1. Pendekodean Alamat
Rangkaian untuk pendekodean alamat dipilih sistem Pendekodean Alamat Dapat Dipilih, dengan pertimbangan jika ternyata alamat yang diset sama dengan alamat peralatan lain maka dengan mudah dapat diganti. Rangkaian pendekodean alamat ini menggunakan sebuah IC pembanding 8 bit SN 74LS688, tiga buah jumper dan sebuah larik tahanan yang terdiri dari 3 buah resistor, seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Penentuan alamat dilakukan dengan mengeset jumper, jika tidak di-jumper maka input yang bersangkutan (Qn) mendapat tegangan +5V melalui salah satu dari 3 buah resistor yang ada, sedang jika di-jumper maka input tersebut dihubungkan dengan GND dan resistor yang ada akan mencegah terjadinya hubungan singkat.

2. Clock
Sebagai pembangkit Clock (detak) ADC, digunakan IC 7402 yang terdiri atas 4 buah gerbang NOR. Dan untuk mendapatkan frekuensi clock digunakan komponen resistor sebesar 330 O dan kapasitor sebesar 1 nano, sehingga frekuensi clock-nya = 1/(4RC) = 75,76 KHz.

3. Pengubah Analog ke Digital (ADC)
Untuk pengubah analog ke digital digunakan piranti keluaran dari ADC 0809. Perhatikan gambar di bawah ini

Sesuai gambar di atas, cara kerja ADC 0809 bisa dijelaskan sebagai berikut. Mula-mula dipilih isyarat analog input mana yang akan dikonversi (IN0 s/d IN07), pemilihan ini dilakukan dengan cara memberikan kombinasi 3 bit alamat (CBA) yang sesuai kepada dekoder menurut tabel kebenaran di bawah ini

Setelah itu, kombinasi ketiga bit tersebut dikunci/digrendel dengan memberikan isyarat ALE (Address Latch Enable). Selanjutnya isyarat input analog yang dipilih siap untuk dikonversi, yaitu dengan memberikan isyarat SC (Start Conversion). Setelah konversi selesai, maka ADC 0809 akan mengeluarkan isyarat EOC (End of Conversion). Untuk membaca hasil konversinya pada output, sebelumnya harus diberikan dahulu isyarat OE (Output Enable). Desain lengkap dari antarmuka ADC adalah seperti gambar di bawah ini

3. Port I/O
Seperti gambar lengkap desain antar muka ADC di atas, sebagai port I/O digunakan PPI 8255 yang menyediakan 24 pin input/output yang dapat dikonfigurasikan dalam satu, dua, atau tiga port I/O. PPI 8255 dipakai dalam bentuk pin DIP, menggunakan catu daya tunggal +5 V. Pemakaian pin PPI 8255 dalam rancangan ADC ini dapat dilihat pada tabel pemakaian PPI 8255 di bawah ini

Pemrograman dilakukan dengan format tertentu ke dalam register control word yang ada dalam PPI 8255 (perhatikan gambar di bawah ini)

Dari Tabel pemakaian PPI 8255 dan gambar di atas maka inisialisasi PPI 8255 adalah seperti yang ditunjukkan berikut ini

Keterangan
- D0 : PC0 – PC3 (port C_lowwer), logika 0 = output
- D1 : PB0 – PB7 (port B), logika 1 = input
- D2 : Mode untuk port B, logika 0 = Mode 0
- D3 : PC4 – PC7 (port C_upper), logika 1 = input
- D4 : PA0 – PA7 (port A), logika 0 = output
- D5, D6 : Mode untuk port A, logika 0 = Mode 0
- D7 : Mode Set Flag, logika 1 = Aktif

Secara ringkas operasi dasar PPI 8255 ditunjukkan dalam tabel di bawah ini

Berdasarkan inisialisasi PPI 8255 yang diberikan dan tabel operasi dasar PPI 8255 di atas serta desain pendekodean alamat diperoleh alamat untuk masing-masing port seperti tabel di bawah ini

Berikut penjelasannya: perhatikan kembali gambar desain pendekodean alamat, keluaran P mempunyai nilai sama dengan masukan Q yang bersesuaian. Dari sifat ini Nilai A9 (P7) sama dengan Q7, artinya A9 berlogika 1 karena pin Q7 terhubung dengan V­_CC, demikian juga dengan A8. Sedangkan A5 – A7 berlogika 0 karena pin Q3 – Q5 terhubung dengan ground. Nilai A2 – A4 tergantung jumper pada input Q0, Q1, dan Q3. Jika kamu tidak memberikan jumper maka ketiganya berlogika 1, jika sebaliknya berlogika 0 (tabel di atas menunjukkan A2 – A4 berlogika 1, artinya tidak di-jumper). Selanjutnya untuk nilai A0 dan A1 didapat dari inisialisasi PPI 8255.

Jadi kesimpulannya port A dialamati dengan nilai (011 0001 1100)_bin atau 31CH, port B dialamati dengan nilai (011 0001 1101) _bin atau 31DH, port C dialamati dengan nilai (011 0001 1110)_bin atau 31EH, port kendali dialamati dengan nilai (011 0001 1111)_bin atau 31FH.

Alamat port kendali PPI yaitu : 31FH diisi dengan nilai 8AH (dari inisialisasi PPI 8255) atau dalam bahasa Delphi ditulis: Port[$31F] := $8A

Secara visual komponen utama yang dipasang dalam rancangan antarmuka ADC seperti gambar dibawah ini

Nuwun..

Antarmuka dipergunakan untuk dialog antara prosesor dengan peralatan peripheral. Antarmuka harus diaktifkan ketika prosesor akan membaca atau memberi keluaran data dari/ke peripheral. Cara untuk mengaktifkan antarmuka ada dua yaitu : I/O memori terpeta (memory mapped I/O) dan I/O terisolasi (isolated I/O).

Pada I/O memori terpeta, setiap komponen antarmuka dipilih seperti memilih suatu register. Oleh karena itu, setiap komponen mempunyai alamat yang ditentukan dengan tepat. Alamat semua komponen I/O secara bersama-sama merupakan ruang alamat I/O dan dapat dengan sempurna dihubungkan dengan ruang alamat ROM/RAM. Sebagai konsekuensinya, antarmuka membutuhkan logika pengurai (dekoder). Jika alamat antarmuka ada pada bus alamat, maka dekoder akan memberikan sinyal sehingga komponen-komponen antarmuka dapat diaktifkan. Pengaktifan komponen-komponen antarmuka dilakukan dengan memberikan sinyal rendah (low) kepada chip select (CS).

Pada I/O terisolasi, memori dan komponen I/O merupakan unit-unit dengan ruang alamat masing-masing. Untuk itu, I/O membutuhkan saluran pengendali dan alamat. Pada I/O terisolasi hanya terdapat dua instruksi yakni instruksi masuk dan instruksi keluar. Pada PC dipilih I/O terisolasi karena kebutuhan akan penyimpanan selalu bertambah.

1. ADC (Analog to Digital Converter)
Proses mengubah sinyal analog menjadi sinyal yang ekivalen dalam bentuk digital disebut pengubahan analog ke digital (ADC). ADC yang paling banyak digunakan adalah ADC dengan metode pendekatan berulang (successive-approximation) dengan alasan waktu konversinya yang singkat dan konstan. ADC jenis ini terdiri atas perbandingan tegangan, pengubah digital ke analog (DAC), SAR (successive-approximation register) dan detak (clock). ADC membagi range tegangan masukan menjadi 2ⁿ – 1 band (pita) dengan n adalah jumlah bit dalam keluaran word. Hubungan antara tegangan input dan angka output adalah linear.

Beberapa parameter yang menentukan mutu sebuah ADC, yaitu: kesalahan kuantisasi, ketidaklineran, kode tidak lengkap (hilang) dan waktu konversi. Resolusi suatu konverter A/D, yang dinyatakan dengan bit, menunjukkan tingkat ketelitian konverter A/D di dalam mengubah sinyal analog ke digital. Semakin banyak bitnya, maka semakin peka konverter A/D tersebut terhadap perubahan masukan analognya. Misalnya untuk konverter A/D 8 bit dengan jangkauan masukan 10 Volt, tegangan terkecil yang dapat dibedakan adalah 10/256 = 39.0625 mV, sedangkan pada konverter A/D 12 bit adalah 10/4096 = 2.44 mV.

Kesalahan kuantisasi muncul karena keterbatasan variasi bit yang tersedia terhadap nilai-nilai analognya. Misalnya, pengukuran besaran analog dengan menggunakan konverter 8 bit. Besaran itu sendiri dapat mempunyai nilai sembarang yang bersifat malar. Sedangkan konverter 8 bit tersebut hanya dapat mengeluarkan nilai yang terbatas jumlahnya untuk mewakili nilai-nilai besaran analog tersebut.

Karakteristik linier didekati dengan karakteristik bentuk tangga, sehingga timbul kesalahan kuantisasi sebesar setengah dari tinggi anak tangga. Karena tinggi anak tangga adalah sama dengan bit penting terendah (Least Significant Bit, LSB) dalam bilangan biner, maka kesalahan tersebut sama dengan setengah LSB. Kesalahan ini diperkecil dengan memperbanyak posisi biner.

Di samping itu, masih terdapat kesalahan yang disebabkan karena komponen konverter yang tidak linier. Oleh produsen konverter, besar kesalahan ini dinyatakan sebagai ketidaklinieran dalam persentase dari LSB (dinyatakan dalam %).

Kadang-kadang kombinasi bit tertentu tidak tersedia, dengan perkataan lain sebuah anak tangga dilompati. Kombinasi semacam ini disebut kode yang hilang (missing code). Kode yang hilang tidak terjadi bila kesalahan linieritas kurang dari ½ LSB.

Waktu yang dibutuhkan oleh konverter A/D untuk mengubah tegangan menjadi kombinasi bit disebut dengan waktu konversi (conversion time). Waktu konversi ini pada konverter yang bekerja atas dasar prinsip pendekatan bertingkat tidak gayut pada besarnya tegangan yang diukur.

2. Dekoder Alamat
Untuk memberikan alamat pada antarmuka digunakan dekoder alamat. Alamat yang dipilih adalah alamat yang belum dipakai komputer untuk mengalamati piranti lain. Jika alamat yang dikendalikan ada pada register alamat maka antarmuka dalam keadaan aktif, dan sebaliknya jika tidak ada. Alamat yang diambil berasal dari slot ekspansi yaitu A0 – A9 dan satu jalur AEN (address enable).

2.1. Peta Alamat Port I/O
Peta alamat port I/O dibagi menjadi dua bagian, bagian pertama berada pada alamat 0000H – 01FFH, yaitu bagian untuk peralatan port I/O yang berada pada sistem board. Alamat ini digunakan untuk mengalamati peralatan pendukung unit pemroses mikro dan sistem input dan ouput yang ada pada sistem board.

Gambar di atas memperlihatkan peta penggunaan port yang ada pada sistem board. Perlu dicatat bahwa alamat 00C0H – 01FFH tidak digunakan sebagai port I/O sekaligus. Alamat-alamat ini tidak dapat digunakan sebagai port input, tetapi bisa digunakan sebagai port ouput untuk digunakan dalam pendesainan antarmuka.

Gambar di atas memperlihatkan bagian kedua dari peta alamat port I/O yang berada pada alamat 0200H – 03FFH. Alamat-alamat ini digunakan untuk mengalamati card-card yang terpasang dalam slot-slot ekspansi. Pada slot-slot ini biasanya dipasang card-card antarmuka yang akan meningkatkan unjuk kerja sistem.

2.2. Teknik Pendekodean Alamat Port I/O
Teknik pengkodean alamat port I/O ada tiga macam yaitu Pendekodean Alamat Tetap, Pendekodean Alamat Dapat Dipilih dan Pendekodean Dengan Menggunakan PROM.

Pengkodean Alamat Tetap, menggunakan alamat yang tidak dapat diubah sehingga akan timbul masalah jika alamat yang dirancang sama dengan alamat dari port I/O yang sudah ada tetapi rancangannya tidak rumit.

Pengkodean Alamat Dapat Dipilih, alamatnya dapat diubah jika alamat yang digunakan sama dengan alamat port I/O yang sudah ada, dengan menggunakan sebuah pembanding misal pembanding 8 bit SN74LS688. Kadang-kadang, dalam satu card alamat-alamat yang akan didekodekan mempunyai perbedaan yang jauh, ini biasanya terjadi jika beberapa macam card dijadikan dalam satu card dan alamat dari masing-masing card harus dipertahankan.

Jika digunakan sistem Pendekodean Alamat Tetap atau Pendekodean Alamat Dapat Dipilih akan memerlukan rangkaian yang sangat banyak dan rumit. Untuk mengatasinya digunakan PROM (Programmable Read Only Memory) untuk rangkaian pendekodean alamat. Suatu PROM jika dialamati akan mengeluarkan isi dari memori dengan alamat yang telah ditentukan tersebut. Jika PROM diisi dengan nilai-nilai tertentu maka dengan mudah dapat digunakan sebagai pendekodean alamat. PROM yang digunakan haruslah PROM dengan kecepatan tinggi, lebih cepat dari waktu minimum pendekodean, yaitu 92 nano sekon

Nuwun..

Perkembangan komputer PC yang semakin pesat mendorong beberapa perusahaan memperbaiki kemampuan port printer. Port printer original yang diperkenalkan oleh IBM sering disebut SPP (Standard Parallel Port) atau AT-type atau ISA-compatible. Port printer jenis ini mentransfer 4 bit data setiap saatnya dengan mode Nibble.

Selanjutnya IBM memperkenalkan versi baru dengan mode PS/2, port data dua arah. Mode ini mengijinkan transfer data sebanyak 8 bit setiap saatnya. Pembuat chip Intel, pabrik PC Zenith, dan pembuat produk-produk port printer jaringan Xircom mengembangkan jenis port printer baru yaitu EPP (Enhanced Parallel Port). Versi baru tersebut selain bersifat dua arah juga dapat memutar arah secara langsung.

Versi port printer yang lebih baik dikembangkan oleh Hawlett-Packard dan Microsoft yaitu ECP (Extended Capabilities Port). Seperti jenis EPP, jenis ECP juga bersifat dua arah dan kecepatan transfer data sebanding dengan bus ISA. ECP mempunyai buffer dan mendukung transfer DMA (Direct Memory Access) dan kompresi data.

Pada komputer PC, port printer biasanya diberi nama LPT0, LPT1, atau LPT2. Wujud fisik dari port printer berupa konektor DB25 tipe female atau betina. Masing-masing mempunyai alamat sendiri, LPT0 tidak mendukung alamat ECP. Alamat dasar masing-masing port dapat dilihat pada tabel di bawah ini

Port printer mempunyai tiga register yaitu Register Data (Port Data), Register Status (Port Status), dan Register Kontrol (Port Kontrol). Tabel di bawah ini merupakan definisi masing-masing register (port).

Pada tabel di atas, alamat register (port) ditentukan berdasarkan alamat dasarnya. Artinya jika Anda mengunakan LPT1, maka port data, port status, dan port kontrol adalah $378 ($378+0), $379 ($378+1) dan $37A ($378+2).

Nilai Terbalik pada kolom Sifat mempunyai arti jika port sedang bernilai True maka nilai pin (kaki) konektor DB25 yang bersangkutan adalah False. Pin yang tersisa yaitu pin 18 sampai 25 berfungsi sebagai ground.

Nuwun..

Pada setiap komputer (PC) biasanya terdapat serial port RS-232, port printer (parallel port), SCSI, USB, dan IrDA. Perbedaan mendasar antara serial port dan parallel port (port printer) adalah komunikasi serial port mentransfer satu bit data setiap saatnya sedang parallel port mentransfer beberapa bit data secara bersama-sama.

Serial Port (slot ekspansi) adalah konektor dengan bentuk memanjang yang digunakan untuk menancapkan card-card pengendali input/output (I/O interface card) misalnya serial card, VGA card, dan sebagainya. Slot ini merupakan perpanjangan bus kendali, bus alamat, bus data, dan beberapa jalur lain dari mother board.

Arsitektur slot ekspansi terus berkembang sesuai perkembangan teknologi komputer khususnya perkembangan sistem bus. Dalam perkembangan tersebut telah melahirkan beberapa jenis standar sistem bus dan slot ekspansi, dan yang dipakai saat ini adalah ISA (Industry Standart Architecture), EISA (Extented Industry Standart Architecture), MCA (Micro Channel Architecture), VL bus (VESA Local bus, Video Electric Standart Asociation Local bus) dan PCI (Peripheral Component Interconect).

Sejak sekitar tahun 1984 ISA yang juga populer dengan sebutan AT bus dipakai secara meluas hampir di seluruh produk PC kompatibel. Walapun standar yang lebih baru seperti EISA sudah hadir cukup lama, ISA tetap ada di komputer mutakhir termasuk pada komputer-komputer Pentium.

EISA adalah perkembangan sistem bus dan slot ekspansi lanjutan ISA. Selain lebar bit yang disediakan dapat melayani 32 bit penuh, keunikan EISA yang lain adalah kemampuannya untuk melayani semua jenis card kendali dalam jajaran produk PC kompatibel mulai dari yang orisinil PC 8 bit, card standar ISA dengan lebar 16 bit sampai card standar EISA dengan 32 bit. Hal ini dimungkinkan karena slot ekspansi EISA telah dilengkapi dengan sinyal pengendali yang khusus bertugas untuk mengenali tiap card terpasang sebagai jenis 8 bit, 16 bit atau 32 bit. Sinyal pengendali akan memberitahukan kepada mikroprosesor begitu jenis card yang dipasang terdeteksi.

Konektor EISA mempunyai dua tingkat yang satu sederetan pin-pin di sebelah bawahnya ada lagi sederetan pin-pin yang lebih halus lagi membentuk susunan pin pengembangan EISA. Deretan pin di atas digabungkan dengan deretan pin di bawah kemudian membentuk kesatuan arsitektur EISA 32 bit penuh.

Dalam PC terdapat beberapa slot ekspansi dimana tiap slot dapat menampung sebuah card adapter. Slot ini menyediakan 62 konektor sinyal untuk sebuah card adpter, 31 konektor untuk tiap sisi card. Gambar di bawah ini menunjukkan slot ekspansi beserta sinyal-sinyal yang ada.

Tabel berikut memberikan deskripsi dari jalur slot ekspansi

Nuwun..