MAKALAH MIKROPROSESOR 8031 DAN

ZILOG Z80

HARI SATRIA ARIBOWO 2201030069

PROGRAM STUDI D-III COMPUTER CONTROL

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI 10 NOVEMBER

SURABAYA 2002

MIKROKONTROLER 8031

Pendahuluan

Adalah sangat penting mngetahui perbedaan antara mikrokomputer,

mikroprosesor dan mikrokontroller. Suatu mikroprosesor adalah bagian CPU dari sebuah

komputer , tanpa memori, I/O, dan prifer yang dibutuhkan oleh suatu sistim lengkap.

Sebagai contoh , 8088 dan 80X8 adalah suatu mokroprosesor. Untuk dapat bekerja,

mikroprosessor membutuhkan perangkat pendukung yang dapat berupa RAM, ROM, dan

I/O.

Bila sebuah mikroprosesor dikombinasikan dengan I/O dan memori, akan

dihasilkan mikrokomputer. Pada kenyataannya mengkombinasikan CPU dengan memori

dan I/O dapat juga dilakukan dalam level chip yang menghasilkan single chip

mikrokomputer untuk membekannya dengan mikrokomputer. Untuk selanjutnya, SCM

disebut dengan mikrokontroler.

Perbedaan yang menonjol antara mikrokomputer seperti IBM PC dibanding

dengan SCM adalah pada penggunaan perangkat I/O dan juga media penyimpanan

program. IBM PC menggunakan disket atau tape sebagai media penyimpanan sementara

mikrokontroler menggunakan EPROM sebagai media penyimpan programnya.

Diantara keuntungan pemakaian mikrokontroller disbanding mikroprosesor adalah pada

mikrokontroler sudah terdapat RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga tidak perlu

menmbahkannya.

Data

CPU mikrokontroler 8031 adalah prosesor 8 bit.Lebar bus data 8031

adalah 8 bit sehingga memerlukan 8 pena (D0…D7).Akan tetapi jumlah pena

mikrokontroler terbatas,pena data ini tidak dikeluarkan,hanya didalam

chip.Lalu,bagaimana jika akan menggunakan bus data tersebut.

Pena untuk bus data dimultipleks dengan alamat A0…A7 pada port

0.Karena itu port 0 seringkali dituliskan sebagai AD0…AD7.Setiap bit data

memiliki bobot masing-masing tergantung pada letaknya.Sebagai contoh untuk

data 8 bit adalah

Data D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Bobot 80 40 20 10 08 04 02 01

Karena menggunakan bus data yang lebarnya 8 bit,lebar bus data 8 bit

juga harus digunakan oleh alat-alat lain seperti EPROM,RAM,ADC,DAC,PIO

dan lain-lainnya.

Keluarga MCS-51

Tabel dibawah ini memperlihatkan anggota keluarga mikrokontroler

MCS-51.Dari table tersebut dapat dilihat bahwa mikrokontroler 8031 merupakan

versi tanpa EPROM dari mikrokontroler 8051.

Tipe Tipe tanpa

EPROM

Tipe ber-

EPROM

ROM RAM

(byte)

I/O

8051

8051

8052AH

80C51BH

83C51FA

83C51FB

8031

8031AH

8032AH

80D31BH

80C51FA

80C51FA

-

8751H

8751BH

8752BH

87C51

87C51FA

87C51FB

4K

4K

8K

4K

8K

16K

128

128

256

128

256

256

4

4

4

4

4

5

Mikrokontroler 8051 mempunyai dua saudara dekat yaitu mikrokontroler

8751 dan mikrokontroler 8031.Mempunyai kemenakan yaitu mikrokontroler

8052.Semua tipe berisi CPU yang sama,RAM,caunter/timer,port pararel,dan port

serial.Mikrokontroler 8051 memiliki ROM 4 kbyte yang harus diisi saat

pembuatannya (sehingga program tidak dapat diganti).Pada 8751 ROM

digantikan oleh EPROM sehingga kita dapat memrogramnya.Mikrokontroler

8031 tidak memiliki ROM/EPROM di dalamnya sehingga digunakan EPROM

luar untuk menyimpan programnya.

Dalam buku ini dipilih mikrokontroler 8031 karena kemudahan dalam

mengisi programnya.Kita hanya perlu mengisikan program ke dalam

EPROM.Jika terjadi kesalahan program dalam EPROM dapat diganti.Disamping

itu ,mikrokontroler 8031 berharga murah dan mudah didapat.

Mikrokontroler 8031

Mikrokontroler 8031 tidak memiliki ROM maupun EPROM di

dalamnya,Karena itu digunakan EPROM luar yang berhubungan dengan

mikrokontroler melalui port paralelnya.

Alamat dan data dimultipleks pada port 0,dibutuhkan IC 74LS373 sebagai

address latch (penahan alamat).Untuk system yang kecil kombinasi 8031 dengan

EPROM lebih murah dibandingkan menggunakan 8751. Hubungan antara

mikrokontrole 8031,penahan alamat dan EPROM diperlihatkan gambar dibawah

ini.

5

AD0- AD7

A0-A7 D0-D7 A8-A12 OE

P0.0-P07 ALE P2.0-P2.4 P SEN

Hubungan 8031 dengan EPROM Mikrokontroler 8031 memiliki sejumlah keistimewaan sebagai berikut:

a. Sebuah CPU (Central Processing Unit) 8 bit yang termasuk keluarga MCS-51.

b. Osilator internal dan rangkaian pewaktu.

c. RAM internal 128 byte (on chip).

d. Empat buah programmable port I/O,masing-masing terdiri atas 8 buah jalur

I/O.

e. Dua buah timer/conter 16 bit.

f. Lima buah jalur interupsi (2 buah interupsi eksternal dan 3 buah interupsi

internal).

g. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART.

h. Kemampuan melaksanakan operasi perkalian,pembagiandan operasi Boolean.

i. Kecepatan pelaksanaan interuksi per siklus 1 mikrodetik pada frekuensi clokc

12 MHz.

Dengan keistimewaan diatas pembuatan alat menggunakan 8031 menjadi

lebih sederhana dan tidak memerlukan IC pendukung yang banyak.Boleh

dikatakan mikrokontroler Intel 8031 ini mempunyai keistimewaan dari segi

perangkat keras.

Pena-Pena Mikrokontroler 8031

Susunan Pena-Pena Mikrokontroler 8031 diperlihatkan pada gambar

dibawah ini dengan penjelasan dari masing-masing Pena sebagai berikut:

a. Pena 1 sampai 8(Port 1) merupakan port pararel 8 bit dua arah (bidirectional)

yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan (general purpuse).

b. Pena 9 (Reset) adalah masukan reset (aktif tinggi).Pulsa transisi dari rendah ke

tinggi akan me-reset 8031.Pena ini dihubungkan dengan rangkaian power on

reset.

c. Pena 10 sampai 17 (Port 3) adalah port pararel 8 bit dua arah yang memiliki

fungsi pengganti.Bila fungsi pengganti tidak dipakai,pena-pena ini dapat

digunakan sebagai port pararel 8 bit serbaguna.

d. Pena 18 (XTAL 1) adalah pena masukan ke rangkaian osilator internal.Sebuah

osilator kristal atau sumber osilator luar dapat digunakan.

e. Pena 19 (XTAL 2) adalah pena keluaran ke rangkaian osilator internal.Pena

ini dipakai bila menggunakan osilator kristal.

f. Pena 20 (Ground) dihubungkan ke Vss atau ground.

g. Pena 21 sampai 28 (Port 2) adalah port pararel 2 (P2) selebar 8 bit dua arah

(bidireectional).Port 2 ini menggirimkan byte alamat bila dilakukan

pengaksesan memori eksternal.

h. Pena 29 adalah pena PSEN (program store enable) yang merupakan sinyal

pengontrol yang membolehkan program memori eksternal masuk kedalam bus

selama proses pemberian/pengambilan instruksi.

i. Pena 30 adalah pena ALE (Address Latch Enable) yang digunakan untuk

menahan alamat memori eksternal selama pelaksanaan interuksi.

j. Pena 31 (EA).Bila pena ini diberi logika tinggi (H),mikrokontroler akan

melaksanakan instruksi dari ROM/EPROM ketika isi program counter kurang

dari 4096.Bila diberi logika rendah (L),mikrokontroler akan melaksanakan

seluruh instruksi dari memori program luar.

k. Pena 32 sampai 39 (Port 0) merupakan port pararel 8 bit open drain dua

arah.Bila digunakan untuk mengakses memori luar,port ini akan memultipleks

alamat memori dengan data.

l. Pena 40 (Vcc) dihubungkan ke Vcc (+5 volt).

EA/VP PO.0

PO.1X1 PO.2

PO.3PO.4

PO.5X2 PO.6

RESETP2.0

P2.1P2.2

INT 0P2.3

INT1 P2.4T0T1 P2.5

P2.6

P1.0 P2.8P1.1

RDP1.2 WRP1.3

PSENP1.4 ALE/PP1.5

TXDP1.6 RXDPI.7

21

22

23

24

26

27

28

25

17

16

29

30

11

10

31

19

18

9

8

7

6

5

4

3

2

1

15

14

13

12

39

38

37

36

35

34

33

32

8031 Gambar Susunan pena (kaki) mikrokontroler Intel 8031

Mikroprocessor 8-bit Zilog-z80

Microprocessor z80 adalah CPU 8-bit engan 6bit bus alamat yang dapat

diakses dengan 64K memory. Dia memiliki 252 pangkal bahasa dan sebagai

awalan 4-bit penyimpana, mengakses 308 instruksi tambahan. Z-80 dimodel

setelah 8088 dan berisi78-8088 opcodes sebagai subset bahasa

tersebut.Keistimewaan programnya termasuk sebuah akumulator dengan enam

delapan bit register yang diasang sebagai 3-16 bit register.Sbg tambahan untuk

register umum, sebuah tumpukan pointer, program-counter, dan dua

index(memory pointer)register dikembangkan, ketika tidak pada kelompok yang

sama seperti 80486atau 68000series, z80 berbeda, dia berguna untuk biaya

aplikasi kontrol yang rendah. 1 diantara keistimewaannnya adalah dibangun pada

rangkaian refresh untu kemudahan design dengan DRAMs.Z80 datang pada

sebuah paket pin40 DIP. Dia diproduksi dalam model A,B dan C, hanya berbeda

pada maximum clock speednya.Dia juga diproduksi sebagai mikrokontroller yang

bias berdiri sendiri dengan bermacam konfigurasi pada chip RAM dan EPROM.

OTHER DEVICE NUMBERS

• D780C (NEC)

PIN-OUT AND SIGNAL DESCRIPTION Pin # Signal (active high unless noted)

1 A11

2 A12

3 A13 {Address bus}

4 A14

5 A15

6 CLK (clock, rising edge trig)

7 D4

8 D3

9 D5 {Data bus}

10 D6

11 +5 VDC

12 D2

13 D7

14 D0

15 D1

16 INT (Interupt Request)

17 NMI (Non-maskable Interupt Request)

18 HALT (Active low)

19 MREQ (Memory Request, active low)

20 IORQ (I/O Request, active low)

21 RD (Read, active low)

22 WR (Write, active low)

23 BUSAK (Bus Request Acknowloegmnet, active low)

24 WAIT

25 BUSRQ (Bus Request)

26 RESET

27 MI (Maskable interupt, active low).

28 REFSH (Refresh timing, active low)

29 GND

30 A0

31 A1

32 A2

33 A3

34 A4

35 A5

36 A6

37 A7

38 A8

39 A9

40 A10

DEVICE SPECIFICATIONS

Max. Clock Speed: Z80 - 2.5MHz, Z80A - 4MHz

Power Requirements: Z80 - 5V@60mA, Z80A - 5V@90mA

Operating Temp: 0 - 70 deg C.

Min. Instruction time: 1uS (@4MHz)

Max. Instruction time: 5.75uS (@4MHz)

No. of Instructions: 158 (78 instructions of 8088 are a subset)

Internal Registers: 14

Stack: RAM

This information compiled by

Robert Wenzlaff, rwenzlaff@delphi.com