADC. Sedang di bagian ke tiga dijelaskan lebih lanjut tentang beberapa mode I/O pada 8255 , termasuk kemampuan jabat-tangannya (hand-shaking).

SubBAB 15.1: PROGRAMMING THE 8255Dalam bagian ini kita akan belajar tentang chip 8255, salah satu dari yang paling sering digunakan sebagai chip I/O. Pertama kita akan menggali kemampuan dari chip 8255 ini dan kemudian memperlihatkan cara menghubungan antara 8031/51 dengan chip 8255.Kemampuan 8255Chip 40-pin 8255 ini (lihat gambar 15-1), adalah memiliki 3 buah port yang dapat diakses secara mandiri. Masing-masing port memiliki 8-bit yang kemudian port itu disebut dengan port A, B, dan C. Port-port ini dapat diprogram secara mandiri untuk digunakan sebagai input maupun sebagai output, yang dapat diubah-ubah secara dinamis. Disampig itu port 8255 memiliki kemampuan jabat-tangan, sehingga memenuhi idaman jika dihubungkan dengan peralatan yang juga memiliki kemampuan jabat-tangan, misalnya seperti printer. Kemampuan jabat-tangan pada 8255 akan dibahas pada bagian akhir dalam bab ini.

gambar 15-1: Chip 8255PA0-PA7 Port A memiliki 8-bit yang dapat diprogram semuanya menjadi input, atau digunakan sebagai output, ataupun digunakan sebagai input/output 2 arah (bidirectional).PB0-PB7 Port B memiliki 8-bit yang dapat diprogram semuanya menjadi input, atau digunakan sebagai output. Namun port ini bukan bidirectional, alias tidak bisa 2 arah seperti Port A.PC0-PC7 Port C memiliki 8-bit yang dapat diprogram semuanya menjadi input, atau digunakan sebagai output, dan hebatnya lagi dapat dibagi menjadi 2. Yakni PCU (PC4-PC7) dan PCL (PC0-PC3). Ke dua bagian inipun dapat diprogram terpisah menjadi input maupun sebagai output. Selebihnya lagi masing-masing bit dalam port C ini dapat diprogram tersendiri / terpisah. RD dan WR2 pin ini adalah input bagi 8255, yang merupakan aktif rendah. Sinyal RD dan WR milik 8051/31 harus dihubungkan dengan sinyal yang sama milik 8255 ini.

Gambar 15-2: Diagram Blok 8255Table 15-1: Seleksi Port untuk 8255CS A1 A0 Seleksi/Pilihan Port0 0 0 Port A0 0 1 Port B0 1 0 Port C0 1 1 Register Control1 x x 8255 tidak dipilihPin-pin Data D0-D7

pin-pin data ini merupakan tempat lalu lintas data dari dan ke 8255. Dan umumnya terhubung dengan pin-pin data milik 8051/31.

RESET

Ini adalah sinyal aktif tinggi bagi 8255, yang digunakan untuk meng-clear semua isi dari register-register 8255. Pin ini harusnya tidak boleh tidak dihubungkan. Dan untuk operasi normal, pin ini harusnya terhbung pada GND.

A0, A1, dan CS

Jika CS (Chip Select) digunakan agar CPU dapat meng-akses 8255, maka A0 dan A1 digunakan untuk memilih register yang mana yang sedang diakses. Dari 3 pin inilah CPU akan menentukan untuk memilih salah satu dari register-register port A, B, C, dan register control seperti pada tabel 15-1. Catatan bahwa CS adalah aktif rendah.

Pemilihan Mode pada 8255

Saat port A, B, dan C hendak digunakan sebagai input ataupun sebagai output data, maka register control harus diprogram untuk dapat memilih/menentukan port yang mana yang hendak digunakan. Port-port 8255 dapat diprogram seperti di bawah ini. - Mode 0, adalah mode I/O sederhana. Dalam mode ini, masing-masing port A, B, CL dan CU dapat diprogram masing-masing sebagai input maupun sebagai output. Dalam mode ini, semua bit-bit pada masig-masing port adalah sebagai output ataupun sebagai input. Atau dengan kata lain, tidak ada operasi untuk pengaturan bit tunggal, seperti yang biasa kita temui saat menggunakan port P0-P3 milik 8051. Mengingat umumnya aplikasi menggunakan 8255 dala mode I/O sederhana, maka kita akan berkonsentrasi pada mode ini.

- Mode 1. Dalam mode ini, Port A dan B dapat digunakan sebagai input dan output dengan kemampuan jabat-tangan. Sinyal-sinyal jabat-tangan ditempatkan pada port C. Untuk lebih jelas tentang mode ini akan dibicarakan pada bagian ke 3 dari bab ini. - Mode 2. Dalam mode ini, port A digunakan sebagai port I/O (bidirectional) dengan kemampuan jabat-tangan yang kesemua sinyalnya diberikan kepada port C. Sedang port B digunakan sebagai port I/O standar atau digunakan dalam mode jabat-tangan (mode 1). Mode ini tidak akan dibahas lebih lanjut dalam buku ini. - BSR (Bit Set/Reset). Dalam mode ini, bit-bit dalam port C dapat diakses dan dikendalikan secara bit tunggal. Untuk mode ini akan dijelaskan pada bagian ke tiga dalam bab ini.

Gambar 15-3 : format Control Word 98255 (Mode I/O)

Simple I/O programming

Intel menyebut mode 0 ini sebagai basic input/output mode (mode input/output dasar). Umumnya digunakan sebagai port I/O sederhana. Dalam mode ini, masing-masing port A, B, dan C dapat diprogram sebagai input ataupun sebagai output. namun harap diingat, masing-masing port tersebut tidak dapat digunakan sebagai input dan sebagai output dalam waktu yang sama.Contoh 15-1

Cari Control Word bagi 8255 untuk konfigurasi berikut ini.(a) Semua port A, B dan C adalah sebagai port output (mode 0)(b) PA = in, PB = Out, PCL = out, dan PCH = outJawaban:

Dari gambar 15-3 kita dapatkan :(a) 1000 0000 = 80h (b) 1001 0000 = 90h

Menghubungkan 8031/51 pada 8255

Chip ini diprogram untuk berada pada salah satu dari 4 mode yang mungkin digunakan oleh 8255 dengan cara mengirimkan byte (Intel menyebut byte ini sebagai Control Word) kepada register control 8255. Kita harus mencari alamat port yang kita tentukan sebelumnya untuk masing-masing port A, B, C, dan register control. Hal ini biasa disebut dengan mapping port I/O.

Kemudian kita dapatmelihat pada gambar 15-4, 8255 terhubung pada 8031/51 seperti dia terhubung dengan memory RAM. Perhatikan penggunaan sinyal RD dan WR. Metode menghubungkan chip I/O dengan cara seperti ini adalah disebut dengan memory mapped I/O. Hal ini kerena I/O diakses berdasarkan space memory. Dengan kata lain, kita menggunakan space memory untuk mengakses peralatan I/O. Untuk alasan ini kita menggunakan instruksi yang sama, yakni MOVX untuk mengakses 8255. Dalam bab 14 kita menggunakan instruksi MOVX untuk mengakses RAM dan ROM. Untuk 8255 yang terhubung dengan 8031/51 kita juga harus menggunakan isntruksi yang sama MOVX untuk berhubungan dengannya. Hal ini ditunjukkan pada contoh 15-2.

Contoh 15-2

Untuk gambar 15-4,(a) Cari alamat port I/O yang dirancang untu Port A, B, C, dan register kontrol.(b) Programlah 8255 untuk Port A, B dan C sebagai port output.(c) Tulis program untuk mengirimkan 55h dan AAh pada semua secara terus menerus.Jawaban:

(a) alamat dasar dari 8255 adalah sebagai berikut :

(b) Control Byte (Word) untuk semua port sebagai output adalah 80h seperti contoh 15-1(c) MOV A,#80h ;Control Word (Ports output) MOV DPTR,#40003h ;load control reg port addr MOVX @DPTR,A ;issue control word MOV A,#55h ;A=55hAGAIN: MOV DPTR,#4000h ;PA address MOVX @DPTR,A ;toggle PA bits INC DPTR ;PB address MOVX @DPTR,A ;toggle PB bits INC DPTR ;PC address MOVX @DPTR,A ;toggle PC bits CPL A ;toggle bits in reg A ACALL DEKLAY ;wait; SJMP AGAIN ;continue

Gambar 15-4 : koneksi 8051 dengan 8255 untuk contoh 15-2Contoh 15-3

Lihat gambar 15-5.(a) Cari alamat port I/O yang dipasangkan bagi Port A, B, C, dan register control.(b) Cari kontrol byte untuk PA = in, PB = out, PC = out.(c) Tulis program untuk mendapat data dari PA dan kirim balik ke port B dan C.Jawaban:

(a) Dengan menganggap semua bit yang tidak digunakan adalah 0z, maka dasar (base) dari port alamat untuk 8255 adalah 1000h.Sehingga kita memiliki : 1000h PA 1001h PB 1002h PC 1003h Register Control(b) kontrol word untuk 8255 itu adalah 10010000 (90h)(c) MOV A,#90h ;PA=in, PB=out, PC=out MOV DPTR,#1003h ;load control reg port addr MOVX @DPTR,A ;issue control word MOV DPTR,#1000h ;PA address MOVX A,@DPTR ;Get data from PA INC DPTR ;PB address MOVX @DPTR,A ;Send the data to PB INC DPTR ;PC address MOVX @DPTR,A ;Send the data to PB

gambar 15-5 : koneksi 8051 dengan 8255 untuk contoh 15-3untuk memprogram seperti dalam contoh 15-3. Dapat direkomendasikan bahwa kita menggunakan direktive EQU untuk port yang dialamatkan sebagaimana berikut ini.APORT EQU 1000hBPORT EQU 1001hCPORT EQU 1002hCNTPORT EQU 1003h MOV A,#90H ;(PA=IN, PB=OUT, PC=OUT) MOV DPTR,#CNTPORT ;load cntr reg port adddr MOVX @DPTR,A ;issue ontrol word MOV DPTR,#APRT ;alamat PA MOVX A,@DPTR ;ambil data dari PA INC DPTR ;alamat PB MOVX @DPTR,A ;Kirim data kembali ke PB INC A ;alamat PC MOVX @DPTR,A ;Kirim lagi untuk PCatau, lihat berikut ini, juga mengunakan EQUCONTBYT EQU 90h ;(PA=IN, PB=OUT, PC=OUT) BAS8255P EQU 1000h ;dasar alamat untuk chip 8255 MOV A,#CONTRBYT MOV DPTR,MAS8255P+3 ;isikan dengan alamat Port C MOV @DPTR,A ;isikan dengan Word Control MOV DPTR,@BAS8255P ;Alamat PA Catatan: bahwa kedua contoh 15-2 dn 15-3 di atas, kita masih menggunakan register DPTR, mengingat alamat dasar yang diberikan pada 8255 adalah data alamat 16-bit. Jika ternyata lebar data alamat adalah 8-bit saja maka kita dapat menggunakan isntruksi MOVX A,@R0 dan MOVX @R0,A di mana R0 (atau R1) memegang lebar data alamat 8-bit dari port alamat. Lihat contoh 15-4 perhatikan contoh 15-4 bahwa kita menggunakan logika sederhana untuk mendekodekan alamat untuk 8255. Untuk menggunakan beberapa 8255 dalam system kita, maka kita dapat menggunakan chip 47LS138, seperti yang ditunjukkan pada contoh 15-5Address AliasesDalam contoh 15-4 dan 15-5 kita mendekodekan bit-bit alamat A0-A7, yang mana contoh 15-2 dan 15-2 kita dekodekan hanya sebagaian alamat tertinggi, yakni A8-A15. Pada pendekodean alamat sebagian seperti ini kemduian disebut dengan Addresses Aliases. Atau dengan kata lain, bahwa port secara fisik sama, namun memliki alamat yang berbeda, dan, port yang sama ini kemudian dipanggil dengan nama yang berbeda. Seperti dalam contoh 15-2 dan 15-3 kita akan mengubah semua xs dari variasi dan kombinasi 1s dan 0s pada alamat yang berbeda, walaupun mereka diberikan melalui port yang sama. Dalam referensi dokumentasi hardware anda, pastikan bahwa semua addresses aliases dicatat dengan baik, sehingga user dapat mengetahui bagian mana dari port yang masih bisa digunakan atau tidak, untuk alat lainnya.

Contoh 15-4

Lihat gambar 15-6.(a) Cari alamat port I/O yang dipasangkan bagi Port A, B, C, dan register control.(b) Cari kontrol byte untuk PA = out, PB = in, PCL = in, PCU = out.(c) Tulis program untuk mendapat data dari PB dan kirim balik ke port A, dan di samping itu ambil data dari PCL kemudian kirim kembali ke datanya ke PCU.Jawaban:

(a) Alamat Port seharusnya adalah : CS A1 A0 Alamat Port 0010 00 0 0 20h PA 0010 00 0 1 21h PB 0010 00 1 0 22h PC 0010 00 1 1 23h Register Control(b) kontrol word untuk 8255 itu adalah 10000011 (83h)(c) CONTRBYT EQU 83h ;PA=in, PB=out, PCL=in, PCU=outAPORT EQU 20hBPORT EQU 21hCPORT EQU 22hCNTPORT EQU 23h MOV A,#CONTRBYT ;PA=in, PB=out, PCL=in, PCU=out MOV R0,#20h ;load control reg port addr MOVX @R0,A ;issue control word MOV R0,#BPORT ;PB address MOVX A,@R0 ;Get data from PB DEC R0 ;PA address MOVX @R0,A ;Send the data to PA ; MOV R0,#CPORT ;PC address MOVX A,@R0 ;Read PCL ANL A,#0Fh ;Mask Upper Nibble SWAP A ;Swap between nibble MOVX @R0,A ;Send the data to PCH

gambar 15-6 : hubungan 8051 dengan 8255 untuk contoh 15-4

Contoh 15-5

Cari base address (alamat dasar) untuk 8255 seperti pada gambar 15-7Jawaban:

G1 G2B G2A C B A alamat A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 0 0 0 1 0 0 0 88h

System 8031 dengan 8255Dalam system yang berbasis 8031 di mana dia akan selalu menggunakan memory ROM eksternal karena memang chip ini tidak dilengkapi dengan ROM internal. Maka penggunaan 8255 untuk system seperti ini akan sangat menguntungkan. Hal ini karena faktanya, bahwa untuk menghubngkan 8031 dengan ROM eksternal, kita harus kehilangan P0 dan P2 dan beberapa bit P3. Dan praktis hanya tersisa P1. Sehingga dengan menghubungkan 8255, ini adalah cara yang sangat baik untuk mendapatkan kembali jumlah port yang telah hilang tadi. Hal ini seperti yang digambarkan pada gambar 15-8.

gambar 15-7 : pendekodean 8255 menggunakan 47LS138

Gambar 15-8 : hubungan 8051 untuk ROM program eksternal dan 8255

SubBAB 15.2: MENGHUBUNGKAN THE 8255 Di bab 12 secara mendetil dijelaskan cara menghubungkan peralatan dunia nyata seperti LCD, sensor-sensor, dan ADC. Dalam bagian ini kita akan ditunjukkan bagaimana menghubungkan 8255 dengan LCD, sensor-sensor dan ADC, kemudian bagaimana memprogramnya dengan menggunakan instruksi-instruksi 8051.

Menghubungkan Motor Stepper pada 8255

Bab 12 secara lengkap mengupas cara mengbungkan motor stepper pada 8051. Di sini kita akan membahas cara menghubungkan motor stepper pada 8255, dan memprogramnya. Lihat gambar 15-9.

MOV A,#80h ;control word for PA=out MOV R1,#CRPORT ;control reg port address MOVX @R1,A ; mengatur PA-out MOV R1,#APORT ;load PA address MOV A,#66h ;A=66h, stepper motor sequenceAGAIN : MOVX @R1,A ;issue motor sequence to PA RR A ;rotate sequence to PA ACALL DELAY ;wit SJMP AGAIN

gambar 15-9 : hubungan 8255 dengan motor stepper

Menghubungkan LCD dengan 8255Program 15-1 menunjukkan bagaimana untuk memberikan perintah dan data kepada LCD yang terhubung dengan 8255. Lihat gambar 15-10. Dalam program 15-1 tersebut kita harus memberikan tundaan yang panjang sebelum memberikan informasi (Command atau Data) kepada LCD. Cara yang lebih baik adalah menguji sinyal Busy dari LCD. Hal ini seperti yang didiskusikan pada bab 12. Program 15-2 adalah ulangan dari program 15-2 namun dengan menguji sinyal Busy. Perhatikan bahwa di sana tidak ada DELAY yang dipanggil oleh program utama pada Program 15-2.

Gambar 15-10 : hubungan LCD

;Menulis Command dan Data pd LCD tanpa melihat bendera Busy;Menganggap PA dari 8255 terhubung dengan D0-D7 pada LCD dan;PB0=RS, PB1=R/W, PB2=E untuk pin-pin kontrol LCDMOV A,#80h ;semua port LCD = output MOV R0,#CNTPORT ;isi dgn alamat Reg Control MOVX @R0,A ;tuliskan control word MOV A,#38h ;LCD:2 baris, 5x7matrx ACALL CMDWRT ;tulis Command ke LCD ACALL DELAY ;tunggu beberapa saat (2mS) MOV A,#0Eh ;LCD Command utk cursor=on ACALL CMDWRT ;tulis Command ke LCD ACALL DELAY ;tunggu beberapa saat MOV A,#01h ;Clear LCD ACALL CMDWRT ;tulis Command ke LCD ACALL DELAY ;tunggu beberapa saat MOV A,#06h ;Shift kursor ke kanan ACALL CMDWRT ;tulis Command ke LCD ACALL DELAY ;tunggu beberapa saat MOV A,#N ;Tampilkan data (huruf N) ACALL DATAWRT ;tulis Data ke LCD ACALL DELAY ;tunggu beberapa saat MOV A,#O ;Tampilkan data (huruf O) ACALL DATAWRT ;tulis Data ke LCD ACALL DELAY ;tunggu beberapa saat ;CMDWRT: MOV R0,#APORT ;isi dgn alamat port A MOVX @R0,A ;tulis ke pin2 data LCD MOV R0,#BPORT ;isi dgn alamat port B MOV A,#00000100b ;RS=0, R/W=0, E=1 utk H-L MOVX @R0,A ;aktifkan pin2 kontrol NOP NOP ;tunggu sekejap MOV A,#00000000b ;RS=0, R/W=0, E=0 utk H-L MOVX @R0,A ;kunci info di pin data RET

DATAWRT: MOV R0,#APORT ;isi dgn alamat port A MOVX @R0,A ;tulis ke pin2 data LCD MOV R0,#BPORT ;isi dgn alamat port B MOV A,#00000101b ;RS=1, R/W=0, E=1 utk H-L MOVX @R0,A ;aktifkan pin2 kontrol NOP NOP ;tunggu sekejap MOV A,#00000001b ;RS=1, R/W=0, E=0 utk H-L MOVX @R0,A ;kunci info di pin data RET

Program 15-1

;Menulis Command dan Data pd LCD dengan melihat bendera Busy;Menganggap PA dari 8255 terhubung dengan D0-D7 pada LCD dan;PB0=RS, PB1=R/W, PB2=E untuk pin-pin kontrol LCDMOV A,#80h ;semua port LCD = output MOV R0,#CNTPORT ;isi dgn alamat Reg Control MOVX @R0,A ;tuliskan control word MOV A,#38h ;LCD:2 baris, 5x7matrx ACALL NCMDWRT ;tulis Command ke LCD MOV A,#0Eh ;LCD Command utk cursor=on ACALL NCMDWRT ;tulis Command ke LCD MOV A,#01h ;Clear LCD ACALL NCMDWRT ;tulis Command ke LCD MOV A,#06h ;Shift kursor ke kanan ACALL NCMDWRT ;tulis Command ke LCD MOV A,#N ;Tampilkan data (huruf N) ACALL NDATAWRT ;tulis Data ke LCD MOV A,#O ;Tampilkan data (huruf O) ACALL NDATAWRT ;tulis Data ke LCD ;NCMDWRT: MOV R2,A ;Simpan nilai A; ACALL LCDREADY; MOV A,R2 ;ambil kembali data M