UTS no 1

  

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. File Download 

Soal no 1
Rancanglah dan simulasikan(dengan bantuan logic state dan logic probe) suatu rancangan rangkaian decoder memori dan I/O untuk suatu sistem minimum

1.Tujuan[kembali]

• Mampu Merancanglah dan simulasikan(dengan bantuan logic state dan logic probe) suatu rancangan rangkaian decoder memori dan I/O untuk suatu sistem minimum.
• Memahami bagaimana Prinsip kerja dari rangkaian decoder memori dan I/O untuk suatu sistem minimum.

 2. Alat dan Bahan[kembali]

ALAT

  1. Voltmeter

        DC Voltemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mnegukur tegangan DC. 

2. Baterai

     Digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.

Konfigurasi PIN

            Spesifikasi 

 

        BAHAN

1. LED

                         

2. Logic State

   

3. IC 8255A

4. PIT - IC 8253

 

5.  IC 74LS138

6. IC PIC 6259

7. RAM 6116

8. RAM 6264

9. ROM 2764

 3. Dasar Teori[kembali]

- IC 8255A

        IC 8255A adalah IC programmable peripheral interface (PPI) yang dirancang untuk bekerja dengan tegangan sumber +5 volt DC. IC ini memiliki 24 pin, dengan 16 pin untuk input/output, empat pin untuk kontrol, dan empat pin untuk sumber daya.

Spesifikasi dari IC 8255A:

Arsitektur: 8 bit

Port: 3 buah port 8 bit

Mode operasi: 3 mode

Frekuensi operasi: 0 hingga 10 MHz

Kekuatan: 5 V

Proses pembuatan: NMOS

Konfigurasi PIN

Konfigurasi PIN :

Pin 1-4: VCC (tegangan suplai) 

Pin 5-6: GND (tegangan nol) 

Pin 7: RESET (reset) 

Pin 8: CS (chip select) 

Pin 9-10: A0-A1 (alamat bus)

Pin 11-18: D0-D8 (data bus)

Pin 19: INT (interrupt) 

Pin 20: MODE (mode) 

Pin 21: INH (input enable) 

Pin 22: OBF (output buffer full) 

Pin 23: IBF (input buffer full) 

Pin 24: WR (write) 

Pin 25: RD (read) 

Pin 27-30: PA0-PA7 (port A)

Pin 31-36: PB0-PB7 (port B)

Pin 37-40: PC0-PC7 (port C)

Prinsip kerja IC 8255A adalah berdasarkan prinsip PPI. Dalam PPI, data input dapat diubah menjadi data output, atau data input dapat digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik.

Pada IC 8255A, data input/output dapat dikonfigurasi ke dalam berbagai mode, seperti:

• Mode Input: Mode Input memungkinkan data input dari peralatan elektronik untuk dibaca oleh mikroprosesor.
• Mode Output: Mode Output memungkinkan data output dari mikroprosesor untuk ditulis ke peralatan elektronik.
• Mode Bidirectional: Mode Bidirectional memungkinkan data input/output dikonfigurasikan secara dinamis.

Penggunaan IC 8255A

IC 8255A dapat digunakan untuk berbagai keperluan, antara lain:

• Membangun rangkaian input/output
• Mengontrol peralatan elektronik
• Membangun rangkaian logika

Berikut adalah beberapa contoh penggunaan IC 8255A:

• Dalam sebuah sistem penghitung, IC 8255A dapat digunakan untuk membaca data dari sensor atau mengontrol peralatan elektronik.
• Dalam sebuah mesin pengukur, IC 8255A dapat digunakan untuk menampilkan data ke layar atau mengontrol motor.
• Dalam sebuah rangkaian logika, IC 8255A dapat digunakan untuk membangun rangkaian logika yang lebih kompleks.

- Light Emitting Code (LED)

  Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

    Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.

    LED adalah suatu perangkat semikonduktor yang menghasilkan cahaya saat diberikan arus listrik. Cahaya dihasilkan karena elektron-elektron dalam bahan semikonduktor bergerak antara tingkat energi yang berbeda dan melepaskan energi dalam bentuk foton cahaya. LED memiliki dua terminal: anoda (positif) dan katoda (negatif). Arus listrik mengalir dari anoda ke katoda dan menyebabkan cahaya dihasilkan. Warna cahaya yang dihasilkan oleh LED tergantung pada bahan semikonduktor yang digunakan. Contoh warna LED termasuk merah, hijau, biru, kuning, dan lainnya.

Spesifikasi:

   - Tegangan Operasi (V_f): Tegangan yang dibutuhkan untuk menyalakan LED.

   - Arus Operasi (I_f): Arus yang dibutuhkan untuk operasi normal LED.

   - Daya Operasi (P_f): Daya yang dikonsumsi oleh LED saat beroperasi.

   - Efisiensi Luminositas: Rasio cahaya yang dihasilkan terhadap daya yang dikonsumsi.

   - Panjang Gelombang (λ): Panjang gelombang cahaya yang dihasilkan oleh LED.

Jenis-jenis LED

1. LED Berlian (Standard LED): Digunakan untuk indikator dan pencahayaan umum.

2. LED High Power: Menghasilkan cahaya yang lebih terang, sering digunakan dalam aplikasi penerangan.

3. LED RGB (Red, Green, Blue):Menggabungkan beberapa warna untuk menciptakan berbagai warna cahaya.

        Tegangan kerja LED adalah tegangan yang diperlukan untuk menyalakan LED. Tegangan kerja LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Arus kerja LED adalah arus yang mengalir melalui LED saat LED menyala. Arus kerja LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Luminansi LED adalah jumlah cahaya yang dipancarkan oleh LED. Luminansi LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Sudut pencahayaan LED adalah sudut di mana cahaya dari LED menyebar. Sudut pencahayaan LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Daya tahan LED adalah jumlah waktu yang dapat bertahan LED sebelum mulai melemah. Daya tahan LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Biaya LED bervariasi tergantung pada jenis LED.

LED memiliki berbagai keunggulan dibandingkan dengan lampu konvensional, termasuk:

• Efisiensi energi: LED jauh lebih efisien daripada lampu konvensional, sehingga dapat menghemat energi.
• Daya tahan: LED jauh lebih tahan lama daripada lampu konvensional, sehingga dapat menghemat biaya penggantian lampu.
• Ukuran: LED dapat dibuat berukuran sangat kecil, sehingga dapat digunakan dalam berbagai aplikasi.
• Warna: LED dapat menghasilkan berbagai warna, sehingga dapat digunakan untuk berbagai keperluan.

-  Logic State

    Gerbang logika atau logic State adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

    Status logika Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.

    Logic State merujuk pada kondisi atau keadaan suatu sirkuit logika pada suatu waktu tertentu. Dalam sistem digital, Logic State dapat berupa logika tinggi (1) atau logika rendah (0).

   Sistem logika digital umumnya menggunakan notasi biner, di mana 1 mengindikasikan logika tinggi (biasanya tegangan tinggi), dan 0 mengindikasikan logika rendah (biasanya tegangan rendah).

   Level logika tinggi dan rendah ditentukan oleh batas tegangan tertentu pada suatu sirkuit logika. Contoh, dalam sistem yang menggunakan tegangan 0-5V, mungkin level logika tinggi adalah di atas 2,5V, dan level logika rendah di bawah 2,5V.

Spesifikasi Logic State

1. Tegangan Logic High (V_OH):  Nilai tegangan yang dianggap sebagai logika tinggi.

2. Tegangan Logic Low (V_OL): Nilai tegangan yang dianggap sebagai logika rendah.

3. Arus Logic High (I_OH): Arus yang mengalir saat output logika tinggi.

4. Arus Logic Low (I_OL): Arus yang mengalir saat output logika rendah.

        Sirkuit logika dapat terdiri dari gerbang logika dasar (AND, OR, NOT) atau flip-flop yang membentuk sirkuit lebih kompleks. Konfigurasi sirkuit logika dapat menggabungkan gerbang logika untuk melakukan fungsi yang lebih kompleks.

        Logic state digunakan untuk mewakili data digital, seperti angka, huruf, dan simbol. Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari perangkat digital, seperti komputer, ponsel, dan mesin industri.

Dalam elektronika digital, terdapat dua logic state, yaitu logic 0 dan logic 1.

• Logic 0 direpresentasikan oleh tegangan rendah, biasanya 0 volt atau 0,5 volt.
• Logic 1 direpresentasikan oleh tegangan tinggi, biasanya 5 volt atau 2,5 volt.

Logic state dapat direpresentasikan dengan berbagai cara, termasuk:

• Tegangan: Logic 0 direpresentasikan oleh tegangan rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh tegangan tinggi.
• Arus: Logic 0 direpresentasikan oleh arus rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh arus tinggi.
• Frekuensi: Logic 0 direpresentasikan oleh frekuensi rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh frekuensi tinggi.
• Waktu: Logic 0 direpresentasikan oleh waktu rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh waktu tinggi.

Logic state digunakan untuk mewakili data digital. Data digital adalah data yang terdiri dari angka 0 dan 1. Data digital dapat digunakan untuk mewakili berbagai informasi, seperti angka, huruf, simbol, dan gambar.

Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari perangkat digital. Perangkat digital, seperti komputer, ponsel, dan mesin industri, menggunakan logic state untuk melakukan perhitungan, kontrol, dan komunikasi.

Berikut adalah beberapa contoh penggunaan logic state:

• Dalam komputer, logic state digunakan untuk mewakili data digital, seperti angka, huruf, dan simbol. Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari komputer, seperti perhitungan, kontrol, dan komunikasi.
• Dalam ponsel, logic state digunakan untuk mewakili data digital, seperti angka, huruf, dan simbol. Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari ponsel, seperti panggilan telepon, pengiriman pesan, dan akses internet.
• Dalam mesin industri, logic state digunakan untuk mengendalikan operasi dari mesin, seperti mesin produksi, mesin pengolahan, dan mesin transportasi.

Logic state adalah konsep dasar yang penting dalam elektronika digital. Logic state digunakan untuk mewakili data digital, mengendalikan operasi dari perangkat digital, dan berbagai keperluan lainnya.

- Voltmeter

Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan listrik dari dua titik potensial listrik. Pada peralatan elektronik, voltmeter digunakan sebagai pengawasan nilai tegangan kerja.

Berdasarkan jenisnya, voltmeter dapat dibagi menjadi dua, yaitu:

• Voltmeter Analog: Voltmeter analog adalah voltmeter yang menunjukkan hasil pengukurannya secara analog, yaitu dengan menggunakan jarum penunjuk. Voltmeter analog memiliki akurasi yang lebih rendah daripada voltmeter digital.
• Voltmeter Digital: Voltmeter digital adalah voltmeter yang menunjukkan hasil pengukurannya secara digital, yaitu dengan menggunakan angka. Voltmeter digital memiliki akurasi yang lebih tinggi daripada voltmeter analog.

Prinsip kerja voltmeter

Prinsip kerja voltmeter adalah berdasarkan prinsip kerja galvanometer. Galvanometer adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur arus listrik.

Voltmeter terdiri dari dua bagian utama, yaitu:

• Galvanometer: Galvanometer adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur arus listrik.
• Resistor: Resistor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk membatasi arus listrik.

Pada voltmeter analog, galvanometer dihubungkan secara seri dengan resistor. Besarnya arus listrik yang mengalir melalui galvanometer akan sebanding dengan beda potensial yang diukur. Jarum penunjuk akan bergerak sesuai dengan besarnya arus listrik yang mengalir melalui galvanometer.

Pada voltmeter digital, galvanometer dihubungkan secara paralel dengan resistor. Besarnya arus listrik yang mengalir melalui galvanometer akan sebanding dengan beda potensial yang diukur. Nilai beda potensial kemudian dikonversi menjadi angka digital dan ditampilkan pada layar.

Cara menggunakan voltmeter

Untuk menggunakan voltmeter, langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

1. Hubungkan voltmeter ke sumber tegangan yang akan diukur.
2. Atur skala pengukuran voltmeter sesuai dengan tegangan yang akan diukur.
3. Baca hasil pengukuran pada layar voltmeter.

- IC PIC 6259

PIC

1. Spesifikasi: PIC 8259 adalah pengendali interrupt yang dapat diprogram dan dirancang untuk mengatur dan memprioritaskan interrupt dari beberapa sumber. IC ini dapat menangani hingga 8 interrupt sekaligus dan dapat dikaskade untuk menangani hingga 64 interrupt.
2. Prinsip Kerja: PIC mengelola permintaan interrupt dari perangkat periferal dan menentukan prioritas interrupt mana yang harus ditangani terlebih dahulu oleh CPU. Ketika ada interrupt yang aktif, PIC akan memberi sinyal pada CPU dan memberikan vektor interrupt yang sesuai.
3. Kegunaan: PIC digunakan dalam sistem mikroprosesor untuk mengatur dan mengelola interrupt dari berbagai perangkat eksternal, memungkinkan CPU untuk menangani tugas dengan efisiensi lebih tinggi.

- IC PIT 8253

1. Spesifikasi: PIT 8253 adalah IC penghitung yang dapat diprogram untuk menghasilkan sinyal waktu pada interval tertentu. Setiap chip memiliki tiga counter, dan masing-masing counter dapat diprogram secara independen.
2. Prinsip Kerja: PIT 8253 bekerja dengan menghitung pulsa dari clock yang masuk dan menghasilkan keluaran pada interval waktu yang telah diprogram. Counter ini dapat dikonfigurasi dalam beberapa mode seperti Mode Square Wave, Mode Rate Generator, dan lain-lain.
3. Kegunaan: PIT 8253 digunakan untuk berbagai keperluan seperti menghasilkan sinyal waktu (clock), mengatur frekuensi suara pada speaker, atau untuk mengontrol fungsi waktu lainnya dalam sistem.

- IC ROM 2764

 

      ROM adalah salah satu jenis memori yang hanya dapat dibaca saja isinya dengan instruksi-instruksi bahasa mesin. Perbedaan utama ROM dengan RAM adalah bahwa data di ROM tidak akan terhapus walaupun tegangan supply terputus dari rangkaian. Untuk saat ini sudah banyak ROM yang memanfaatkan IC EEPROM yang bisa ditulis dan dihapus datanya hanya dengan memberikan tegangan tententu

1. Spesifikasi: ROM 2764 adalah EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) dengan kapasitas 8K x 8-bit (total 64KB). Data dalam ROM ini dapat dihapus menggunakan sinar UV dan kemudian diprogram ulang.
2. Prinsip Kerja: ROM digunakan untuk menyimpan program atau data yang bersifat tetap. Saat diakses oleh mikroprosesor, data hanya dapat dibaca dan tidak dapat diubah kecuali dengan proses khusus.
3. Kegunaan: ROM 2764 digunakan untuk menyimpan program atau firmware sistem yang harus selalu tersedia saat perangkat dinyalakan.

 

- IC RAM 6116

1. Spesifikasi: RAM 6116 adalah SRAM (Static RAM) dengan kapasitas 2K x 8-bit, yang berarti dapat menyimpan 2048 byte data. IC ini umumnya memiliki waktu akses sekitar 150 ns.
2. Prinsip Kerja: Data disimpan dalam SRAM tanpa perlu penyegaran terus-menerus. Setiap alamat dalam memori dapat diakses secara acak dan ditulis atau dibaca kapan saja.
3. Kegunaan: SRAM seperti 6116 digunakan untuk menyimpan data sementara selama operasi sistem karena kecepatan aksesnya yang cepat dibandingkan dengan DRAM.

- IC RAM 6264

1. Spesifikasi: RAM 6264 juga merupakan tipe SRAM dengan konfigurasi 8K x 8-bit, sehingga memiliki kapasitas 4096 byte data.
2. Prinsip Kerja: Sama seperti SRAM lainnya, RAM 6232 mempertahankan data selama daya tersedia tanpa memerlukan penyegaran. Data dapat diakses secara acak.
3. Kegunaan: Biasanya digunakan sebagai memori sementara atau cache di sistem yang memerlukan akses data cepat.

 4. Percobaan[kembali]

 A. PROSEDUR PERCOBAAN

- Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus

- Rangkai semua alat dan bahan pada proteus

- Lalu tekan tombol jalankan 

- Simulasikan rangkaian dan variasikan logicstate sebagai data input dan pengatur

- Revisi lagi apakah ada yang kurang dari rangkaian

- Lakukan simulasi kembali

B. GAMBAR DAN SIMULASI RANGKAIAN

                              

C. PRINSIP KERJA

Prinsip kerja dari rangkaian di atas adalah, ketika decoder 74LS138 di atur pin A, B, C untuk mengeluarkan output sesuai dengan tabel kebenaran decoder IC 74LS138, maka kita akan dapat output pin Y0-7 (bersifat aktif low) untuk mengaktifkan Ship Selecet/Chip Eneble (aktif low) pada masing" IC yang ada telah terhubung. Pada decoder ketika Y0, Y2, Y7 aktif low maka akan memilih secara berurut IC RAM 6116,  IC RAM 6264, IC ROM 2764 akan aktif untuk menyimpan data yang ada. ketika Y4, Y5 aktif low maka akan memilih IC PIT 8254A, IC PIC 6259 akan aktif untuk menghasilkan intterupt berbasis waktu dan dan mengelola/mengatur  interrupt untuk dikirimkan ke mikropsoesor/sistem. Ketika Y1 dan Y3 aktif low maka akan memilih PPI 0 dan PPi 1 untuk aktif dapat digunakan, logicstate digunakan untuk menginput data pada PPI 0 dan PPI 1, dimana pin A0 dan pin A1 mengatur port A, B, C mana yang akan aktif, untuk rangkaian ini pada PPI 0 terdapat LED yang terhubung langsung dengan Port A (PA0) sehingga dengan aktif nya PPI 0 (CS aktif low) dengan mengirim data 0000001 (Port D) dan memilih Pin A0 A1 dengan logika 0 maka akan menjadikan Port A sebagai Port Output dengan PA0 aktif low sehingga LED dapat menyala.

D.VIDIO SIMULASI RANGKAIAN 

 5. File Download[kembali]

File Rangkaian Klik Disini

Video Simulasi Klik Disini

HTML File Klik Disini

DataSheet LED KlikDisini

DataSheet PIT - IC 8253 klik Disini

DataSheet IC 8255A Klik Disini 

DataSheet IC 74154 Klik Disini

DataSheet IC 74LS47 Klik Disini