Semester Genap 2024/2025 Kelas A & B

Mikroprosesor

Memahami arsitektur, set instruksi, pemrograman Assembly, dan teknik antarmuka I/O mikroprosesor 8086 secara mendalam.

15
Bab Materi
8
Praktikum
50+
Contoh Kode
16
Minggu

Akses Cepat

1
Materi Terbaru

Bab 1: Pengantar Sistem Mikroprosesor
Praktikum

Panduan lab, LKP, dan bank kode Assembly
RPS & Silabus

Capaian pembelajaran, komponen penilaian

Pengumuman Terbaru

TUGAS 15 Mar 2025

Tugas 1: Buat program Assembly untuk menghitung rata-rata dari 5 bilangan bulat. Dikumpulkan sebelum pertemuan minggu ke-6.

INFO 10 Mar 2025

Pastikan software emu8086 sudah terinstal sebelum praktikum minggu depan. Panduan ada di halaman Praktikum.

JADWAL 01 Mar 2025

Jadwal kuliah: Selasa 08:00–10:30 di Lab Komputer Lantai 2. Kehadiran wajib minimal 80%.

Peta Materi

Beranda/Informasi Mata Kuliah

Informasi Mata Kuliah

RPS, capaian pembelajaran, komponen penilaian, dan aturan kelas.

Identitas Mata Kuliah

Kode MKEL-3201
Nama MKMikroprosesor
SKS3 SKS (2 SKS Teori + 1 SKS Praktikum)
SemesterIV (Empat)
Program StudiTeknik Elektronika / Teknik Informatika
Dosen[Nama Dosen, S.T., M.Eng.]
Emaildosen@universitas.ac.id
KonsultasiSelasa 13:00–15:00, Ruang Dosen Lt. 3

Capaian Pembelajaran Mata Kuliah (CPMK)

CPMK-1

Mampu menjelaskan arsitektur dan organisasi mikroprosesor 8086 serta sistem bilangan yang digunakan.

CPMK-2

Mampu menulis program Assembly 8086 meliputi instruksi data movement, aritmatika, logika, kontrol alur, prosedur, dan string.

CPMK-3

Mampu menjelaskan mekanisme interupsi dan mengimplementasikan I/O menggunakan interupsi DOS/BIOS.

CPMK-4

Mampu merancang antarmuka I/O menggunakan chip pendukung (8255, 8253) dan memahami prinsip komunikasi serial serta konversi A/D.

Komponen Penilaian

KomponenBobotKeterangan
Kuis Mingguan10%5 kuis online, nilai rata-rata
Tugas15%3 tugas individu/kelompok
Praktikum20%Laporan, keaktifan, dan demo
UTS25%Minggu ke-8, cakupan Bab 1–7
UAS30%Minggu ke-16, cakupan seluruh materi

Aturan Kelas

  • 1.Kehadiran minimum 80% dari total pertemuan. Tidak memenuhi syarat kehadiran = tidak boleh mengikuti UAS.
  • 2.Keterlambatan lebih dari 15 menit dihitung sebagai alpha (tidak hadir).
  • 3.Plagiarisme pada tugas/laporan = nilai 0 untuk komponen tersebut.
  • 4.Tugas dikumpulkan tepat waktu. Keterlambatan 1 hari = potongan 20%, lebih dari 3 hari = tidak diterima.
  • 5.Selama kuliah, laptop hanya digunakan untuk materi terkait. Dilarang bermain game atau membuka konten tidak relevan.
  • 6.Boleh membuka referensi (buku, catatan) saat kuis, tetapi dilarang kerja sama.
Beranda/Materi/Bab 1
Minggu 1

Bab 1: Pengantar Sistem Mikroprosesor

Memahami apa itu mikroprosesor, bagaimana posisinya dalam sistem komputasi, dan membedakannya dari komponen sejenis.

Capaian Pembelajaran

Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa mampu menjelaskan perbedaan mikroprosesor, mikrokontroler, dan komponen sejenis; mendeskripsikan arsitektur Von Neumann dan Harvard; serta mengidentifikasi komponen-komponen utama dalam sistem mikroprosesor.

Daftar Isi Bab Ini

1.1 Apa Itu Mikroprosesor? 1.5 Komponen Sistem Mikroprosesor 1.2 Evolusi Mikroprosesor 1.6 Diagram Blok Sistem 1.3 μP vs μC vs MPU vs SoC 1.7 Contoh Aplikasi 1.4 Arsitektur Von Neumann vs Harvard Kuis Bab 1

1.1 Apa Itu Mikroprosesor?

Mikroprosesor adalah sebuah Integrated Circuit (IC) yang mengandung seluruh fungsi Central Processing Unit (CPU) di dalam satu chip. Mikroprosesor bertugas menjalankan instruksi-instruksi program yang tersimpan di memori, melakukan operasi aritmatika dan logika, serta mengendalikan alur data dalam sistem.

Istilah "mikro" merujuk pada dimensi fisiknya yang sangat kecil — seluruh CPU yang dulu membutuhkan sebuah ruangan besar (era komputer generasi pertama), kini bisa muat dalam satu keping silikon berukuran beberapa milimeter persegi.

"Mikroprosesor adalah otak dari setiap sistem komputer. Tanpa mikroprosesor, tidak ada smartphone, laptop, atau perangkat digital modern."

— Barry B. Brey, The Intel Microprocessors

Dalam mata kuliah ini, kita menggunakan Intel 8086 sebagai mikroprosesor rujukan karena instruksinya klasik, mudah dipelajari, dan menjadi fondasi arsitektur x86 yang masih digunakan hingga hari ini di processor modern (Intel Core, AMD Ryzen, dll.).

1.2 Evolusi Mikroprosesor

Memahami sejarah membantu kita menghargai kompleksitas mikroprosesor modern dan melihat mengapa 8086 menjadi tonggak penting.

TahunProsesorBitTransistorKapasitas MemoriCatatan
1971Intel 40044-bit2.300640 byteMikroprosesor pertama di dunia
1972Intel 80088-bit3.50016 KBProsesor 8-bit pertama
1974Intel 80808-bit6.00064 KBDigunakan di komputer Altair 8800
1976Intel 80858-bit6.50064 KBVersi penyempurnaan 8080
1978Intel 808616-bit29.0001 MBCikal bakal arsitektur x86
1979Intel 808816-bit*29.0001 MBBus data 8-bit, dipakai IBM PC
1982Intel 8028616-bit134.00016 MBProtected mode pertama
1985Intel 8038632-bit275.0004 GBArsitektur 32-bit (x86-32)

*8088 secara internal merupakan prosesor 16-bit, namun bus data eksternalnya hanya 8-bit, sehingga mengurangi biaya produksi.

1.3 Mikroprosesor vs Mikrokontroler vs MPU vs SoC

Istilah-istilah ini sering membingungkan. Berikut perbandingan jelasnya:

AspekMikroprosesorMikrokontrolerMPUSoC
Definisi CPU saja dalam satu chip CPU + memori + I/O dalam satu chip Istilah umum untuk processor di perangkat mobile Seluruh sistem komputer dalam satu chip
Komponen Hanya ALU, CU, Register CPU, RAM, ROM, Timer, UART, GPIO CPU + cache + MMU CPU, GPU, RAM, NPU, modem, dll.
Memori Eksternal Wajib Tidak wajib (sudah built-in) Wajib Tidak wajib
Contoh 8086, Pentium, Core i7 8051, ATmega328, STM32 Snapdragon 8 Gen 3, Apple A17 Qualcomm Snapdragon (lengkap), Apple M-series
Aplikasi PC, server, laptop Embedded system, IoT, robotika Smartphone, tablet Smartphone, Raspberry Pi, TV pintar

Catatan: Batas antara MPU dan SoC semakin blur. Snapdragon 8 Gen 3 misalnya, sering disebut sebagai SoC karena mengintegrasikan CPU, GPU, NPU, ISP, modem 5G, dan WiFi dalam satu chip.

1.4 Arsitektur Von Neumann vs Harvard

Ada dua arsitektur dasar yang menjadi fondasi desain mikroprosesor:

Arsitektur Von Neumann

CPU (ALU + CU + Register)
Bus Alamat
Bus Data
Bus Kontrol
Memori Utama (Instruksi + Data)
  • • Satu memori untuk instruksi DAN data
  • • Satu bus data (bottleneck)
  • • Lebih sederhana, murah
  • • Digunakan: 8086, PC umum

Arsitektur Harvard

CPU (ALU + CU + Register)
Bus Instruksi
Memori Instruksi
Bus Data
Memori Data
  • • Memori terpisah untuk instruksi dan data
  • • Dua bus data (lebih cepat)
  • • Lebih kompleks, mahal
  • • Digunakan: DSP, Arduino (ATmega), ARM

1.5 Komponen Sistem Mikroprosesor

Sebuah sistem mikroprosesor yang lengkap terdiri dari empat komponen utama yang saling terhubung melalui bus sistem:

1

Mikroprosesor (CPU)

Otak sistem. Melakukan fetch, decode, dan execute instruksi. Mengandung ALU (Arithmetic Logic Unit), CU (Control Unit), dan register-register internal.

2

Memori (RAM & ROM)

RAM menyimpan data dan instruksi sementara (hilang saat mati). ROM/EPROM menyimpan program boot dan data permanen.

3

Perangkat I/O (Input/Output)

Keyboard, monitor, printer, sensor, aktuator, dsb. Mikroprosesor berkomunikasi dengan perangkat I/O melalui chip antarmuka seperti 8255 (PPI) atau 8251 (USART).

4

Bus Sistem

Jalur komunikasi yang menghubungkan semua komponen. Terdiri dari tiga sub-bus:

  • Bus Alamat — menentukan lokasi memori/I/O yang akan diakses (unidireksional)
  • Bus Data — membawa data antara CPU dan memori/I/O (bidireksional)
  • Bus Kontrol — membawa sinyal kendali seperti READ, WRITE, CLK, INT (unidireksional)

1.6 Diagram Blok Sistem Mikroprosesor

Berikut adalah diagram blok umum dari sistem mikroprosesor 8086 yang menunjukkan hubungan antar komponen melalui bus sistem:

MIKROPROSESOR 8086
EU + BIU + Register

Bus Alamat (20 bit) Bus Data (16 bit) Bus Kontrol
RAM
Data & Instruksi
ROM
Program Boot
Port I/O
8255, 8251, dll.
↓
↓
↓
Keyboard
Display
LED, Motor, Sensor

Gambar 1.1: Diagram blok sistem mikroprosesor 8086 dengan komponen pendukung.

1.7 Contoh Aplikasi Mikroprosesor

Mikroprosesor ada di mana-mana dalam kehidupan modern:

▶
Komputer Desktop & Laptop

Intel Core, AMD Ryzen — turunan langsung arsitektur 8086

▶
Server & Data Center

Intel Xeon, AMD EPYC — menangani miliaran instruksi per detik

▶
Konsol Game

PS5 (AMD Zen 2), Xbox (custom x86) — arsitektur x86 yang sama

▶
Sistem Kendali Industri

PLC, CNC machine — menggunakan prosesor khusus untuk kontrol real-time

Contoh Program Pertama: Hello World

Berikut program Assembly 8086 pertama yang menampilkan teks "HELLO WORLD" di layar menggunakan interupsi DOS (INT 21H). Anda belum perlu memahami setiap baris — ini hanya untuk memberi gambaran:

Assembly 8086 
.model small
.stack 100h

.data
    pesan  db 'HELLO WORLD$'     ; string diakhiri '$'

.code
mulai:
    MOV  AX, @data          ; isi AX dengan alamat segmen data
    MOV  DS, AX              ; set DS ke segmen data

    MOV  AH, 09h             ; fungsi 09h: tampilkan string
    LEA  DX, pesan           ; DX = alamat string
    INT  21h                 ; panggil interupsi DOS

    MOV  AH, 4Ch             
    INT  21h

end mulai

Kode 1.1: Program "Hello World" dalam Assembly 8086.

Jangan khawatir jika belum memahami kode di atas. Pada bab-bab berikutnya, setiap instruksi akan dibahas satu per satu secara detail.

Soal Latihan

Soal 1. Jelaskan perbedaan utama antara arsitektur Von Neumann dan Harvard. Sebutkan masing-masing satu contoh prosesor yang menggunakannya.

▶ Lihat jawaban

Von Neumann menggunakan satu memori tunggal untuk menyimpan instruksi dan data, dengan satu bus data yang menjadi bottleneck. Contoh: Intel 8086. Harvard menggunakan memori terpisah untuk instruksi dan data, dengan dua bus data sehingga bisa mengambil instruksi dan data secara simultan. Contoh: ATmega328P (Arduino Uno).

Soal 2. Mengapa Intel 8086 dipilih sebagai prosesor rujukan dalam pembelajaran, padahal sudah ada prosesor yang jauh lebih modern?

▶ Lihat jawaban

Karena (1) set instruksi 8086 relatif sederhana dan mudah dipahami, (2) arsitekturnya menjadi fondasi x86 yang masih digunakan processor modern sehingga konsepnya relevan, (3) banyak simulator gratis tersedia (emu8086), dan (4) komunitas dan referensinya sangat melimpah.

Soal 3. Sebutkan tiga jenis bus dalam sistem mikroprosesor dan jelaskan fungsi masing-masing.

▶ Lihat jawaban

Bus Alamat: Menentukan lokasi memori atau port I/O yang akan diakses. Unidireksional (dari CPU ke memori/I/O). Lebar bus alamat menentukan kapasitas memori yang dapat diakses.
Bus Data: Membawa data yang dibaca atau ditulis antara CPU dan memori/I/O. Bidireksional. Lebar bus data menentukan berapa bit data yang dapat ditransfer sekaligus.
Bus Kontrol: Membawa sinyal kendali seperti READ, WRITE, clock, interrupt, reset. Mengkoordinasikan timing dan operasi seluruh sistem.

Kuis Bab 1

Uji pemahaman Anda. Pilih satu jawaban yang paling tepat.

1. Manakah yang BUKAN merupakan komponen sistem mikroprosesor?

2. Intel 8086 diperkenalkan pada tahun berapa?

3. Arsitektur Harvard memisahkan memori untuk...

4. Berapa lebar bus data pada Intel 8086?

5. Contoh mikrokontroler adalah...

Ini adalah bab pertama Bab 2: Arsitektur Internal 8086
Beranda/Praktikum

Praktikum & Lab

Panduan instalasi software, lembar kerja praktikum, dan bank kode Assembly.

Panduan Instalasi emu8086

emu8086 adalah emulator dan assembler untuk prosesor 8086 yang paling mudah digunakan untuk pemula. Berikut langkah instalasinya:

1

Download emu8086

Kunjungi situs resmi emu8086.com atau cari di lab komputer kampus (sudah terinstal).

2

Jalankan installer

Klik Next → Next → Install. Tidak perlu pengaturan khusus.

3

Buka emu8086, pilih "New"

Pilih template Empty Workspace atau Hello World untuk mulai.

4

Tulis kode, klik "Emulate"

Tombol Emulate akan meng-compile dan menjalankan program. Anda bisa melihat isi register, memori, dan flag secara real-time.

Lembar Kerja Praktikum (LKP)

Bank Kode Assembly

Contoh: Penjumlahan Dua Bilangan 
.model small
.stack 100h

.data
    bil1   dw 0025h
    bil2   dw 0013h
    hasil  dw 0
    msg    db 'Hasil: $'

.code
mulai:
    MOV  AX, @data
    MOV  DS, AX

    MOV  AX, bil1        ; AX = 0025h
    ADD  AX, bil2        ; AX = 0025h + 0013h = 0038h
    MOV  hasil, AX        ; simpan hasil

    ; tampilkan pesan
    MOV  AH, 09h
    LEA  DX, msg
    INT  21h

    MOV  AH, 4Ch
    INT  21h
end mulai
Beranda/Sumber Daya

Sumber Daya

Buku referensi, datasheet, link simulator, dan glosarium istilah.

Buku Referensi

B1

The Intel Microprocessors (8th Edition)

Barry B. Brey — Pearson. Buku utama rujukan di mata kuliah ini.

B2

Microprocessor Architecture, Programming, and Applications with the 8085

Ramesh S. Gaonkar — Penjelasan sangat detail dan step-by-step.

B3

IBM PC Assembly Language and Programming

Peter Abel — Fokus pada pemrograman Assembly di platform PC.

Glosarium Istilah Penting