TKC210 - Teknik Interface dan Peripheral. Eko Didik Widianto

Transkripsi

1 TKC210 - Teknik Interface dan Peripheral Eko Didik Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

2 Bahasan Kuliah Koneksi peripheral I/O sederhana ke mikrokontroler secara langsung (direct I/O) dan terprogram (memory-mapped I/O) 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 Analisis pewaktuan dan pembebanan

3 Kompetensi Mahasiswa mampu menjelaskan perbedaan operasi direct I/O dan program-controlled I/O dengan tepat Mahasiswa mampu mengaplikasikan teknik antarmuka secara direct I/O dan program-controlled I/O dengan tepat Mahasiswa mampu menganalisis pewaktuan dan pembebanan dalam interkoneksi prosesor dan peripheral I/O

4 Referensi 1. Ken Arnold, Embedded Controller Hardware Design, Bab 8, Microcontroller Interfacing Switch Debouncing.

5 Bahasan

6 Direct I/O 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 Perlu menerjemahkan spesifikasi dan batasan kemampuan rangkaian 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

7 Port I/O Port I/O dipetakan ke alamat SFR (Special Function Register) Lokasi memori data internal di 80h - FFh Dapat memberikan arus ua Bersifat bit-addressable 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)

8 Reset dan Set Port I/O 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: MOV 90h, #0 ; Reset semua jalur P1 MOV P1, #0 ; P1 adalah nama simbol untuk port 1 CLR 97h ; Clear jalur di alamat 97h (P1.7) CLR P1.7 ; Menggunakan simbol MOV 90h, ; Set semua jalur P1 dengan 1 #FFh MOV P1, ; P1 adalah nama simbol untuk port 1 #0ffh SETB 97h ; Set jalur di alamat 97h (P1.7) SETB P1.7 ; Menggunakan simbol JB P1.0,addr ; Jump ke <addr> jika bit P1.0 set

9 Transfer Data di Port I/O Contoh: MOV 90h,A ; Data dari akumulator dikirimkan ke port 1 MOV P1,A ; Menggunakan nama simbol MOV A,P1 ; ACC <= Port 1 MOV C,P1.1 ; C <= P1.1

10 Rangkaian Port I/O Operasi: masukan (I), keluaran (O) atau masukan/keluaran (I/O) Input: NMOSFET dimatikan dengan menulis 1 Pull-up secara internal

11 Pin I/O Dua Arah Pull-up sebagai current source Sekitar 50uA ke beban eksternal Arus sink lebih besar, beberapa ma

12 Batasan Arus Keluaran Arus source? 50uA Arus output low: 15 ma (max), absolute max Jika lebih akan merusak chip LED butuh 10mA agar terang Tegangan di kaki LED volt Arus total sink untuk 8 port: 26 ma Jika semua LOW, maka tiap port sekitar 3 ma Arus yang mengalir di LED adalah mA

13 Supply Lebih Banyak Arus Arus source= 50uA Arus yang mengalir di LED adalah 50u β β merupakan gain transistor NPN Kebutuhan arus besar: transistor Darlington LED butuh 10-20mA agar terang penuh Tegangan di kaki LED volt

14 Driver Luaran PNP Arus sink lebih besar daripada source Untuk arus sink low 1.6mA dan gain transistor 50, arus LED 80mA

15 Saklar Mikrokontroler sudah mempunyai resistor pullup Nilai masukan 1 saat saklar terbuka Nilai masukan 0 saat saklar tertutup Problem: bouncing, osilasi antara 1 dan 0 Berhenti setelah beberapa mdetik Perlu debouncer Mengabaikan transisi 1 dan 0 untuk beberapa waktu

16 Debouncer Tipe: Rangkaian IC MAX6816, MC14490 Digital swictch (PLD) Software Menggunakan inverter

17 Operasi Debouncer

18 Saklar Terisolasi dengan Opto-isolator Pertimbangan safety menggunakan phototransistor MCT62: dual phototransistor Vin=0, maka masukan mikro HIGH Arus sink: 500uA Vin maksimum: 61.5Volt = 1.5V + 60mA. 1k Vin minimum: 1+1.5V=2.5V, sehingga arus yang mengalir 1/1k=1mA bisa membuat LED aktif

19 Keyboard Matriks Termultipleks: 4 row, 4 column Menghemat pin: 64 kunci? IC keypad: 74HC922 menggunakan 4-ke-2 enkoder: column menggunakan 2-ke-4 decoder: row 8-ke-3 enkoder dan 3-ke-8 dekoder Dapat dipetakan di

20 Tampilan Matriks Termultipleks: scanned/refreshed secara kolum dan baris

21 Memory-mapped I/O Partial Address Decoding Pengalamatan memory-mapped I/O untuk switch dan LED

22 Peta Alamat I/O