Sistem mikroprosesor terdiri dari CPU, unit memori, dan unit I/O. CPU berperan sebagai pusat pengolah data. Unit memori terdiri dari RAM dan ROM yang berfungsi menyimpan data dan program. Unit I/O berperan sebagai penghubung antara perangkat masukan, keluaran, dan CPU. Komponen-komponen terhubung melalui bus data, alamat, dan kontrol.

1. PENGANTAR SISTEM
MIKROPROSESOR
DENNY HARDIYANTO, S.T., M.ENG.
PEND. TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS PGRI MADIUN

2. SEJARAH MIKROPROSESOR

3. KETERANGAN TABEL
• Transistor berbentuk seperti tabung yang sangat kecil, terdapat
pada Chip.
• Micron adalah ukuran dalam Micron (10 pangkat -6), merupakan
kabel terkecil dalam Chip
• Clock Speed = kecepatan maksimal sebuah prosesor
• Data width = lebar dari Arithmatic Logic Unit (ALU) / Unit
pengelola aritmatika, untuk proses pengurangan, pembagian,
perkalian dan sebagainya.
• MIPS = Millions of Instructions Per Second / Jutaan perintah per
detik.

4. MIKROPROSESOR
Lebih dikenal dengan sebutan Central Processing Unit
atau CPU
CPU adalah sebuah rangkaian terintegrasi (IC) sebagai
unit mesin pengolah yang bekerja melakukan fungsi
pokok komputasi aristmetika dan logika
Biasanya dipabrikasi dalam bentuk sebuah chip
tunggal
Bekerja berdasarkan program yang diberikan

5. MASIH INGAT TENTANG SAP-1 (SIMPLE AS POSSIBLE-
1 MICROCOMPUTER) ?

6. SISTEM MIKROPROSESOR
• Adalah sebuah sistem yang dibangun dari komponen utama yaitu Unit
Mikroprosesor atau CPU, dan komponen tambahan yaitu Unit Memori, Unit
Masukan/Keluaran (I/O), untuk menjalankan atau mengeksekusi program yang
diberikan

7. DIAGRAM SISTEM MIKROPROSESOR

8. DIAGRAM SISTEM MIKROPROSESOR
• CPU : Unit Mikroprosesor atau MPU bekerja sebagai
pusat pengolah data atau pengendali sistem.
Merupakan komponen utama pada sistem
mikroprosesor

9. DIAGRAM SISTEM MIKROPROSESOR
Unit Memori : terdiri dari 2 jenis yaitu RAM (Random
Access Memory) dan ROM (Read Only Memory).
Berfungsi sebagai perekam data atau program.
Mempunyai alamat tertentu dalam menyimpan
data/program

10. DIAGRAM SISTEM MIKROPROSESOR
Unit I/O : dibangun dari komponen I/O terprogram atau
Programmable Input Output (PIO). Bekerja sebagai
penghubung peralatan masukan dan keluaran ke CPU.

11. DIAGRAM SISTEM MIKROPROSESOR
Clock : Sebagai penggerak sinkronisasi sistem. Unit
Clock adalah osilator gelombang kotak dengan
frekuensi tertentu yang diatur sesuai dengan
kemampuan CPU

12. DIAGRAM SISTEM MIKROPROSESOR
Peralatan Input : keypad, keyboard, mouse, joystick,
scanner, camera, modem, dsb. Berfungsi sebagai
perangkat yang memberikan masukan data atau
perintah program

13. DIAGRAM SISTEM MIKROPROSESOR
• Peralatan Output : Display LED, Monitor, Printer,
Plotter, dsb. Berfungsi sebagai perangkat penampil
keluaran atau hasil pengolahan data

14. DIAGRAM SISTEM MIKROPROSESOR
• Data Bus : Sejumlah saluran dimana terjadi transfer
data antara CPU, unit Memori, dan unit I/O. Bersifat
dwi-arah (bidirectional) dari dan ke CPU.

15. DIAGRAM SISTEM MIKROPROSESOR
• Bus Alamat : Saluran ditransfernya alamat memori
atau I/O yang akan diakses.

16. DIAGRAM SISTEM MIKROPROSESOR
• Control Bus : Saluran bagi sinyal digital yang
mengatur, menyerempakkan memori, I/O, dan
penjadwalan CPU, Interupsi, pembentuk clock dan
reset

17. LEBIH DETAILNYA MIKROPROSESOR
• Channel Standar Mikroprosesor

18. KONFIGURASI STANDAR MIKROPROSESOR

19. CHANNEL PADA ADDRESS BUS
• Bus alamat terdiri dari N baris alamat. Bus alamat yang terdiri dari N saluran
dapat mengakses (2 pangkat N) lokasi alamat yang berbeda. Bus alamat
digunakan untuk menentukan memori atau alamat I/O yang akan diakses..

20. CHANNEL PADA DATA BUS
• Bus data biasanya terdiri dari 8 bit (1 byte) atau kelipatan 8 bit. Bus data
digunakan untuk lalu lintas data dari/ke mikroprosesor.

21. CHANNEL PADA CONTROL BUS
Berikut ini adalah beberapa contoh
saluran penting yang selalu berada
di bus kontrol mikroprosesor:
• MEMRQ = Memory Request,
declares a memory access
instruction
• IORQ = IO Request, declares an
input or output instruction
• READ = read operation
• WRITE = write operation
• INTR = Interups

22. RAM (RANDOM ACCESS MEMORY)
• RAM adalah memori yang biasanya bersifat volatile (hanya berfungsi sebagai
memori bila ada
• tegangan kerja) RAM digunakan untuk menyimpan data saat sistem mikroprosesor
beroperasi. Kapasitas RAM ditentukan oleh jumlah saluran alamat RAM

23. ROM (READ ONLY MEMORY)
• ROM adalah memori yang hanya bisa dibaca saja, tidak bisa ditulis atau
diubah isinya. ROM tidak mudah menguap. ROM biasanya digunakan untuk
menyimpan program.
• ROM diisi dengan cara tertentu sebelum dipasang pada sistem
mikroprosesor, maka isinya tidak pernah berubah.

24. PENENTUAN ALAMAT DECODER

25. RANGKAIAN LENGKAP ROM, RAM DAN
MIKROPROSESOR:
Kapasitas RAM dan ROM:
• Padahal, kapasitas RAM dan ROM tidak sekecil contoh yang telah kita bahas (4
byte)
• RAM dan ROM biasanya berkisar dari ratusan byte hingga ratusan kilobyte atau
bahkan mega byte.

26. APLIKASI

27. • Perubahan – perubahan meliputi :
1. Struktur cache yang lebih kompleks untuk cache data dan intruksi lain
2. Prosesor integer dual lebih akurat yang dapat melakukan dua instruksi
per clock (secara bersamaan)
3. Bus data yang lebih lebar, dimana ditambah dari 32 bit menjadi 64 bit.
Sehingga instruksi akan lebih besar kemungkinan untuk melakukan dalam
waktu yang bersamaan.
4. Koprosesor numerik yang lebih cepat yang beroperasi sekitar lima kali
lipat lebih cepat dari koprosesor numerik 80486 atau mikroprosesor versi
sebelumnya.
5. Logika prediksi percabangan yang dapat memungkinkan program
bercabang dieksekusi dengan lebih efisien.
6. Tehnologi MMX (Multimedia Extention) yang dirancang untuk
mengeksekusi instruksi dengan kecepatan tinggi dan hanya di khususkan
untuk device (peralatan) multimedia.
Arsitektur Pentium

28. • Arsitektur internal yang dapat menjadwalkan sampai
lima instruksi untuk eksekusi dan unit floting point
yang masih lebih cepat lagi. Cache untuk tingkat 2
adalah 256 Kbyte / 512 Kbyte. Dan cache tingkat satu
adalah 16 Kbyte.
• Perbedaan dengan pentium sebelumnya adalah
adanya bus alamat 36 bit, yang memungkinkan akses
ke memori sampai dengan 64 Gbyte.
• Catu daya +3,3 Volt dengan arus maksimum adalah
9,9 mA untuk 150 MHz Pentium Pro untuk masukan
sedangkan untuk keluaran (output) pada pentium pro
adalah Arus 48 mA pada tingkat logika 0.
Arsitektur Pentium Pro

29. • PENTIUM II
Cache pada Pentium pro tidak ditemukan lagi, karena mikroprosesor
pentium II di kemas dalam bentuk papan rangkaian yang tercetak yang
berbeda dari bentuk
sebelumnya.
• PENTIUM III
1. Sistem bus antara 133 MHz atau 100 MHz.
2. Terdapatnya Advanced Tranfer Cache sebesar 256 Kbyte dalam kemasan
Level 2 (L2) dengan Error Correcting Code (ECC).
3. Terdapat Data Prefetch Logic (DPL) sebagai antisipasi jika membutuhkan
data.
• PENTIUM IV
1. Terdapat mPGA-487.
2. Support pada intel 850 dan 845 family.
3. Terdapat cache 12 K micro-op trace cache dan 8 Kbyte L1 data cache
pada addition ke L2 cache memori.
Arsitektur Pentium II, III, IV

30. DIAGRAM BLOK PENTIUM PRO

31. DIAGRAM BLOK PENTIUM II

32. MIKROKONTROLLER

33. PERBEDAAN UP DAN UC

34. KELUARGA MIKROKONTROLER
• Keluarga MCS-51
• Keluarga AVR

35. Keluarga MCS-51
MCS-51 pertama kali dikembangkan oleh Intel Corporation pada
tahun 70-an.
MCS-51 merupakan salah satu keluarga mikrokontroler yang
sampai sekarang masih banyak dikembangkan oleh berbagai
produsen semacam Atmel Corp., Philips Semiconductors,
Cygnal Integrated Products, Inc., dan Winbond Electronics
Corp.
Beberapa contoh mikrokontroler yang merupakan keluarga MCS-
51, yaitu AT89C51, AT89C52, dll. Mikon AT89C51, AT89S51
merupakan anggota MCS51 dari seri 8051
Keluarga MCS-51 merupakan mikrokontroller 8 bit seperti
terlihat pada table berikut ini :

36. Keluarga MCS-51 merupakan mikrokontroller 8 bit seperti
terlihat pada table berikut ini :

37. KELUARGA AVR
• Salah satu mikrokontroller yang banyak digunakan saat ini yaitu
mikrokontroller AVR.
• AVR adalah mikrokontroler RISC ( Reduce Instruction Set Compute ) 8 bit
berdasarkan arsitektur Harvard, yang dibuat oleh ATMEL pada tahun 1996.
• AVR ( AdvanceVersatile RISC atau Alf and Vegard’s Risc Processor ) yang
berasal dari nama 2 mahasiswa Norwegian Institute of Technolgy (NTH), yaitu
Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan

38. KEUNGGULAN AVR
• Kecepatan eksekusi program yang lebih cepat.
• AVR mempunyai32 register general-purpose, timer/counter
fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan
eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan
mode power saving, ADC dan PWM internal. AVR juga
mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang
mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam
sistem menggunakan hubungan serial SPI.
• ATMega16/8535.
• ATMega8534 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz
membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus
kecepatan proses.

39. JENIS – JENIS AVR
• Mikrokontroller AVR secara umum dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu
keluarga AT90Sxx, ATMega, dan Attiny
TIPE JUMLAH PIN FLASH EEPROM SRAM
TinyAVR 8 – 32 1-2 K 64-128 0-128
AT90Sxx 20 – 44 1-8 K 128-512 0-1K
ATMega 32 - 64 8-128 K 512-4K 512-4K

40. REFERENSI
• https://ajat.xyz/2021/08/02/sistem-minimum-mikroprosesor-z80/