Rangkaian uP 8086 dengan 7Segment dan push button

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan bahan

3. Dasar Teori

4. Langkah Percobaan

5. Rangkaian Simulasi

6. Prinsip Kerja

7. Video

8. Link Download

1. Tujuan [kembali]

Mempelajari rangkaian aplikasi dari uP 8086
Mempelajari prinsip kerja aplikasi 7segment dan push button
Mempelajari simulasi rangkaian aplikasi dari uP 8086 dengan 7Segment dan push button

2. Alat dan Bahan [kembali]

a. Alat

1). uP 8086

dengan spesifikasi

2). 74HC373

dengan functional diagram

3). 8255a

4). 7 Segment

Layar LED tujuh segmen berukuran 14,2 mm (0,56 inci) dirancang untuk jarak pandang hingga 7 meter (23 kaki). Perangkat ini menggunakan paket dan konfigurasi pin standar industri. Baik perangkat numerik maupun perangkat overflow ±1 dilengkapi dengan titik desimal di sebelah kanan. Semua perangkat tersedia dalam konfigurasi anoda umum atau katoda umum.

5). SPST Push Button

Sakelar tombol tekan sementara tipe single pole single throw (SPST) adalah mekanisme sederhana untuk mengontrol suatu tindakan pada mesin atau proses listrik lainnya. Sakelar ini dapat ditemukan di lingkungan rumah, kantor, dan industri. Sakelar ini sangat cocok untuk berbagai aplikasi, termasuk peralatan medis dan telekomunikasi.

6). Resistor

Spesifikasi resistor

7). Ground

3. Dasar Teori [kembali]

a. 8086 (Intel 8086 — mikroprosesor 16-bit)

Intel 8086 adalah mikroprosesor 16-bit generasi awal (diperkenalkan 1978) yang menjadi dasar arsitektur x86. Memiliki bus data 16 bit dan bus alamat 20 bit sehingga mendukung ruang alamat hingga 1 MB. 8086 bekerja pada mode pipelined sederhana dengan register umum (AX, BX, CX, DX), register indeks (SI, DI), pointer (BP, SP) dan register segmen (CS, DS, ES, SS). Instruksi bisa bersifat 8, 16 atau kombinasi; akses memori dilakukan lewat segmen:offset (segment base ×16 + offset). Kontrol bus meliputi sinyal RD, WR, ALE, BHE, M/IO, READY, INTA dan sinyal clock/interrupt. Dalam desain embedded klasik, 8086 sering dihubungkan dengan latch alamat/data dan peripheral I/O melalui bus transceiver (mis. 8286/8288), decoder memori, DMA controller, dan peripheral seperti 8255.

Poin penting:

Arsitektur: 16-bit internal, 20-bit alamat (1 MB).
Mode pengalamatan: segment:offset.
Sinyal kontrol: ALE (Address Latch Enable), BHE (Bus High Enable), M/IO (Memory/Input-Output).
Interfacing: perlu latch (untuk multiplexed address/data), buffer/transceiver, dan dekoder alamat untuk memori/I-O.

b. 74HC373 (Octal transparent latch)

74HC373 adalah IC keluarga CMOS (HC) berupa octal transparent D-latch dengan output tri-state dan input enable (G / latch enable) serta output enable (OE). Ketika latch-enable aktif (biasanya high untuk transparent), input D diteruskan langsung ke Q (transparent mode). Saat latch-enable menjadi low, data terakhir dikunci di Q (latched). Output enable mengontrol apakah keluaran Q terlihat pada bus (aktif rendah pada banyak varian). Karena memiliki delapan saluran, 74HC373 sering dipakai untuk latching alamat rendah ketika memakai mikroprosesor dengan alamat/data multiplexed (mis. ALE dari 8086), atau untuk membuat bus data/ alamat yang bisa dibagi.

Poin penting:

Fungsi: 8× D-latch transparent dengan OE (tri-state).
Biasanya digunakan untuk: menahan alamat/data, memisahkan bus multiplexed.
Sinyal utama: LE (latch enable / ALE), OE (output enable).
Tegangan kerja: TTL kompatibel (umumnya 2–6 V, tipikal 5 V).

c. 8255A (Programmable Peripheral Interface — PPI)

8255A adalah Programmable Peripheral Interface dari Intel untuk sistem mikroprosesor klasik (sering dipakai dengan 8085/8086). Menyediakan 24 garis I/O yang dibagi menjadi tiga port 8-bit: Port A, Port B, dan Port C (yang bisa dipecah jadi PC0–PC7 untuk bit individual). 8255 dapat diprogram dalam mode operasi (Mode 0, Mode 1, Mode 2) untuk fungsionalitas berbeda: Mode 0 = simple input/output; Mode 1 = strobed I/O (handshaking); Mode 2 = bi-directional bus untuk Port A (handshaking kompleks). Konfigurasi diatur lewat Control Word Register. Komunikasi I/O dilakukan lewat bus data mikroprosesor, sinyal chip select, read/write dan dekoder alamat.

Poin penting:

Port: A (8 bit), B (8 bit), C (8 bit, bisa bitwise).
Mode: 0 (simple I/O), 1 (input/output dengan handshaking), 2 (bidirectional bus pada Port A).
Kontrol: menulis control word untuk set mode dan arah port.
Interfacing: hubungkan CS, RD, WR, dan lines address/data; butuh dekoder alamat.

d. 7-segment (Common Anode)

Display 7-segment adalah modul visual yang menampilkan angka (0–9) dan beberapa huruf sederhana menggunakan 7 segmen LED (plus kadang titik desimal). Pada common anode, semua anoda LED segmen disatukan ke satu pin VCC, sedangkan tiap segmen dikendalikan dengan menarik katoda ke ground melalui resistor pembatas arus. Untuk menyalakan segmen tertentu, mikrokontroler/driver harus mengeluarkan logika rendah (sink current). Untuk menampilkan beberapa digit, umumnya digunakan multiplexing: setiap digit memiliki common anode (atau katoda) yang dikontrol secara bergantian sangat cepat sehingga mata melihat semua digit menyala bersamaan.

Poin penting:

Polaritas: common anode → hubungkan common ke +V, segmen di-sink ke GND untuk menyalakan.
Dibutuhkan resistor seri per segmen (atau per digit tergantung desain) untuk membatasi arus.
Multiplexing: hemat pin dengan mengaktifkan satu digit tiap waktu dan mengatur segmen sesuai pola angka.
Driver: bisa menggunakan transistor/NPN atau driver khusus (mis. 74HC595 + transistor, atau driver BCD→7-segment seperti 7447 untuk common cathode — untuk common anode gunakan driver yang sesuai atau ubah logika).

e. Push Button (tombol tekan)

Push button adalah input mekanis sederhana untuk memberikan sinyal logika momenter (on/off). Dalam rangkaian digital, tombol biasanya dihubungkan dengan konfigurasi pull-up atau pull-down untuk memastikan level logika stabil saat tombol tidak ditekan. Masalah umum adalah bouncing (kontak mekanis bergetar saat ditekan/lepaskan) sehingga sinyal digital akan terdeteksi berkali-kali; solusi: debouncing hardware (RC + Schmitt trigger) atau debouncing software (delay + sampling atau state machine). Untuk interfacing ke MCU/mikroprosesor: gunakan input digital dengan resistor pull (internal atau eksternal), dan sediakan proteksi sederhana bila perlu (RC, R series).

Poin penting:

Konfigurasi: pull-up (lebih umum, aktif low saat ditekan) atau pull-down (aktif high).

Debounce: penting — pakai software (penundaan + konfirmasi stabil) atau hardware (RC filter + Schmitt).

Pengkabelan: hubungkan satu terminal ke VCC/GND dan terminal lainnya ke pin input; gunakan resistor 10k typical sebagai pull.

Safety: jangan sambungkan langsung tombol ke pin tanpa pull — menyebabkan floating input.

f. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.

Simbol Resistor Sebagai Berikut :

Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan dengan huruf “R”. Kemudian pada desain skema elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf “R”, resistor variabel disimbolkan dengan huruf “VR” dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan huruf “VR” dan “POT”.

Kapasitas Daya Resistor

Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalamsatuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik besar. Menentukan kapasitas daya resistor ini penting dilakukan untuk menghindari resistor rusak karena terjadi kelebihan daya yang mengalir sehingga resistor terbakar dan sebagai bentuk efisiensi biaya dan tempat dalam pembuatan rangkaian elektronika.

Nilai Toleransi Resistor

Toleransi resistor merupakan perubahan nilai resistansi dari nilai yang tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan resistor dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai torleransi resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%), resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%).

Nilai toleransi resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan kode warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi 5% maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas atau dengan kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar. Resistor yang banyak dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan resistor 1%.

Jenis-Jenis Resistor

Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam atau resistor metal film.

Resistor Kawat (Wirewound Resistor)

Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar.

Resistor Arang (Carbon Resistor)

Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual belikan. Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt.

Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor)

Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini mirip denganresistor kabon hanya beda warna dan jumlah cicin warna yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti resistorkarbon, resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer.

Kemudian berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap (Variable Resistor)

Resistor Tetap(Fixed Resistor)

Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidap dapat diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis, seperti :

Metal Film Resistor
Metal Oxide Resistor
Carbon Film Resistor
Ceramic Encased Wirewound
Economy Wirewound
Zero Ohm Jumper Wire
S I P Resistor Network

Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)

Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu :

Pontensiometer, tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya secara langsung karena telah dilengkapi dengan tuas kontrol. Potensiometer terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan Potensiometer Logaritmis
Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang membutuhkan alat bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya. Pada umumnya resistor jenis ini disebut dengan istilah “Trimer Potensiometer atau VR”
Thermistor, yaitu tipe resistor variable yangnilairesistansinya akan berubah mengikuti suhu disekitar resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu NTC dan PTC. Untuk lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam artikel yang lain.
LDR (Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR tersebut.

Jenis-jenis resistor tetap dan variable diatas akan dibahas lebih detil dalam artikel yang lain.

Menghitung Nilai Resistor

Nilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daaya besar dan resistor variable.

Kode Warna Resistor

Cicin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari cicin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti dan nilai dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu :

Resistor Dengan 4 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.

Resistor Dengan 5 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.

Resistor Dengan 6 Cincin Warna

Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.

Kode Huruf Resistor

Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah karenanilia resistansi dituliskan secara langsung. Pad umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor.

Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :

R, berarti x1 (Ohm)
K, berarti x1000 (KOhm)
M, berarti x 1000000 (MOhm)

Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :

F, untuk toleransi 1%
G, untuk toleransi 2%
J, untuk toleransi 5%
K, untuk toleransi 10%
M, untuk toleransi 20%

Rumus Resistor:

Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :

Dimana V adalah tegangan, I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan

Mencari resistansi total dalam rangkaian dapat menggunakan :

Seri : R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ….. + R_n

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

Paralel: 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ….. + 1/R_n

Dimana :
R_total = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

g). Power Supply

Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika. Power supply atau catu daya adalah suatu alat atau perangkat elektronik yang berfungsi untuk merubah arus AC menjadi arus DC untuk memberi daya suatu perangkat keras lainnya. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak-balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah. Power supply/unit catu daya secara efektif harus mengisolasi rangkaian internal dari jaringan utama, dan biasanya harus dilengkapi dengan pembatas arus otomatis atau pemutus bila terjadi beban lebih atau hubung singkat. Bila pada saat terjadinya kesalahan catu daya, tegangan keluaran DC meningkat di atas suatu nilai aman maksimum untuk rangkaian internal, maka daya secara otomatis harus diputuskan.

Simbol di proteus

4. Langkah Percobaan [kembali]

1. Rangkaian

Rangkai mikroprosesor 8086 dengan rangkaian pendukungnya (74HC373 sebagai latch, dan 8255 PPI sebagai antarmuka I/O).
Hubungkan Port A (8255) ke display 7-segmen.
Hubungkan Port B (8255) ke deretan tombol/saklar sebagai input.
Hubungkan Port C (8255) sebagai port kontrol sesuai konfigurasi program.

2. Program

Masukkan listing program assembly yang sudah dibuat ke simulator/assembler.
Program akan menginisialisasi 8255 agar Port A → Output, Port B → Input, dan Port C → Output.

3. Eksekusi Program

Jalankan program.
Sistem akan masuk ke loop utama (XX:) untuk terus membaca input dari Port B (tombol).

Uji Tombol

Tekan salah satu tombol pada rangkaian input.
Perhatikan perubahan data pada Port B yang dibaca oleh mikroprosesor.
Program akan melompat ke subrutin yang sesuai (S0–S7).

Pengamatan Output

Lihat tampilan angka pada 7-segmen:
Jika tombol pertama ditekan → tampil angka 0.
Jika tombol kedua ditekan → tampil angka 1.
Jika tombol ketiga ditekan → tampil angka 2.
… dan seterusnya hingga tombol ke-8 untuk angka 7.

5. Rangkaian Simulasi [kembali]

6. Prinsip Kerja [kembali]

Prinsip kerja rangkaian ini diawali dengan konfigurasi IC 8255 PPI oleh mikroprosesor 8086, di mana melalui instruksi awal program ditetapkan bahwa Port A digunakan sebagai output, Port B sebagai input, dan Port C sebagai output tambahan dalam mode 0. Konfigurasi ini dilakukan dengan mengirimkan data kontrol ke register kontrol 8255. Setelah inisialisasi, program masuk ke loop utama yang terus-menerus membaca data dari Port B. Port B terhubung ke rangkaian tombol yang bersifat aktif rendah (active low), sehingga setiap tombol yang ditekan akan menghasilkan pola biner tertentu pada Port B, misalnya 11111110B untuk tombol pertama, 11111101B untuk tombol kedua, dan seterusnya. Pola ini kemudian dibandingkan secara berurutan menggunakan instruksi CMP dan JZ. Jika pola yang dibaca sesuai dengan salah satu kondisi, program melompat ke subrutin yang telah diprogram khusus (S0–S7).

Setiap subrutin berfungsi untuk mengirimkan data biner ke Port A, di mana data tersebut merupakan pola penyalaan segmen pada display 7-segmen untuk menampilkan angka tertentu. Sebagai contoh, subrutin S0 mengirimkan data 11000000B ke Port A untuk menampilkan angka “0”, sedangkan S1 mengirimkan 11111001B untuk menampilkan angka “1”, dan seterusnya hingga S7. Data ini diteruskan dari Port A 8255 ke kaki-kaki 7-segmen sehingga segmen yang sesuai akan menyala dan membentuk angka. Proses ini berlangsung secara terus-menerus dalam loop tanpa henti, sehingga sistem mampu menampilkan angka sesuai tombol yang sedang ditekan pada 7-segmen secara real-time. Dengan demikian, kombinasi antara 8086, latch 74HC373, dan 8255 PPI membentuk sistem antarmuka sederhana yang menghubungkan input berupa tombol dengan output berupa display numerik.

Search This Blog

2010953016_Hafidh Hamonangan