Unit Input-Output (I/O Paralel Z-80 PIO)

UNIT INPUT-OUTPUT  UNTUK I/O PARALEL Z-80 PIO

          Input Output (I/O) merupakan komponen pokok dari sistem mikroprosesor. Informasi di luar CPU harus dikumpulkan dan diproses. Begitu diproses informasi harus disajikan dan dikirim untuk  mengendalikan berbagai alat Input Output. Perkembangan mikroelektronika telah mendukung perkembangan I/O dari unprogrammable ke programmable sistem. Input Output (I/O) terbagi menjadi dua macam yaitu I/O Paralel dan I/O Serial. Beberapa komponen I/O paralel terprogram yang sangat populer dalam sistem mikroprosesor adalah Z-80 PIO (Programable Input Output) dan (Programable Peripheral Interface) PPI 8255. Namun pada pertemuan kelima untuk sesi sistem mikroprosesor kali ini kita hanya membahas tentang I/O Paralel Z-80 PIO, sedangkan yang lainnya akan kita bahas pada pertemuan selanjutnya.

          IC Z-80 PIO adalah IC I/O paralel terprogram yang perilakunya dapat disetel menggunakan program. Z-80 PIO adalah salah satu chip yang  diproduksi untuk fasilitas antar muka dengan Z-80 CPU. Z-80 PIO memiliki kelengkapan :

- Dua periperal port antar muka paralel 8 bit independent dengan kendali jabat tangan.

-  Penggerak I/O terinterupsi.

- Empat mode operasi, yaitu :

1. Mode 0 : Byte Output dengan jabat tangan

2. Mode 1 : Byte Input dengan jabat tangan

3. Mode 2 : Byte Bidirectional dengan jabat tangan (hanya untuk Port A)

4. Mode 3 : untuk Bit Control

- Logika interupsi dengan prioritas daisy chain.

- Semua input dan output kompatibel dengan TTL.

- Susunan pin IC Z-80 PIO dilukiskan seperti Gambar 1 dan 2 berikut ini.

Gambar 1. Diagram Mode Kerja Z-80 PIO

Gambar 2. Susunan Pin Z-80 PIO

          Z-80 PIO terdiri dari dua port yaitu Port A dan Port B. Masing-masing port dilengkapi dengan pena-pena jabat tangan. Dengan 40 pin dalam dua lajur fungsi masing-masing pin dapat dikelompokkan dalam empat kelompok yaitu :

a.      Kelompok Bus Data

- D0 – D7 adalah bus data 8 bit dua arah digunakan sebagai saluran data dan kata perintah.

- A0 - A7 adalah saluran dua arah untuk transfer data atau status dan sinyal kontrol antara peralatan I/O dan Port A.

- B0 – B7 merupakan saluran dua arah untuk transfer data atau status dan sinyal kontrol antara I/O dan Port B.

b.      Kelompok Kontrol

- B/A* sel adalah pin saluran sinyal pemilih port. Pada kondisi rendah (0) yang aktif adalah Port A, dan Port B aktif jika pin ini berkondisi tinggi (1).

- C/D* sel adalah pin saluran sinyal pemilih register kontrol atau register data. Jika C/D* = 0 register yang aktif adalah register data dan C/D* = 1 register yang aktif adalah register perintah.

- CE* adalah sinyal aktif rendah yang berfungsi sebagai pin pengaktif chip Z-80 PIO.

- M1* adalah sinyal aktif rendah bekerja mensinkronkan kerja interrupt logic. Pada saat M1* dan RD* aktif, Z-80 CPU melakukan fetching sebuah instruksi ke memori. Sebaliknya pada saat M1* dan IORQ* aktif, CPU melakukan pengenalan interupsi. Dan jika M1* aktif tanpa IORQ* atau RD*, Z-80 PIO ada dalam keadaan reset.

- IORQ* adalah sinyal Input Output Request aktif rendah bekerja pada saat CPU mentransfer perintah atau data ke Z-80 CPU.

- READ* adalah sinyal aktif rendah yang menunjukkan CPU membaca data dari I/O.

c.       Kelompok Interrupt

- INT* adalah sinyal interrupt aktif rendah yang digunakan oleh PIO untuk memintan layanan interupsi.

- IEI adalah sinyal Interrupt Enable Input aktif tinggi yang menunjukkan PIO siap menerima layanan interupsi.

- IEO adalah sinyal Interrupt Enable Output aktif tinggi yang menunjukkan PIO telah melayani interupsi.

d.      Kelompok Status Kontrol Port

1)      ASTB* adalah sinyal strobe Port A, aktif rendah yang operasinya tergantung pada mode operasi yang dipilih.

- Mode 0 : menunjukkan keadaan peralatan I/O telah menerima data yang dikirim oleh PIO.

- Mode 1 : menunjukkan keadaan data telah dikirim ke register Port A oleh peralatan I/O.

- Mode 2 : menunjukkan keadaan data dari register Port A telah diletakkan pada bus data dan kemudian data telah diterima oleh peralatan I/O.

- Mode 3 : pulsa ini secara internal ditahan oleh PIO (tidak dimanfaatkan).

2)      A RDY adalah sinyal ready aktif tinggi untuk Port A bekerja tergantung mode operasi sebagai berikut:

- Mode 0 : menunjukkan register Port A berisi data byte dan telah disiapkan pada saluran bus data untuk ditransfer ke peralatan I/O.

- Mode 1 : menunjukkan keadaan register data Port A kosong dan siap menerima data word berikutnya.

- Mode 2 : menunjukkan keadaan register data Port A telah siap untuk diambil oleh peralatan I/O. Data akan dikeluarkan jika ada sinyal STB*.

- Mode 3 : tidak dimanfaatkan

3)      B STB* adalah sinyal masukan strobe untuk Port B aktif rendah dimana operasinya sama dengan sinyal A STB*..Modul Sistem Mikroprosesor – Putu Sudira -- halaman 32.

4)      B RDY adalah sinyak keluaran ready aktif tinggi untuk Port B dengan operasi kerja sama dengan A RDY.0

     Masing-masing Port dilengkapi dengan dua register, yaitu register data dan register perintah. Selengkapnya register pada Z-80 PIO terdapat empat buah register yaitu :

- Register Data A

- Register Data B

- Register Perintah A

- Register Perintah B

          Register data digunakan untuk memegang data dan register perintah digunakan untuk mengatur mode kerja dan perilaku masing-masing port. Pemilihan register-register pada Z-80 CPU dikerjakan melalui pena port B/A dan pena Control/Data seperti Tabel 1 berikut ini :

Tabel 1. Data Pemilihan Register pada Z-80 PIO