LAPORAN PRAKTIKUM

MIKROPROSESOR DAN PLC

Pengenalan dan Penggunaan KIT MPF-1

Disusun oleh :

1. Ika Priyanti 0214003942. Liza Julianti 0214003963. Marili Santi 021400397

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR

BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL

YOGYAKARTA

2016

PERCOBAAN I

PENGENALAN DAN PENGGUNAAN KIT MPF-1

A. TUJUAN PERCOBAAN1. Memperoleh pengetahuan dasar mengenai pengoperasian sistem mikroprosesor.2. Mengenal dan mengetahui fungsi dari tiap-tiap tombol atau keyboard yang terdapat

pada system mikroprosesor MIKROPROFESSOR (MPF-1).3. Dapat memasukkan program ke dalam sistem mikroprosesor dan dapat

mengeksekusinya.

B. DASAR TEORI Sistem mikroprosesor MPF-1 adalah sistem mikroprosesor yang menggunakan

mikroprosesor Z80 sebagai pusat pengolahnya (CPU = Central Processing Unit). CPU Z80 adalah suatu chip yang dikemas dalam bentuk DIP (Dual In-line Package) dengan jumlah kaki (pin) sebanyak 40 buah. Adapun spesifikasi dari mikroprosesor Z80 adalah sebagai berikut :1. Menggunakan catu daya tunggal sebesar 5 Volt dengan toleransi sebesar ±5%.2. Bekerja pada aras TTL fase tunggal, dengan kecepatan clock maksimum 2,5 MHz.3. Mempunyai bus data 8 bit, bus alamat 16 bit, dan bus kendali 13 jalur.4. Mempunyai jumlah instruksi total sebanyak 157 instruksi.5. Mempunyai register umum (general purpose) sebanyak 16 buah, termasuk

didalamnya adalah register status (reg. F = Flag) dan accumulator (reg. A), kesemuanya adalah register 8 bit seperti terlihat pada Gambar 1. Terdapat pula register khusus (special purpose) sebanyak 6 buah, yang terdiri dari 4 buah register 16 bit dan 2 buah register 8 bit seperti terlihat pada Gambar 2.

Mikroprosesor (CPU) Z80 seperti juga dengan mikroprosesor yang lain , tidak dapat bekerja sendiri tanpa adanya tambahan piranti luar yang berupa perangkat keras maupun program-program yang mengendalikannya (perangkat lunak). Supaya suatu mikroprosesor bisa beroperasi dan bisa diprogram, maka harus diuntai dengan piranti-piranti luar sehingga membentuk suatu sistem mikroprosesor, dengan mikroprosesor

sebagai jantung atau CPU dari untai ini. Dalam percobaan ini CPU Z80 diuntai menjadi suatu sistem mikroprosesor MICROPROFESSOR tipe MPF-1, seperti terlihat pada Gambar 3.

Spesifikasi MPF-1a. Spesifikasi Hardware1. CPU (Central Processing Unit), U1 pada kit MPF-1.

CPU Z80 Zilog dengan 157 instruksi dan kecepatan clock maximum 2,5 MHz. Untuk MPF-1sistem clocknya 1,79 MHz.

2. ROM (Read Only Memory) U5EPROM (Erasable Programmable ROM) Memory 2 kilobyte, alamat : 0000H-07FFH.

3. RAM (Random Access Memory) U8RAM Statik 6116, total 2 kilobyte pada alamat : 1800H-1FFFH.

4. Daerah perluasan memory (U7) : Dapat digunakan EPROM 2516 / 2716 / 2532 /2732, atau RAM statik 6116 dan menempati alamat : 2000H – 27FFH.

5. . Port I / O Port I/O dapat diprogram 8255x1, total 24 jalur I/O paralel alamat : 00 – 03 (U14) Port I/O dapat diprogram 8255, total 16 jalur I/O paralel alamat : 80 – 83 (U10) CTC (U11) dapat diprogram, total 4 counter timer yang berdiri sendiri, alamat I/O : 40H –43H.

6. Display LED display merah 7 segmen, 6 digit 0,5”.7. Keyboard 36 tombol termasuk 19 tombol fungsi, 16 tombol hexadecimal dan 1

tombol yang dapat ditentukan sendiri fungsinya oleh pemakai (user define key).8. Speaker dan rangkaian penggerak speaker.9. Daerah untuk para pemakai breadborad disediakan area seluas 5,5”x1,36” untuk

keperluan para pemakai.10. Sistem konsumsi daya. Pemberi daya 5 volt tunggal, konsumsi arus 500 mA.11. Input daya utama. Input adaptor daya 9 Volt, 500 mA.

b. Spesifikasi SoftwareMPF-1 mempunyai program monitor 2 kilobyte yang dirancang untuk memudahkan fungsi-fungsi MPF-1. Setelah daya diberikan, monitor mulai bekerja. Disamping semua tombol pada keyboard, monitor mempunyai “memory checking routine”. Dibawah ini dapat dijumpai gambaran sekilas dari fungsi tombol-tombol pada key board :1. RS : Reset Sistem2. ADDR : Address = Set alamat memori3. REG : Register = Set nama register4. DATA : Memasukkan data ke memori atau register5. PC : Program Counter = Memanggil Program Counter6. + : Menambah alamat memori atau register dengan 1 (satu)7. - : Mengurangi alamat memori atau register dengan 1 (satu)8. STEP : Menjalankan program pemakai, instruksi demi instruksi (single step)9. SBR : Set Break Point (titik henti) dari program pemakai10. CBR : Clear Break Point = menghilangkan clear break point dari program pemakai11. MONI : MONITOR = kembali ke program monitor atau menghentikan programpemakai dengan seketika.12. GO : Menuju program pemakai atau menjalan program (fungsi monitor).13. INS : Menyelipkan 1 byte14. DEL : Delete = Menghapus 1 byte data dari memori15. MOVE : Memindahkan blok data dari satu area ke area lain16. RELA : RELATIVE = Menghitung alamat relatif17. TAPE WR: Menyimpan data memori ke tape audio (cassete)18. TAPE RD : Mengambil data dari tape audio19. INTR : Maskable Interrupt, dihubungkan dengan kaki INT dari CPU20. USER KEY : Tombol yang dapat ditentukan sendiri fungsinya oleh pemakai,dihubungkan dengan port Input 00, bit 6.21. AF BC DE HL, AF’ BC’ DE’ HL’, IX IY SP IIF SZ .N PNC SZ.N’ PNC’ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F = Hexa digit atau nama register.

C. ALAT YANG DIPAKAI1. System mikroprosesor MPF-12. Adaptor sebagai catu daya

D. LANGKAH KERJA PRAKTIKUM

I. PERCOBAAN 1 : Operasi ResetKeadaan reset dari system mikroprosesor dapat dicapai dengan :a. Penyalaan pertama kali atau pertama kali dihubungkan dengan penyedia daya dari

keadaan mati. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen.b. Tekan tombol ADDR amati dan catat apa yang ditampilkan LED 7 segmen.c. Tekan tombol RS, amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen.

II. PERCOBAAN 2 : Mengecek dan mengganti isi memori.a. Mengecek isi ROM

Tombol-tombol yang digunakan didalam operasi dasar ini adalah : ADDR, + , - , dan tombol-tombol heksadesimal. Karena isi ROM hanya bisa dibaca saja dan tidak dapat diubah, maka pada operasi ini hanya dilakukan pengecekan isinya saja tanpa pengubahan. Alamat ROM pada sistem MPF-1 adalah dari 0000H – 07FFH. Langkah-langkah untuk mengecek isi ROM:1. Pertama tekan tombol ADDR, kemudian masukkan alamat ROM yang akan

dilihat isinya, missal tekan tombol ADDR, kemudian 6, pada penampil akan tertampil alamat 0006H dan isinya. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen.

2. Untuk berpindah ke alamat yang lebih tinggi tekan tombol + dan Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen.

3. Untuk berpindah ke alamat yang lebih rendah tekan tombol – dan Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen.

Pada pengecekan isi ROM ini penampil yang berjumlah 6 digit akan menampilkan alamat pada 4 digit sebelah kiri dan data 2 digit paling kanan.

b. Mengecek isi RAMTombol-tombol yang digunakan didalam operasi dasar ini adalah : ADDR, DATA, + , - , dan tombol-tombol heksadesimal. Alamat RAM pada sistem MPF-1 adalah dari 1800H – 1FFFH. Langkahlangkah untuk mengecek maupun mengubah isi RAM :1. Pertama tekan tombol ADDR, kemudian masukkan alamat RAM yang akan

dituju, misal tekan tombol ADDR, kemudian 1808, pada penampil akan tertampil alamat 1008H dan isinya. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen.

2. Mengubah isi dari RAM dengan menekan tombol data diikuti data yang akan dimasukkan. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen.

3. Untuk mengubah isi RAM pada alamat yang lebih rendah tekan tombol – dan data yang akan dimasukkan. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen.

4. Untuk mengubah isi RAM pada alamat yang berbeda tekan tombol ADDR kemudian data yang akan dimasukkan. Amati dan catat apa yang ditampilkan oleh LED 7 segmen.

c. Mengecek dan Mengubah RegisterTombol-tombol yang digunakan didalam operasi ini adalah : Tombol

REG, DATA, + , - , dan tombol-tombol heksadesimal yang sekaligus merangkap sebagai tombol-tombol nama register. Langkahlangkah untuk mengecek maupun mengubah isi Register adalah sebagai berikut :1. Menekan tombol REG diikuti nama register yang akan dilihat isinya. Pada

penampil akan tertampil nama register yang bersangkutan pada digit ke 5 dan

ke 6 atau 2 digit paling kanan, sedangkan isinya tertampil pada digit ke 1 sampai ke 4 (4 digit sebelah kiri)

2. Menekan tombol data diikuti data yang akan dimasukkan untuk mengubah isi dari register berikutnya.

3. Menekan tombol + diikuti data yang akan dimasukkan.4. Melihat isi – isi dari register yang lain dengan menekan tombol + atau – Amati dan catatlah yang muncul pada penampil pada setiap langkah percobaan diatas.

III. PERCOBAAN 3 : Memasukkan Program dan Mengeksekusinyaa. Program sirine polisi.

1. Masukkan program di atas ke MPF-1 dengan langkah-langkah sebagai berikut:- Menekan tombol RS, PC, DATA lalu diikuti data yang ada pada alamat

1800H pada program yaitu 0 dan E.- Untuk alamat dan data selanjutnya dimasukkan dengan cara menekan

tombol + lalu diikutidatanya.2. Eksekusi program tersebut dengan menekan tombol RS, PC, kemudian GO,

secara berurutan.3. Amati dan catat yang terjadi pada MPF-1, baik penampilnya maupun bunyi

yang keluar.4. Hentikan program dengan menekan tombol RS.5. Eksekusi program yang sama tersebut dengan menekan tombol RS, ADDR,

“alamat awal”, GO. Alamat awal program adalah 1800H. Jadi, ditekan RS, ADDR, 1,8,0,0, GO.

6. Amati dan catat yang terjadi pada MPF-1, baik penampilnya maupun bunyi yang keluar dari speaker.

7. Hentikan program dengan menekan tombol RS.b. Program menampilkan tulisan HELP US

1. Masukkan program di atas ke dalam MPF-1 dengan melalui keyboard dengan cara sama seperti contoh program a, kemudian amati tampilan led display.

2. Ganti tulisan di atas dengan nama Anda 6 karakter saja dengan mengganti data di 1840 - 1845. Cara penulisan sbb :

c. Program menampilkan tulisan FLASH HELP US

1. Memasukkan program diatas kedalam MPF-1 dengan melalui keyboard dengan cara sama seperti contoh program b.

2. Ganti tulisan berkedip (FLASH) diatas dengan nama anda 6 karakter saja dengan mengganti data 1850-1855.

IV. PERCOBAAN 4 : Pngenalan Tombol Move.a. Pindahkan program Police Car Sirine diatas ke lokasi memori dengan alamat awal

1820H, dengan cara sbb :1. Mencari alamat akhir program Police Car sirine diatas dan mencatatnya.2. Menekan tombol MOVE, kemudian alamat awal yang lama yaitu 1800.3. Menekan tombol ‘+’ kemudian alamat akhir yang lama yaitu sesuai dengan

hasil pencatatan.4. Menekan tombol ‘+’ lagi kemudian alamat awal yang baru yaitu 18205. Menekan tombol GO6. Mengeksekusi program pada lokasi memori yang baru dengan menekan

tombol ADDR 1820 GO..b. Amati dan catat yang terjadi pada MPF-1 untuk setiap langkah percobaan diatas.

V. PERCOBAAN 5 : Pengenalan Tombol STEP

Masukkan program diatas ke dalam MPF-1 kemudian eksekusi per intruksi dengan menggunakan tombol STEP seperti berikut ini :1. Tekan tombol RS terlebih dulu diikuti PC kemudian tekan tombol STEP2. Lihat dan catat isi register Adengan menekan tombol REG kemudian AF.3. Tekan tombol PC kemudian STEP lagi.4. Lihat dan catat isi register B dengan menekan tombol REG kemudian tombol BC.

VI. PERCOBAAN 6 : Pengenalan Tombol SBR (Set Break Poin).

Masukkan program kedalam MPF-1, setelah memasukkan data pada alamat terakhir yaitu 1906H, tombol SBR ditekan. Ini berarti titik henti dari pengerjaan penggalan program tersebut ditetapkan pada alamat 1906H, yaitu alamat yang terakhir kali dieksekusi oleh CPU. Setelah selesai memasukkan program dan menetapkan titik henti, dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Menjalankan program diatas dengan menekan tombol ADDR, 1900, GO.2. Melihat dan mencatat isi dari register-register A B C dan Flip-flop Interupsi dengan

cara :- Menekan tombol REG untuk melihat isi dari reg A- Untuk melihat isi dari register B dan register C dengan menekan tombol +- Yang terakhir melihat isi dari register Flip-flop Interusi dengan menekan tombol IF.

3. Menghilangkan Titik Penggal – Tombol CBR ( Clear Break Point )Untuk menghilangkan titik penggal digunakan tmbol CBR, pemakaian tombol ini dapat dilakukan setiap saat. Setelah menekan tombol ini tampilan akan menjadi F.F.F.F. F.F. (Titik penggal diset pada FFFF FF).

VII. PERCOBAAN 7 : Berhenti Segera-Tombol MONI (monitor)Dalam menjalankan suatu program, banyak kesalahan yang bisa terjadi, contoh : Suatu program akan kehilangan kontrol bila CPU menjalankan Opcode yang tidak ada atau bila suatu program berputar terus tanpa akhir pada alamat-alamat tertentu. Bila tombol MONI ditekan monitor akan memeriksa SP (Stack Pointer) pemakai dan program berputar akan berakhir dan tampilan adalah : SYS-SP.

VIII. PERCOBAAN 8 : Penyisipan Data – Tombol INS ( insert )Penyisipan data pada alamat tertentu ( alamat di RAM) dapat dilakukan dengan menekan tombol INS.

IX. PERCOBAAN 9 : Penghapusan Data – Tombol DELTombol ini hanya berlaku jika tampilan berada dalam bentuk alamat – data. Penekanan tombol ini akan menyebabakan data dari alamat yang ditampilkan dihapus. Semua data yang berada dibawah alamat tersebut akan naik satu tingkat (alamat). Contoh :Misalkan isi RAM yang sekarang adalah seperti dibawah ini, dan ingin menghapus data pada alamat 1802.

X. PERCOBAAN 10 : Tombol RELA (Relative) – Perhitungan Alamat Relatif.Instruksi JR dan DJNZ menghendaki alamat relatif, MPF-1 menyediakan perhitungan alamat relative melalui tombol RELA.Contoh :Misalkan program yang telah dibuat mempunyai instruksi JR, alamat Opcode 1800 menginginkan loncat ke alamat 1804.

E. HASIL PERCOBAANPercobaan tiga menampilkan tukisan Percobaan enam menghilangkan titik penggal

F. PEMBAHASANPada praktikum ini bertujuan agar praktikan dapat memahami dasar

pengoperasian sistem mikroprosesor, mengetahui fungsi dari tiap-tiap tombol atau keyboard yang terdapat pada system mikroprosesor, serta dapat mengeksekusi program yang dimasukkan. Untuk mencapai tujuan tersebut, dilakukan sepuluh percobaan. Percobaan pertama adalah keadaan awal saat dihubungkan dengan penyedia daya. Dengan menakan tombol ADDR dan RS maka tampilan pada seven segmentnya adalah UPF-1.

Pada percobaan kedua dilakukan tiga pengecekan yaitu, mengecek RAM, mengecek ROM, dan mengecek atau mengubah isi register. Untuk mengecek ROM dapat dilakukan dengan menekan tombol ADDR kemudian memasukkan alamat ROM yang ingin diketahui alamatnya. Kemudian untuk melihat nialai ROM di atasnya dengan menekan tombol positif (+), untuk melihat alamat di bawahnya dengan menekan tombol negatif (-). Sama halnya dengan pengecekan ROM, pada pengecekan RAM juga dilakukan dengan menggunakan tombol ADDR maka akan tertampil alamat RAM yang diinginkan. Namun, panda pengecekan ini untuk memasukkan alamat RAM lain yang ingin dicek harus menekan tombol DATA sehingga alamat RAM yang diinginkan dapat diketahui.

Selain itu pada percobaan kedua ini juga dilakukan untuk mengubah isi register. Nilai register ini adalah digid ke-lima dan ke-6 atau dua digit paling kanan. Isi register tersebut dapat diubah dengan menekan tombol REG kemudian nama register yang akan dilihat, maka nama registernya akan tertampil. Untuk mengubah isi register berikutnya dengan menekan tombol DATA.

Kemudian pada percobaan ketiga adalah untuk mengeksekusi program yang telah dimasukkan. Pada percobaan ini praktikan dapat mengeksekusi data yang dimasukkan seperti membuat sirine, menampilkan tulisan, serta tulisan Flash. Dengan menekan tombol RS untuk meriset terlebih dahulu, kemudian PC untuk memasukkan alamat

program. Selanjutnya tombol DATA untuk memasukkan bahasa mesinnya dan tombol + untuk data selanjutnya. Setelah semua data untuk mengeksekusinya dengan menekan tombol RS, PC kemudian GO. Untuk membuat tulisan dan tulisan dengan flash dilakukan dengan langkah yang sama dengan alamat yang sesuai.

Selanjutnya pada percobaan keempat adalah memindahkan alamat awal program dengan menekan tombol MOVE kemudian memasukkan alamat awal yang lama, selanjutnya tombol + dan memasukkan alamat awal yang ingin dipindahkan kemudian menekan tombol GO maka alamat awalnya akan dipindahkan ke alamat awal yang baru.

Percobaan kelima yaitumengeksekusi tombol STEP dengan menekan tombol RS emudian PC untuk memasukkan alamat awal dan tekan tombol STEP. Kemudian dengan menekan tombol REG + AF, PC dan STEP maka akan muncul alamat pada step setelahnya.

Selanjutnya pada percobaan keenam dilakukan untuk menentukan titik berhenti dari pengerjaan program, yaitu dengan menekan tombol MPF-1 kemudian alamat terakhit dan tekan tombol SBR maka titik akhir pengerjaan program telah ditentukan. Selain itu juga untuk menghilangkan titik penggal pada alamat yang ditampilan, yaitu dengan menekan tombol CBR maka akan tertampil F.F.F.F. F.F. pada seven segment.

Kemudian percobaan ketujuh adalah untuk menghentikan program seketika apabila terdapat error pada program yang berjalan terus menerus tanpa diinginkan. Dilakukan dengan menekan tombol MONI pada keyboart maka program akan berhenti dengan tampilan SYS-SP. Pada percobaan kedelapan adalah untuk menyisipkan data pada alamat tertentu dilakukan dengan menekan tombol INS dan masukkan data yang ingin disisipkan.

Pada percobaan sembilan adalah untuk menghapus data, dengan menekan tombol DEL pada data yang akan dihapus maka data di bawahnya akan naik satu tingkat. Dan percobaan terakhir adalah untuk perhitungan relatif yang disediakan dengan tombol RELA yang ada pada keyboard untuk menghitung alamat relatif.

G. KESIMPULANDengan melakukan beberapa percobaan di atas praktikan telah memahami,

mengenal serta dapat menjalankan sistem mikroprosesor.