Rangkaian uP 8086 dengan LCD 16x2 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 LCD 16x2 dan push button
Mempelajari simulasi rangkaian aplikasi dari uP 8086 dengan LCD 16x2 dan push button

2. Alat dan Bahan [kembali]

a. Alat

1). uP 8086

dengan spesifikasi

2). 74HC373

dengan functional diagram

3). 8255a

4). LCD 16 x 2

LCD 16×2 merupakan modul tampilan berbasis kristal cair yang mampu menampilkan karakter alfanumerik dalam dua baris, di mana setiap baris terdiri dari 16 karakter. LCD ini banyak digunakan sebagai media output pada sistem mikroprosesor dan mikrokontroler karena memiliki konsumsi daya yang rendah, mudah dihubungkan dengan rangkaian digital, serta mampu menampilkan informasi secara jelas melalui karakter ASCII.

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. LCD16x2

LCD 16×2 adalah perangkat output elektronik yang menggunakan teknologi Liquid Crystal Display untuk menampilkan data dalam bentuk karakter. Modul ini terdiri dari dua baris tampilan dengan masing-masing 16 karakter dan dikendalikan menggunakan sinyal data serta sinyal kontrol seperti Register Select (RS), Read/Write (RW), dan Enable (E). LCD 16×2 umumnya dioperasikan pada mode 8-bit atau 4-bit dan banyak diaplikasikan pada sistem berbasis mikroprosesor sebagai penampil data.

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 beserta rangkaian pendukungnya, yaitu IC 74HC373 sebagai address latch dan IC 8255 PPI sebagai antarmuka input/output.
Hubungkan Port A (8255) ke jalur data LCD 16×2 (D0–D7) sebagai media output tampilan.
Hubungkan Port C (8255) ke jalur kontrol LCD yang terdiri dari pin RS, RW, dan Enable (E).
Hubungkan Port B (8255) ke rangkaian tombol tekan sebagai input dengan konfigurasi pull-up resistor, sehingga tombol bekerja secara aktif rendah.
Hubungkan pin VSS LCD ke GND, VDD ke sumber tegangan +5 V, dan VEE ke potensiometer untuk mengatur kontras tampilan LCD.

2. Program

Masukkan listing program assembly yang telah dibuat ke dalam assembler atau simulator.
Program akan melakukan inisialisasi data segment dan mengatur mode kerja IC 8255 sehingga:
- Port A berfungsi sebagai output untuk data LCD,
- Port B berfungsi sebagai input untuk membaca tombol,
- Port C berfungsi sebagai output untuk sinyal kontrol LCD.
Program juga melakukan inisialisasi LCD 16×2 agar siap menerima perintah dan data.

3. Eksekusi Program

Jalankan program pada simulator atau rangkaian yang telah dirakit.
Setelah program berjalan, sistem akan masuk ke loop utama untuk terus membaca kondisi tombol melalui Port B.

4. Uji Tombol

Tekan salah satu tombol pada rangkaian input.
Mikroprosesor akan membaca perubahan logika pada Port B sesuai tombol yang ditekan.
Program akan mengeksekusi subrutin yang sesuai dengan tombol tersebut dan mengirimkan kode ASCII angka ke LCD.
Jika tombol CLEAR ditekan, program akan menghapus seluruh tampilan LCD dan mengembalikan kursor ke posisi awal.

5. Pengamatan Output

Amati tampilan pada LCD 16×2.
Hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:
- Jika tombol pertama ditekan, LCD menampilkan angka 0.
- Jika tombol kedua ditekan, LCD menampilkan angka 1.
- Jika tombol ketiga ditekan, LCD menampilkan angka 2.
- Dan seterusnya hingga tombol berikutnya menampilkan angka sesuai urutan.
Setiap angka yang ditekan akan tampil secara berurutan pada LCD seperti tampilan pada kalkulator.

5. Rangkaian Simulasi [kembali]

6. Prinsip Kerja [kembali]

Rangkaian sistem ini menggunakan mikroprosesor 8086 yang dihubungkan dengan IC 8255 sebagai antarmuka input dan output. LCD 16×2 digunakan sebagai perangkat output untuk menampilkan karakter angka, sedangkan tombol tekan berfungsi sebagai perangkat input. Port A pada IC 8255 dihubungkan ke jalur data LCD, port C digunakan sebagai jalur kontrol LCD yang terdiri dari sinyal RS, RW, dan Enable, sedangkan port B dihubungkan ke tombol-tombol input dengan konfigurasi pull-up resistor sehingga bekerja secara aktif rendah.

Pada saat sistem diaktifkan, program terlebih dahulu menginisialisasi data segment dan mengatur mode kerja IC 8255 sehingga port A dan port C berfungsi sebagai output, sedangkan port B sebagai input. Selanjutnya LCD 16×2 diinisialisasi agar siap menerima perintah dan data. Program utama kemudian membaca kondisi tombol melalui port B secara terus-menerus. Ketika salah satu tombol angka ditekan, mikroprosesor mengirimkan kode ASCII dari angka tersebut ke LCD sehingga angka ditampilkan secara berurutan seperti pada kalkulator. Apabila tombol CLEAR ditekan, program akan mengirimkan perintah clear display ke LCD sehingga seluruh tampilan dihapus dan kursor kembali ke posisi awal.

Dengan kombinasi antara perangkat keras dan perangkat lunak ini, sistem mampu menampilkan input tombol dalam bentuk karakter pada LCD 16×2. Penggunaan IC 8255 memungkinkan pengaturan port input dan output secara fleksibel, sementara pemrograman assembly 8086 memberikan kontrol penuh terhadap proses pengiriman data dan perintah ke LCD.

Search This Blog

2010953016_Hafidh Hamonangan