TKC210 - Teknik Interface dan Peripheral. Eko Didik Widianto

Antarmuka I/O Dasar @2011,Eko Didik Widianto Antarmuka I/O Secara Langsung

Antarmuka I/O Dasar TKC210 - Teknik Interface dan Peripheral

Eko Didik Widianto Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

Bahasan Kuliah

Antarmuka I/O Dasar @2011,Eko Didik Widianto

I

Koneksi peripheral I/O sederhana ke mikrokontroler secara langsung (direct I/O) dan terprogram (memory-mapped I/O) I

I

I

Direct I/O: pin-pin I/O prosesor secara langsung dihubungkan ke peripheral, misalnya saklar, LED, dll Memory-mapped I/O (program-controlled I/O): peripheral I/O dipetakan ke dalam alamat memori, sehingga komunikasi prosesor dengan peripheral seperti prosesor berkomunikasi dengan memori

Teknik-teknik I/O I

Analisis pewaktuan dan pembebanan

Antarmuka I/O Secara Langsung

Kompetensi Dasar


I

Mahasiswa mampu menjelaskan perbedaan operasi direct I/O dan program-controlled I/O dengan tepat

I

Mahasiswa mampu mengaplikasikan teknik antarmuka secara direct I/O dan program-controlled I/O dengan tepat

I

Mahasiswa mampu menganalisis pewaktuan dan pembebanan dalam interkoneksi prosesor dan peripheral I/O

Referensi


1. Ken Arnold, “Embedded Controller Hardware Design”, Bab 8, 2004 2. Microcontroller Interfacing. http://cq.cx/interface.pl 3. Switch Debouncing. http://www.labbookpages.co.uk/electronics/debounce.html

Bahasan


Antarmuka I/O Secara Langsung Port I/O untuk Keluarga 8051 Peripheral I/O Sederhana Dekoding Alamat I/O (Memory-Mapped)

Antarmuka I/O Dasar

Direct I/O

@2011,Eko Didik Widianto

I

I

Pin I/O prosesor dihubungkan langsung dengan peripheral, misalnya saklar, tombol, LED, sensor Kadang perlu untuk mengkonversikan level tegangan dan arus prosesor agar sesuai dengan peripheral I

Perlu menerjemahkan spesifikasi dan batasan kemampuan rangkaian I

I

Misalnya spesifikasi DC dibandingkan dengan kebutuhan untuk mendrive rangkaian LED sederhana Misalnya bounce (koneksi open dan close beberapa kali dalam milidetik) yang terjadi untuk masukan tombol mekanik perlu debouncer. Debouncer bisa diimplementasikan secara software maupun hardware


Port I/O 8051 I

Port I/O 8051 dipetakan ke alamat SFR (Special Function Register) I I I

Lokasi memori data internal di 80h - FFh Dapat memberikan arus 10-100 uA Bersifat bit-addressable I

Misalnya Port 1 (P1) dipetakan ke alamat 90h. P1 juga ada di lokasi bit addressable di lokasi 90h - 97h (P1.0 di alamat 90h, P1.7 ada di alamat 97h)

Antarmuka I/O Dasar @2011,Eko Didik Widianto Antarmuka I/O Secara Langsung Port I/O untuk Keluarga 8051 Peripheral I/O Sederhana Dekoding Alamat I/O (Memory-Mapped)

Reset dan Set Port I/O


I

I

Perintah mereset port-port I/O mikrokontroler ke nilai 0 dan mengeset ke nilai 1 dapat dilakukan untuk semua jalur dalam port tersebut atau setiap jalur/pin Contoh untuk port P1 dengan alamat 90h: I I I I I I I I I

MOV 90h, #0 MOV P1, #0 CLR 97h CLR P1.7 MOV 90h, #FFh MOV P1, #0ffh SETB 97h SETB P1.7 JB P1.0,addr

; Reset semua jalur P1 ; P1 adalah nama simbol untuk port 1 ; Clear jalur di alamat 97h (P1.7) ; Menggunakan simbol ; Set semua jalur P1 dengan 1 ; P1 adalah nama simbol untuk port 1 ; Set jalur di alamat 97h (P1.7) ; Menggunakan simbol ; Jump ke jika bit P1.0 set


Transfer Data di Port I/O

Antarmuka I/O Dasar @2011,Eko Didik Widianto Antarmuka I/O Secara Langsung Port I/O untuk Keluarga 8051 Peripheral I/O Sederhana

I

Dekoding Alamat I/O (Memory-Mapped)

Contoh: I

I I I

MOV 90h,A port 1 MOV P1,A MOV A,P1 MOV C,P1.1

; Data dari akumulator dikirimkan ke ; Menggunakan nama simbol ; ACC <= Port 1 ; C <= P1.1

Antarmuka I/O Dasar

Rangkaian Port I/O

@2011,Eko Didik Widianto Antarmuka I/O Secara Langsung Port I/O untuk Keluarga 8051 Peripheral I/O Sederhana Dekoding Alamat I/O (Memory-Mapped)

I

Operasi: masukan (I), keluaran (O) atau masukan/keluaran (I/O) I

I

Input: NMOSFET dimatikan dengan menulis 1 Pull-up secara internal

Antarmuka I/O Dasar

Pin I/O Dua Arah

@2011,Eko Didik Widianto Antarmuka I/O Secara Langsung Port I/O untuk Keluarga 8051 Peripheral I/O Sederhana

I

Pull-up sebagai current source I

I

Sekitar 50uA ke beban eksternal

Arus sink lebih besar, beberapa mA


Antarmuka I/O Dasar

Batasan Arus Keluaran

@2011,Eko Didik Widianto Antarmuka I/O Secara Langsung

I

Arus source? 50uA

Port I/O untuk Keluarga 8051

I

Arus output low: 15 mA (max), absolute max

Peripheral I/O Sederhana

I

I I

LED butuh 10mA agar terang

I

Tegangan di kaki LED 1.5 - 2 volt

Arus total sink untuk 8 port: 26 mA I

I

Jika lebih akan merusak chip

Jika semua LOW, maka tiap port sekitar 3 mA

Arus yang mengalir di LED adalah 5−2 330 ≈ 9mA


Antarmuka I/O Dasar

Supply Lebih Banyak Arus


I

Arus source= 50uA

I

Arus yang mengalir di LED adalah 50u × β I

I

I

LED butuh 10-20mA agar terang penuh

I

Tegangan di kaki LED 1.5 2 volt

β merupakan gain transistor NPN Kebutuhan arus besar: transistor Darlington


Antarmuka I/O Dasar

Driver Luaran PNP

@2011,Eko Didik Widianto Antarmuka I/O Secara Langsung Port I/O untuk Keluarga 8051

I

Arus sink lebih besar daripada source

I

Untuk arus sink low 1.6mA dan gain transistor 50, arus LED 80mA

Peripheral I/O Sederhana Dekoding Alamat I/O (Memory-Mapped)

Antarmuka I/O Dasar

Saklar


I

Mikrokontroler sudah mempunyai resistor pullup I

I

I

Nilai masukan 1 saat saklar terbuka Nilai masukan 0 saat saklar tertutup

Problem: bouncing, osilasi antara 1 dan 0 I

I

Berhenti setelah beberapa mdetik Perlu debouncer I

Mengabaikan transisi 1 dan 0 untuk beberapa waktu


Antarmuka I/O Dasar

Debouncer

@2011,Eko Didik Widianto Antarmuka I/O Secara Langsung Port I/O untuk Keluarga 8051

I

Peripheral I/O Sederhana

Tipe: I I


Rangkaian IC I

I I

MAX6816, MC14490

Digital swictch (PLD) Software

I

Menggunakan inverter

I

http://www.labbookpages.co.uk/electronics/debounce.html

Operasi Debouncer


Saklar Terisolasi dengan Opto-isolator


I

Pertimbangan safety

I

menggunakan phototransistor I

I

Vin=0, maka masukan mikro HIGH I

I

MCT62: dual phototransistor

Arus sink: 500uA

Vin maksimum: 61.5Volt = 1.5V + 60mA. 1k I

Vin minimum: 1+1.5V=2.5V, sehingga arus yang mengalir 1/1k=1mA bisa membuat LED aktif


Antarmuka I/O Dasar

Keyboard Matriks


I I

Termultipleks: 4 row, 4 column Menghemat pin:

Antarmuka I/O Secara Langsung Port I/O untuk Keluarga 8051 Peripheral I/O Sederhana

I

I

I

64 kunci? I

I

menggunakan 4-ke-2 enkoder: column menggunakan 2-ke-4 decoder: row 8-ke-3 enkoder dan 3-ke-8 dekoder

IC keypad: 74HC922 I

Dapat dipetakan di


Tampilan Matriks


I

Termultipleks: scanned/refreshed secara kolum dan baris

Memory-mapped I/O Partial Address Decoding

I

Pengalamatan memory-mapped I/O untuk switch dan LED


Peta Alamat I/O


TKC210 - Teknik Interface dan Peripheral. Eko Didik Widianto

Recommend Documents