MAKALAH SISTEM MIKROPROSESOR
MIKROPROSESOR Z-80
Disusun oleh:
Muhammad Ghazali Awaluddin
220210501009
Teknik Komputer, Kelas D-22
PRODI TEKNIK KOMPUTER
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA DAN
KOMPUTER
UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR
TAHUN 2023
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan saya kemudahan sehingga saya
dapat menyelesaikan makalah “Mikroprosessor Z-80” ini dengan baik dan tepat waktu.
Shalawat serta salam semoga terlimpah curahkan kepada baginda tercintakita yaitu
Nabi Muhammad SAW yang kita nanti-nantikan syafaatnya di akhirat nanti.
Saya menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna dan
masih banyak terdapat kesalahan serta kekurangan di dalamnya. Untuk itu,
saya mengharapkan kritik serta saran dari pembaca untuk makalah ini, agar
makalah ini nantinya dapat menjadi makalah yang lebih baik lagi. Demikian, dan
apabila terdapat banyak kesalahan pada makalah ini penulis mohon maaf yang
sebesar-besarnya.
Demikian, semoga makalah ini dapat bermanfaat. Terima kasih. (AMID, 2012)
Makassar, 24 September 2023
BAB I
PENDAHULUAN
a. Latar Belakang
Z80 adalah sebuah chip yang dibuat untuk menggantikan Intel 8080 yang
memerlukan dua chip tambahan chip penghasil clock sistem dan chip pengontrol
sistem) untuk membentuk sebuah CPU yang lebih fungsional. Mikroprosesor Zilog
Z80 dikembangkan oleh Zilog Inc. dan mulai dipasarkan pada tahun 1976.
Z80 memiliki semua feature yang ada pada intel 8080 baik itu dari segi hardware
maupun software, Z80 juga memiliki beberapa feature tambahan seperti dynamic
memory refresh yang bekerja secara otomatis. Z80 dibuat dari teknologi NMOS
dalam sebuah Dual Inline Package(DIP), dengan 40 pin, 16 jumlah saluran address
dan ada 8 jumlah saluran data, saluran-saluran ini tidak bersifat multiplexed.Z80
juga sudah memiliki clock sendiri dan memerlukan +5 volt power supply
b. Rumusan Masalah
1) Feature dari Mikroprosessor Zilog Z80
2) Arsitektur Mikroprosessor Zilog Z80
3) Daftar Register Mikroprosessor Zilog Z80
4) Pengkakian Mikroprosessor Zilog Z80
c. Tujuan
1) Pembaca dapat memahami feature Mikroprosessor Zilog Z80
2) Pembaca dapat mengetahui Arsitektur Mikroprosessor Zilog Z80
3) Pembaca dapat memahami Daftar Register di Mikroprosessor Zilog Z80
5) Pembaca dapat memahami Pengkakian dari Mikroprosessor Zilog Z80
BAB II
PEMBAHASAN
A. Feature Mikroprosessor Zilog Z80
1. Set instruksi yang terdiri dari 158 instruksi, dengan 78 instruksi 8080A
sebagai subsetnya dan semuanya kompatibel. Juga terdapat Instruksi baru
seperti operasi 4-, 8- dan 16-bit dengan mode pengalamatan lebih berguna
seperti pengalamatan terindeks, bit, dan pengalamatan relatif
2. Menggunakan chip Tunggal NMOS yang murah dan berkinerja tinggi
3. Mikroprosesor Z80 dan keluarga periferal Z80 bisa dihubungkan dengan
sebuah sistem interupsi tervektor. Sistem ini bisa dihubungkan secara daisychain yang mengijinkan implementasi skema interupsi terprioritas.
4. Set Register serba-guna (General Purpose) dan flag digandakan
5. Memiliki 3 mode intrupsi maskable
•
Mode 0 – sama dengan 8080A
•
Mode 1 – Lingkungan non-Z80, beraddress di 38H
•
Mode 2 – Periferal keluarga Z80, interupsi tervektor
6. Memiliki counter Dynimic Memory Refresh
7. Interface langsung dengan memori dinamis atau statis dengan kecepatan
standar tanpa perlu logika external
8. Kinerja jauh di atas mikroprosesor chip tunggal lain dalam aplikasi berbasis
4-, 8-, atau 16-bit
9. Semua pin kompatibel dengan level tegangan TTL
B. Arsitektur Mikroprosessor Zilog Z80
CPU Z80 juga tersusun atas sebuah Stack Pointer, Program Counter, dua buah
register indeks, sebuah register Refresh (counter), dan sebuah register
interupsi.CPU Z80 juga sangat mudah disertakan pada sistem karena hanya
memerlukan sumber tegangan tunggal +5V.
Berikut penjelasan bagian-bagian utama dari asrsitektur Z80 :
•
•
•
•
•
•
•
•
Arithmatic Logic Unit (ALU), pusat pengolahan data seperti operasi
aritmatika atau pun operasi logika AND dan OR
Register Array, Kumpulan register General Purpose(serba guna) dan register
yang berfungsi khusus
Instruction Register, tempat disimpannya instruksi sementara yang akan di
terjemahkan memalui decoder
Decoder, tempat yang berfungsi untuk menerjemahkan instruksi yang diambil
di memory setelah melewati Instruction Register
CPU Timing Control, berfungsi mengendalikan kerja CPU secara keseluruhan
dan juga timing dari memory yang terhubung dengan cpu
Data Bus Interface, berfungsi sebagai gerbang keluar masuknya data
Address Logic Buffer, berfungsi menyediakan Alamat memori atau IO yang
diakses dalam cpu
Internal Data Bus, berfungsi sebagai jalur dimana data yang ada dalam CPU
berjalan
C. Daftar Register Mikroprosessor Zilog Z80
Terdapat 3 grup register pada Z80 yang pertama terdiri dari set main dan set
alternatif, grup kedua terdiri dari register-register khusus dan grup ketiga berisi
dua flipflop status interupsi
•
Register Serba Guna(General Purpose)
o Register Akumulator, sangat penting untuk ALU karena di setiap
operasi arithmatika atau logika, akumulator inilah yang akan
menyimpan salah satu operan nilai dan hasil operasi dari ALU
o Register Bendera (Flag), adalah status dari hasil operasi ALU.Register
Flag terdiri dari :
▪
S : Sign flag, menyatakan hasil operasi aritmatika. Akan bernilai 1
jika Most Significant Byte = 1
▪
Z : Zero flag, menyatakan hasil dari operasi yang dilakukan ALU
apakah menghasilkan nol atau tidak. Bidang ini bernilai 1 jika hasil
operasi ALU sama dengan nol.
▪
H : Half Carry, Bendera ini bernilai 1 jika operasi penambahan atau
pengurangan menghasilkan sebuah peminjam dari bit 4 akumulator
▪
P/V : Paritas & Overflow, Operasi logika mengakibatkan bendera
ini dengan paritas hasil sementara operasi aritmatika
mempengaruhi bendera ini dengan overflow dari hasil.
▪
N : Adder/Subtractor, Nilai bendera ini sama dengan 1 jika operasi
sebelumnya adalah pengurangan
▪
C : Carry, bernilai 1 jika operasi menghasilkan pengambilan (carry)
dari MSB operand atau hasil.
•
Register fungsi Khusus (Special Function Register)
o PC : Program Counter, berfungsi sebagai pencacah alamat instruksi
selanjutnya yang akan diambil dari memori.
o SP : Stack Pointer, egister ini menyimpan alamat top dari stack. Stack
berfungsi sebagai penyimpanan dalam memori yang sifatnya sementara
bagi value dari register-register CPU ketika register tersebut akan
dipakai. Stack digunakan dengan perintah Push dan Pop.
o IX & IY : Register Indeks, register ini digunakan untuk pengalamatan
terindeks.
o I : Register Interupsi, menyimpan alamat memori untuk vektor
interupsi.
o R : Register Refresh
o IFF : Flip-Flop Status Interupsi
o IMF : Mode Interupsi
D. Pengkakian Mikroprosessor Zilog Z80
•
•
•
•
•
A0 – A15. Bus Alamat (keluaran, aktif High, 3-state). A0 – A15 membentuk
bus alamat 16-bit. Bus Alamat menyediakan alamat bagi pertukaran bus data
memori (sampai 64Kbyte) dan bagi pertukaran divais I/O.
BUSACK#. Pemberitahuan Bus (keluaran, aktif Low). Pemberitahuan Bus
menunjukkan pada divais yang meminta bahwa bus alamat CPU, dan sinyal
kontrol MREQ#, IORQ#, RD#, dan WR# telah memasuki keadaan
impedansi tinggi (high-impedance). Sirkuit eksternal sekarang bisa
mengontrol jalur-jalur tersebut.
BUSREQ#. Permintaan Bus (masukan, aktif Low). Permintaan Bus memiliki
prioritas lebih tinggi dibandingkan dengan NMI# dan selalu dikenali di akhir
siklus mesin yang sedang berjalan. BUSREQ# memaksa bus alamat CPU,
bus data dan sinyal kontrol MREQ#, IORQ#, RD# dan WR# menuju
keadaan impedansi tinggi sehingga divais lain bisa mengontrol jalur-jalur
tersebut.
D0 – D7. Bus Data (masukan/keluaran, aktif High, 3-state). D0 – D7
membuat sebuah bus data dua arah (bidirectional) 8-bit, yang digunakan
untuk pertukaran data dengan memori dan I/O.
INT#. Permintaan Interupsi (masukan, aktif Low). Permintaan Interupsi
dihasilkan oleh divais I/O. CPU menerima sebuah interupsi di akhir instruksi
yang sedang berjalan jika flip-flop pengaktif interupsi terkontrol software
•
•
•
•
•
•
•
•
•
internal (IFF) diaktifkan. INT# normalnya dihubung OR dan memerlukan
resistor pullup eksternal bagi aplikasi-aplikasi tersebut.
IORQ#. Permintaan Masukan/Keluaran (keluaran, aktif Low, 3-state).
IORQ# menunjukkan bahwa setengah bus alamat rendah memegang sebuah
alamat I/O yang sah bagi sebuah operasi penulisan atau pembacaan I/O.
IORQ# juga dihasilkan secara bersamaan dengan M1# selama sebuah siklus
pemberitahuan interupsi untuk menunjukkan bahwa sebuah vektor
tanggapan interupsi bisa ditempatkan pada bus data.
M1#. Siklus Mesin (keluaran, aktif Low). M1#, bersama-sama dengan
MREQ#, menunjukkan bahwa siklus mesin yang sedang berjalan adalah
siklus pengambilan opcode dari sebuah eksekusi instruksi. M1#, bersamasama dengan IORQ# menunjukkan bahwa siklus pemberitahuan interupsi.
MREQ#. Permintaan Memori (keluaran, aktif Low, 3-state). MREQ#
menunjukkan bahwa bus alamat memegang alamat yang sah bagi operasi
pembacaan memori atau penulisan memori.
NMI#. Interupsi Non-Maskable (masukan, terpicu ujung negatif). NMI#
memiliki prioritas lebih tinggi dibandingkan dengan INT#. NMI# selalu
dikenali di akhir instruksi yang sedang berjalan, tak tergantung dari status
flipf-flop pengaktif interupsi (interrupt enable flip-flop), dan secara otomatis
memaksa CPU untuk memulai kembali pada alamat 0066H.
RD#. Baca (keluaran, aktif Low, 3-state). RD# menunjukkan bahwa CPU
ingin membaca data dari memori atau divais I/O. Divais I/O atau memori
yang dialamati akan menggunakan sinyal ini untuk menempatkan data ke
dalam bus data CPU.
RESET#. Reset (masukan, aktif Low). RESET# mengawali CPU sebagai
berikut: me-reset flip-flop pengaktif interupsi, menghapus PC dan register I
dan R, men-set status interupsi ke Mode 0.
RFSH#. Refresh (keluaran, aktif Low). RFSH#, bersama-sama dengan
MREQ# menunjukkan tujuh bit bus alamat sistem terendah bisa digunakan
sebagai alamat penyegaran ke memori dinamis sistem.
WAIT#. Tunggu (masukan, aktif Low). WAIT# menunjukkan pada CPU
bahwa memori atau divais I/O yang dialamati tidak siap untuk sebuah
pengiriman data. CPU selanjutnya memasuki sebuah keadaan tunggu selama
sinyal tersebut aktif. Perluasan periode WAIT# bisa menjaga CPU dari
penyegaran memori dinamis yang benar.
WR#. Tulis (keluaran, aktif Low, 3-state). WR# menunjukkan bahwa bus
data CPU memegang data yang sah untuk disimpan pada lokasi memori atau
I/O yang dialamati.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Z80 adalah mikroprosesor yang dikembangkan oleh Zilog Inc. sebagai pengganti
Intel 8080 pada tahun 1976. Mikroprosesor ini dirancang untuk meningkatkan
fungsionalitas CPU dengan mengintegrasikan fitur-fitur yang sebelumnya
memerlukan chip tambahan, seperti chip penghasil clock sistem dan chip
pengontrol sistem. Z80 memiliki semua fitur hardware dan software yang dimiliki
oleh Intel 8080, tetapi juga menambahkan fitur-fitur tambahan, seperti dynamic
memory refresh yang bekerja secara otomatis. Mikroprosesor Z80 menggunakan
teknologi NMOS, hadir dalam sebuah Dual Inline Package (DIP) dengan 40 pin,
memiliki 16 saluran alamat dan 8 saluran data yang tidak bersifat multiplexed.
Selain itu, Z80 memiliki clock sendiri dan memerlukan sumber daya +5 volt
untuk beroperasi
Z80 memiliki beberapa komponen utama yaitu ALU, Register Array, Intruction
Register, Decoder, CPU Timing Tontrol, Data Bus Interface, Address Logic
Buffer dan Internal Data Bus. Pada garis besar nya Z80 memiliki 2 macam
register yaitu register serba-guna(General Purpose) dan register fungsi khusus
(Special Function Register). Untuk pengkakian Z80 terdapat 40 pin dengan fungsi
nya masing- masing
DAFTAR PUSTAKA
AMID. (2012, Agustus 08). Mengenal Mikroprosesor Zilog Z80. Retrieved from
ciburuan.wordpress.com: https://ciburuan.wordpress.com/2012/08/08/mengenalmikroprosesor-zilog-z80/