Mikroprosesor adalah suatu pemroses mikro yang dapat menjalankan suatu urutan instruksi (program) untuk mencapai suatu tujuan/fungsi tertentu.
Untuk menjalankan fungsinya, suatu mikroprosesor biasanya memerlukan dukungan
ROM (Read Only Memory), untuk menyimpan program
RAM (Random Access Memory), untuk menyimpan data
I/O unit, sebagai interface untuk mengambil data dari luar dan mengeluarkan data hasil proses
Saluran Standar Mikroprosesor
Bus adalah kumpulan saluran yang memiliki fungsi sejenis.
Bus alamat menentukan kapasitas memori yang dapat diakses.
Bus data menentukan lebar saluran untuk transfer data dari/ke mikroprosesor
Bus Kontrol terdiri dari saluran untuk mengatur komunikasi dengan device pendukung mikroprosesor.
Faktor Penentu Kinerja Mikroprosesor :
- Clock Speed (mis : Pentium 100 MHz, Pentium 1.3 GHz)
- Lebar Bus Data
- Lebar Bus Alamat
- Bus Speed
- Arsitektur (cache memory, pipeline, dll)
Evolusi Mikroprosesor :
- Intel : 4004, 8008, 8086, 80286, 80486, Pentium, Pentium Pro
- Motorola :
- Zilog : Z80, Z8000
Konfigurasi Standar Sistem Mikroprosesor :
Saluran-Saluran Pada Bus Alamat:
Bus alamat terdiri dari N buah saluran alamat. Bus alamat yang terdiri dari N buah saluran dapat mengakses (2 pangkat N) lokasi alamat yang berlainan. Bus alamat digunakan untuk menentukan alamat memori atau I/O yang ingin diakses.
Saluran-Saluran Pada Bus Data :
Bus data biasanya terdiri dari 8 bit (1 byte) atau kelipatan dari 8 bit Bus data digunakan untuk lalu lintas data dari/ke mikroprosesor.
Saluran-Saluran Penting Pada Bus Kontrol:
Berikut ini adalah beberapa contoh saluran penting yang selalu ada dalam bus kontrol suatu mikroprosesor :
MEMRQ = Memory Request, menyatakan adanya instruksi akses memory
IORQ = IO Request, menyatakan adanya instruksi input atau output
READ = operasi baca
WRITE = operasi tulis
INTR = Interups
Baca Tulis Memori dan I/O :
Pada saat membaca atau menulis, bus alamat akan memberikan informasi mengenai lokasi alamat yang ingin ditulis atau dibaca. Data akan ditransfer melalui bus data.
Contoh Instruksi dan Status Saluran:
RAM (Random Access Memory)
RAM adalah memori yang biasanya bersifat volatile (hanya berfungsi sebagai memori pada saat ada
tegangan kerja) RAM digunakan untuk menyimpan data selama sistem mikroprosesor dioperasikan. Kapasitas RAM ditentukan oleh jumlah saluran alamat RAM
Saluran Penting RAM:
Bus alamat menentukan lokasi memori yang akan diakses.
Bus data digunakan untuk transfer data.
Bus Kontrol :
ENABLE untuk menentukan terjadi tidaknya akses memori
READ untuk operasi baca data
WRITE untuk operasi penulisan data
Pada saat ENABLE tidak aktif, bus data akan Hi-Z, sehingga tidak mengganggu status bus.
Hubungan RAM dengan Mikroprosesor:
ROM (Read Only Memory)
ROM adalah memori yang hanya dapat dibaca saja, tidak dapat ditulis atau diubah isinya. ROM bersifat non-volatile. ROM biasanya digunakan untuk menyimpan program.
ROM diisi dengan cara tertentu sebelum dipasang pada sistem mikroprosesor, selanjutnya isinya tidak pernah berubah.
Saluran Penting Memori (ROM):
Bus alamat menentukan lokasi memori yang akan diakses
Bus data digunakan untuk transfer data
Bus Kontrol :
ENABLE untuk menentukan terjadi tidaknya akses memori
READ untuk operasi baca data
Hubungan ROM dengan Mikroprosesor:
Hubungan RAM, ROM dengan Mikroprosesor:
Penentuan address decoder
Rangkaian Lengkap ROM, RAM dan Mikroprosesor :
Kapasitas RAM dan ROM:
Pada kenyataannya, kapasitas RAM dan ROM tidak sekecil seperti contoh yang sudah kita bahas (4 byte)
RAM dan ROM biasanya berkisar mulai ratusan byte sampai dengan ratusan kilobyte atau bahkan mega byte.
Hubungan dengan unit I/O:
Hubungan mikroprosesor dengan unit I/O dilakukan dengan cara yang sama seperti penentuan hubungan memori
Kapasitas alamat I/O biasanya jauh lebih kecil daripada memori, berkisar antara beberapa lokasi (kurang dari 10) sampai dengan puluhan atau ratusan lokasi alamat.
Beberapa informasi penting :
Untuk besaran digital, pada prinsipnya dapat dihubungkan langsung dengan unit I/O
Untuk besaran analog, harus ditambahkan unit A/D atau D/A converter
Untuk tegangan/arus tinggi biasanya dilakukan isolasi supaya tidak merusak mikroprosesor.
Pemograman :
Dalam sistem mikroprosesor, semua bagian sistem dikendalikan oleh mikroprosesor.
Mikroprosesor harus dilengkapi dengan program untuk menentukan “bagaimana sistem harus bekerja”
Program biasanya dibuat dalam bahasa mesin atau asembler, disimpan dalam ROM.
Mikrokontroler :
Untuk bekerja, mikroprosesor perlu dukungan RAM, ROM dan unit I/O, sehingga jumlah chip yang dibutuhkan tidak “satu” dan perlu interkoneksi eksternal yang tidak sederhana.
Mikrokontroler adalah mikroprosesor yang sudah dilengkapi dengan RAM, ROM dan I/O yang dikemas dalam kemasan “single chip”.
Mikrokontroler digunakan secara luas pada berbagai aplikasi.
Contoh Aplikasi :
