5

BAB II

TEORI DASAR

Pembuatan alat penghitung pengunjung ke perpustakan dengan microcontroler AT

89S51 dengan penampil LCD baik dengan perangkat-keras maupun dengan perangkat-

lunak membutuhkan beberapa teori penunjang. Teori tersebut akan mempermudah dan

mempercepat proses perancangan alat. Teori penunjang tersebut antara lain mengenai

fungsi catu daya, pengaturan sensor, prinsip rangkaian mikrokontroller ATMEL 89S51

dan LCD.

2.1 CATU DAYA

Catu daya merupakan bagian terpenting dalam rangkaian elektronika yang

mempunyai fungsi sebagai penyedia suber tegangan dan arus listrik untuk suatu

rangkaian. Pada tugas akhir ini catu daya diperoleh dari jala-jala listrik 220 VAC 50

Hz dan didistribusikan secara sejajar ke setiap blok rangkaian dengan keluaran

sebesar 0 Volt dan +5 Volt.

Gambar 2.1.Diagram blok catu daya

Tegangan

AC Penurun

Tegangan

penyearah Filter peregulasi

Tegangan

DC

6

`

Gambar 2.2.Catu Daya

Sumber tegangan bolak-balik 220 Volt diturunkan oleh rangkaian penurun

tegangan sehingga akan diperoleh tegangan rendah bolak-balik. Kemudian tegangan

rendah bolak-balik akan di searahkan oleh rangkaian penyearah dan akan disaring

atau difilter agar diperoleh tegangan DC yang lebih halus dan tegangan ini akan

diumpankan ke peregulasi untuk memperoleh kestabilan tegangan keluaran.

Tegangan yang stabil diperlukan agar tegangan keluaran yang dibutuhkan tidak

terpengaruh dengan adanya perubahan tegangan jala-jala PLN maupun perubahan

pada beban.

2.1.1 Penurun Tegangan

Komponen utama yang bisa digunakan untuk menurunkan tegangan adalah

transformator. Transformator terdiri dari dua buah lilitan yaitu lilitan primer (N1) dan

lilitan sekunder (N2) yang dililitkan pada suatu inti yang saling terisolasi atau terpisah

antara satu dengan yang lain. Besar tegangan pada lilitan primer dan lilitan sekunder

ditentukan oleh jumlah lilitan yang terdapat pada bagian primer dan sekundernya.

7

Dengan demikian transformator digunakan untuk memindahkan daya listrik pada

lilitan primer ke lilitan sekundernya tanpa adanya perubahan daya.

Gambar 2.3.Simbol transformator (Daryanto, 2001)

Pada transformator berlaku persamaan

V1 : V2 = N1 : N2.....................................................................................(2.1)

Ket: V1 tegangan primer (Volt)

V2 tegangan sekunder Volt)

N1 lilitan primer

N2 lilitan sekunder

Jika besarnya tegangan dan faktor-faktor kerugian yang lain diabaikan, maka

besar daya masukan akan sama dengan daya keluaran

P1 = P2.....................................................................................................(2.2)

V1 . I1 = V2 . I2........................................................................................(2.3)

V1 : V2 = I2 : I1........................................................................................(2.4)

Ket P1 daya primer (watt)

P2 daya sekunder (watt)

I2 arus primer (ampere)

I1 arus sekunder (ampere)

N1 N2

V1 V2

8

Dari persamaan 2.1 dan persamaan 2.4 dapat dinyatakan hubungan diantara

ketiganya dengan persamaan sebagai berikut

2

2

2

2

1

1

I

I

N

N

V

V........................................................................................(2.5)

berdasarkan persamaan 2.5 dapat disimpulakn bahwa besarnya tegangan yang

muncul pada lilitan berbanding lurus dengan banyaknya lilitan, sedangkan besarnya

arus berbanding dengan banyaknya lilitan.

2.1.2 Penyearah

Penyearah digunakan untuk menyearahkan gelombang bolak-balik (AC) yang

berasal dari jaringan jala-jala listrik. Pada modul ini digunakan penyearah gelombang

penuh, dan untuk mendapatkannya dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan

menggunakan dua buah atau empat dioda jembatan.

D1

D2

RL

CTAC

Gambar 2.4.Penyearah gelombang penuh dengan dua dioda (Malvino, 1997)

9

AC

RL

Gambar 2.5.Penyearah gelombang penuh dengan dioda jembatan (Malvino, 1997)

Pada penyearah gelombang penuh, sinyal bolak-balik yang disearahkan adalah

setengah periode positif dan setengah periode negatif dari sinyal mas`ukan bentuk

gelombang-gelombang keluaran dari penyearah gelombang penuh dapat dilihat pada

gambar 2.5

Gambar 2.6.Bentuk Gelombang Keluaran Penyearah Gelombang Penuh (Malvino, 1997)

0 2 3 4 5 t(S)

Vout

(V)

Vm

10

Besarnya tegangan maksimum (Vmaks) pada keluaran gelombang penuh dapat

dihitung dalam persamaan dobawah

Vmaks = Vrms . 2 ..............................................................................(2.6)

Ket Vmaks tegangan maksimum (Volt)

Vrms tegangan rata-rata (Volt)

Sedangkan untuk menghitung besarnya tegangan searah (Vdc) pada keluaran

penyearah gelombang penuh dapat dilihat dibawah

Vdc = Vmaks2

.......................................................................................(2.7)

2.1.3 Kapasitor Penyaring (FILTER)

Penggunaan komponen kapasitor untuk menyaring / memfilter riak-riak

gelombang hasil penyearahan agar didapat gelombang yang halus dan rata.

AC

RL

C

Gambar 2.7.Rangkaian penyearah dengan menggunakan penyaring kapasitor (Malvino, 1997)

Dari gambar diatas, saat dioda menghantarkan arus, maka kapasitor (C) akan

terisi sesuai dengan bantuk gelombang masukannya. Setelah tegangan masukan

mancapai nilai maksimumnya, tegangan akan tetap dipertahankan jika tidak

mendapatkan beban. Dan jika ada beban tegangan pada kapasitor akan menurun

11

sesuai dengan besarnya beban. Kapasitor akan terisi pada periode sinyal berikutnya.

Gambar 2.8.Keluaran penyearah gelombang penuh dengan penyaring kapasitor

(Malvino, 1997)

Dengan adanya kapasitor tegangan keluaran tidak segera turun walaupun

tegangan masukan sudah larut. Hal ini disebabkan kapasitor memerlukan waktu ( =

RC) untuk mengosongkan muatannya. Jadi semakin besar RL maka waktu yang

diperlukan untuk pengosongan kapasitor semakin lama. Perhitungan ini jiga berlaku

pada kapasitor, semakin besar kapasitansi kapasitor maka semakin lama waktu

pengosongan muatannya.

Nilai C dan RL juga menentukan tegangan riak puncak ke puncak (Vrpp), hal ini

dapat dijelaskan dengan persamaaan

V(rpp) = fRLC2

1 . Vmaks....................................................................(2.8)

Ket Vrpp tegangan riak puncak ke puncak (Volt)

Vmaks tegangan maksimum (Volt)

f frekuensi (Hertz)

RL tahanan beban (ohm)

C kapasitansi (farad)

t(S)

Vout

(V)

0 2 3

Vrpp

12

Dengan demikian dapat dihitung besarnya tegangan searah (Vdc) untuk

penyearah gelombnag penuh dengan kapasitor yaitu

Vdc = Vmaks - 2

Vrpp.............................................................................(2.9)

Berdasar persamaaan 2.9 semakin besar kapasitansi maka Vrpp akan semakin

kecil, dengan demikian bila dibeikan kapasitansi yang cukup besar maka nilai Vrpp

dapat diabaikan.

2.1.4 Penyetabil ( Regulator )

Penyetabil atau regulator adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk

menjaga tegangan keluaran agar stabil pada setiap perubahan beban. Contoh dari

penyetabil adalah rangkaian terpadu dengan tipe 7805, 7905, 7812, 7912 dan lainnya.

IC diatas mempunyai tiga terminal yaitu masukan, keluaran dan ground. Tegangan

keluaran dari rangkaian terpadu ini bisa dilihat dari dua digit terakhir dari nomor

serinya, sedangkan untuk dua digit depan menunjukkan polaritas tegangan yang

dihasilkan. Tipe 7805 menunjukkan polaritas positif sedangkan tipe 7912

menunjukkan polaritas negatif.

Gambar 2.9.Simbol penyetabil (Data Sheet IC 7805)

Pada modul ini digunakan rangkaian terpadu dengan seri LM 7805, LM 712 dan

LM 7912 yang masing-masing menghasilkan tegangan stabil sebesar +5 Volt, +12

Volt dan -12 Volt.

7805

Vout Vin

Gnd

1 3

2

13

Rangkaian dalam 7805 terdiri dari beberapa macam komponen diantaranya adalah

dioda zener yang digunakan sebagai tegangan acuan, penguat operasional sebagai

penguat tak membalik, tahanan (R2 dan R3) sebagai pembagi tegangan, dan transistor

(Q) sebagai penguat arus. Pada rangkaian pengganti penyetabil ini besarnya tegangan

zener menentukan nilai keluaran tegangan. Tegangan acuan penyetabil masukan ke

terminal tak membalik sebesar Vz yaitu tegangan kerja dari dioda zener. Pada

terminal membalik penguat operasional terdapat tegangan umpan balik (VR3) dari

tegangan keluaran (Vout). Besarnya tegangan umpan balik dapat dihitung sebagai

berikut

VR3 = 32

3

RR

R Vout..........................................................................(2.10)

Jika daya beban naik (RL turun), sehingga tahanan beban akan turun dan arus

yang dibutuhkan oleh beban menjadi besar. Dengan turunnya tahanan beban

menyebabkan VR3 menjadi turun, sehingga perbedaan tegangan pada masukan

penguat operasional ( V(+) – V(-) ) bertambah besar yang selanjutnya menyebabkan

Vout dari penguat operasional juga bertambah besar. Peningkatan Vout dari penguat

operasional ini menyebabkan arus yang menuju ke transistor yaitu arus basis (Ib) juga

mengalami peningkatan. Sesuai dengan kurva karakteristik transistor, dengan naiknya

Ib maka arus colector (Ic) juga mengalami kenaikan. Dan dengan naiknya Ic maka

Vout yang menuju ke beban juga mengalami kenaikan. Sebaliknya jika daya beban

turun Vout akan naik dan selanjutnya akan menyebabkan VR3 juga naik. Dengan

naiknya VR3 membuat perbedaaan tegangan pada masukan penguat operasional (

(V+) – V(-) ) menjadi kecil sehingga menyebabkan tegangan keluaran dari penguat

operasional juga kecil. Penurunan tegangan ini menyebabkan arus yang menuju ke

14

transistor (Ib) akan turun dan selanjutnya menyebabkan arus yang menuju ke beban

akan turun. Proses-proses diatas menjadikan tegangan keluaran dari penyetabil akan

stabil. Dalam keadaan stabil maka V(+) akan sama dengan tegangan V(-) dengan

demikian persamaaan tegangan keluarnya dapat dihitung sebagai berikut

V(+) = V(-)...........................................................................................(2.11)

Vref = 32

3

RR

R Vout

Vout = 3

32

R

RR Vref

Vout = 1 + 3

2

R

R Vref.............................................................................(2.12)

Ket V(+) tegangan masukan penguat operasional (+) Volt

V(-) tegangan masukan penguat operasional (-) Volt

Vref tegangan acuan (Volt)

Vout tegangan keluaran penyetabil (Volt)

2.2 INFRA RED

Infra merah (infra red) ialah sinar elektromagnet yang panjang

gelombangnya lebih daripada cahaya nampak yaitu di antara 700 nm dan 1 mm.

Sinar infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan

spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spectrum

elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya

merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan tidak

tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih

terasa/dideteksi.

15

Infra merah dapat dibedakan menjadi tiga daerah yakni:

Near Infra Merah………………0.75 - 1.5 µm

Mid Infra Merah..……………...1.50 - 10 µm

Far Infra Merah……………….10 - 100 µm

Contoh aplikasi sederhana untuk far infra red adalah terdapat pada alat –

alat kesehatan. Sedangkan untuk mid infra red ada pada alat ini untuk sensor,

sedangkan near infra red digunakan untuk pencitraan pandangan malam seperti

pada nightscoop. Penggunaan infra merah sebagai media transmisi data mulai

diaplikasikan pada berbagai perlatan seperti televisi, handphone sampai pada

transfer data pada PC. Media infra merah ini dapat digunakan baik untuk kontrol

aplikasi lain maupun transmisi data. Sifat-sifat cahaya infra merah:

1. tidak tampak manusia.

2. tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang.

3. dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas.

Komunikasi Infra Merah dilakukan dengan menggunakan dioda infra

merah sebagai pemancar dan modul penerima infra merah sebagai penerimanya.

Untuk jarak yang cukup jauh, kurang lebih tiga sampai lima meter, pancaran data

infra merah harus dimodulasikan terlebih dahulu untuk menghindari kerusakkan

data akibat noise.

Untuk transmisi data yang menggunakan media udara sebagai media

perantara biasanya menggunakan frekuensi carrier sekitar 30KHz sampai dengan

40KHz. Infra merah yang dipancarkan melalui udara ini paling efektif jika

menggunakan sinyal carrier yang mempunyai frekuensi di atas. Sinyal yang

16

dipancarkan oleh pengirim diterima oleh penerima infra merah dan kemudian

didecodekan sebagai sebuah paket data biner. Proses modulasi dilakukan dengan

mengubah kondisi logika 0 dan 1 menjadi kondisi ada dan tidak ada sinyal carrier

infra merah yang berkisar antara 30KHz sampai 40 KHz. Pada komunikasi data

serial, kondisi idle (tidak ada transmisi data) adalah merupakan logika ‘0’,

sedangkan pada komunikasi infra merah kondisi idle adalah kondisi tidak adanya

sinyal carrier. Hal ini ditujukan agar tidak terjadi pemborosan daya pada saat

tidak terjadi transmisi data.

Gambar 2.10.Sinyal Infra Red (www.ittelkom.ac.id )

Sistem Transmisi Infra Merah

Semua remote kontrol menggunakan transmisi sinyal infra merah yang

dimodulasi dengan sinyal carrier dengan frekuensi tertentu yaitu pada frekuensi

30KHz sampai 40KHz. Sinyal yang dipancarkan oleh pengirim diterima oleh

penerima infra merah dan kemudian didecodekan sebagai sebuah paket data biner.

Pada transmisi infra merah terdapat dua terminologi yang sangat penting yaitu :

‘space’ yang menyatakan tidak ada sinyal carrier dan ‘pulse’ yang menyatakan

ada sinyal carrier seperti pada gambar di bawah ini

17

Gambar 2.11.Sistem Transmisi Infra Red (www.ittelkom.ac.id )

Untuk transmisi data biasanya sinyal ditransmisikan dalam bentuk

pulsapulsa. Ketika sebuah tombol ditekan pada remote kontrol maka IR akan

mentransmitkan sebuah sinyal yang akan dideteksi sebagai urutan data biner. Led

infra merah adalah jenis dioda yang memencarkan cahaya infra merah, aplikasi

sederhana penggunaan led infra merah ini adalah pada remote TV. Led infra

merah pada dasarnya adalah dioda PN silicon biasa yang dikemas dalam kotak

transparan. Sinar infra merah dihasilkan dari pertemuan Arsenida Galium pada

led infra merah yang diberikan tegangan listrik. Led infra merah merupakan salah

satu komponen elektronika yang akan mengantar arus jika dialiri bias maju. Led

infra merah terbuat dari bahan Arsenida gelium atau Fosfida Galium (GaAS atau

Gap), dan ditempatkan dalam suatu wadah yang tembus pandang. Untuk

membedakan antara katoda dan anodanya dapat dilihat dari bentuk elektrodanya

yang besar adalah katoda. Material yang digunakan dalam konstruksi led akan

menentukan jenis cahaya yang diradiasikan. Apakah cahaya tampak atau cahaya

tidak tampak. Sebagai contoh material GaAlAs menghasilkan cahaya infra merah

(cahaya tidak tampak), sedangkan GaAsP menghasilkan cahaya tampak merah.

Pada sistem ada dua jenis led yang digunakan yaitu sebagai indikator dan juga

sebagai komponen pengirim cahaya infra merah.

18

Gambar 2.12.Rangkaian pengirim infra merah ( Rancangan )

2.3 TEORI DASAR PHOTO DIODA

Sinar infra merah yang dipancarkan oleh pemancar infra merah tentunya

mempunyai aturan tertentu agar data yang dipancarkan dapat diterima dengan

baik di penerima. Oleh karena itu baik di pengirim infra merah maupun penerima

infra merah harus mempunyai aturan yang sama dalam mentransmisikan (bagian

pengirim) dan menerima sinyal tersebut kemudian mendekodekannya kembali

menjadi data biner (bagian penerima). Komponen yang dapat menerima infra

merah ini merupakan komponen yang peka cahaya yang dapat berupa dioda

(photodioda) atau transistor (phototransistor). Komponen ini akan merubah energi

cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra merah, menjadi pulsa-pulsa sinyal

listrik. Komponen ini harus mampu mengumpulkan sinyal infra merah sebanyak

mungkin sehingga pulsapulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup

baik. Pada perangkat ini detektor cahaya yang digunakan adalah komponen

19

TSOP4838, dimana pada komponen ini sudah terdapat filter. Jadi detektor ini

akan bekerja dengan baik jika terdapat frekuensi 38KHz.

Gambar 2.13.Rangkaian Photo Dioda ( Rancangan )

Pada prakteknya sinyal infra merah yang diterima intensitasnya sangat

kecil sehingga perlu dikuatkan. Kekuatan sinar dan sudut datang merupakan

faktor penting dalam keberhasilan transmisi data melalui infra merah selain filter

dan penguatan pada bagian penerimanya. Selain itu agar tidak terganggu oleh

sinyal cahaya lain maka sinyal listrik yang dihasilkan oleh sensor infra merah

harus difilter pada frekuensi sinyal carrier yaitu pada 30KHz sampai 40KHz.

Selanjutnya baik photodioda maupun phototransistor disebut sebagai

photodetector. Dalam penerimaan infra merah, sinyal ini merupakan sinyal infra

merah yang termodulasi. Pemodulasian sinyal data dengan sinyal carrier dengan

frekuensi tertentu akan dapat memperjauh transmisi data sinyal infra merah.

Semakin besar area penerimaan maka sudut penerimaannya juga semakin besar.

20

Kelemahan area penerimaan yang semakin besar ini adalah noise yang dihasilkan

juga semakin besar pula. Suatu penerima pada sistem komunikasi cahaya harus

memenuhi syarat antara lain:

1) Sensitivitas yang tinggi. Karena detektor cahaya digunakan pada suatu panjang

gelombang tertentu, maka sensitivitas tertinggi terdapat pada daerah panjang

gelombang yang dimaksud.

2) Respon waktu yang cepat, hal ini dimaksudkan agar sistem dapat dioperasikan

pada kecepatan tinggi yang akan meningkatkan efisiensi sistem komunikasi.

3) Noise internal yang dibangkitkan detektor harus sekecil mungkin.

4) Harga yang murah dan juga mempunyai keandalan yang tinggi

Apabila sebuah dioda berada dalam keadaan reverse bias, maka melalui

dioda tersebut akan mengalir arus yang kecil sekali atau arus reverse. Besarnya

arus reverse ini tergantung pada temperatur dan intensitas cahaya yang datang

pada depletion layer. Apabila dioda tersebut terbungkus oleh zat yang tidak

tembus cahaya, maka cahaya luar tidak dapat mencapai junction; karena itu tidak

tampak adanya efek photo elektris. Tetapi apabila dioda tersebut terbungkus kaca

maka setiap berkas cahaya yang datang pada dioda tersebut akan ikut menentukan

besarnya arus reverse. Maka dioda yang mempunyai sifat ini disebut dioda photo.

Pada dioda photo ini, berkas cahaya yang datang akan menyebabkan

tambahan tenaga sehingga memungkinkan lepasnya ikatan antara elektron

elektronvalensi dengan intinya. Ini berarti terbentuklah pasangan elektron bebas

dan hole baru, yang berfungsi sebagai pembawa muatan. Karena itu arus reverse

akan bertambah. Perubahan nilai arus reverse ini pada umumnya sangat kecil,

21

hanya beberapa mikroampere, tetapi hal ini cukup dapat dimanfaatkan untuk

beberapa keperluan.

Perubahan tegangan reverse tidak berpengaruh terhadap besarnya arus

reverse. Besarnya arus reverse ini hanya tergantung dari intensitas cahaya yang

datang pada junction, oleh karena itu sebuah dioda photo yang berada dalam

keadaan reverse dapat dianggap suatu sumber arus yang di kontrol oleh intensitas

cahaya yang datang padanya.

2.4 TRANSISTOR

Transistor merupakan salah satu jenis komponen aktif yang banyak digunakan

baik dalam rangkaian analog maupun digital. Transistor yang banyak digunakan

adalah transistor jenis bipolar yang terdiri dari dua jenis yaitu NPN (Negatif-Positif-

Negatif) dan NPN (Negatif-Positif-Negatif). Pada tugas akhir ini digunakan transistor

jenis NPN dan PNP yang difungsukan sebagai penguat arus.

Untuk mengoperasikan transistor harus diketahui dahulu daerah kerjanya. Ada

tiga daerah kerja transistor yaitu

1. Daerah sumbat (cutt-off)

Daerah sumbat merupakan daerah kerja transistor saat mendapat bias arus

basis (Ib) 0. Pada saat daerah ini terjadi bocor dari basis ke emitor

(IBEO). Hal yang sama dapat terjadi pada transistor hubungan kolektor-

basis. Jika arus emitor sangat kecil (Ie=0), emitor dalam keadaan terbuka

dan arus mengalir dari kolektor ke basis (ICBO).

2. Daerah aktif

Daerah aktif terletak antara daerah jenuh dan daerah sumbat. Agar

22

transistor bekerja pada daerah aktif maka transistor harus mendapat arus

basis lebih besar dari 0 (Ib 0). Dalam keadaan ini keluaran arus kolektor

akan berubah sesuai dengan pemberian aris basisnya.

3. Daerah jenuh

Transistor akan bekerja pada daerah jenuh jika transistor mendapat arus

basis lebih besar dari arus basis maksimal Hal ini mengakibatkan keluaran

arus kolektor tidak bertambah lagi.

Gambar 2.14.Daerah kerja transistor (Malvino, 1997)

Agar dapat digunakan sebagai penguat arus maka transistor harus berada pada

daerah aktif. Selain itu tegangan kolektor-emitor (Vcc) dan tegangan basis-emitor

(VBE) harus berada pada bias maju. Untuk mendapatkan arus penguatan arus yang

tinggi, transistor harus dibuat dalam konfigurasi kolektor bersama (common

collector). Pemberian bias untuk konfigurasi transistor kolektor bersama dapat dilihat

Daerah

Sumbat

Daerah

Aktif

Daerah

Jenuh

Ic(mA)

LR

Vcc

VCE=VCC VCE(V)

IB7 IB6 IB5 IB4 IB3 IB2 IB1

IB0

23

pada gambar dibawah

Vin

Vcc

Ib

Ic

RLVbb

Ie

Gambar 2.15.Konfigurasi Transistor Kolektor Bersama (Malvino, 1997)

Besarnya penguatan arus (hfe) untuk konfigurasi kolektor bersama merupakan

perbandingan antara arus keluaran (Ie) dan arus masukan (Ib). Sedangkan

perhitungan untuk penguatan arus adalah sebagai berikut

hfe = Ib

Ic...............................................................................................(2.13)

ket hfe penguatan arus

Ie arus emitor (mA)

Ib arus basis (mA)

Karena nilai Ie>>Ib maka diperoleh penguatan arus yang besar. Penguat jenis

kolektor bersama ini digunakan dalam catu daya untuk mencukupi kebutuhan arus

yang cukup besar pada beban.

24

2.5 MIKROKONTROLER ATMEL 89S51

Mikrokontroler 89S51 merupakan mikrokontroler buatan ATMEL yang

kompatibel dengan keluarga MCS51 dari INTEL. Mikrokontroler ini menggunakan

perangkat instruksi yang sama dengan mikrokontroler keluarga MCS51.

2.5.1 Arsitektur Mikrokontroler 89S51

Gambar 2.16.Mikrokontroler 89S51 (Data sheet book mikrokontroler 89S51)

25

Mikrokontroller 89S51 memiliki fasilitas internal sebagai berikut

Kompatibel dengan produk MCS51

4 Kbyte flash EPROM

Tiga tingkat pengaman memori program

128 x 8 bit RAM internal

32 I/O yang dapat diprogram

dua timer/counter 16 bit

enam sumber interupsi

kanal serial yang dapat diprogram

Tabel 2.1 Deskripsi Pin IC 89S51

Nomor Pin Nama Pin Alternatif Keterangan

20 GND Ground

40 VCC Power Supply

32...39 P0.7...P0.0 D7..D0 &

A7...A0

Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order

multiplex address/data ataupun menerima kode byte pada

saat Flash Programming

Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat menberikan

output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah

sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port

tersebut

Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data port

ini akan mempunyai internal pull up

Pada saat flash programming diperlukan external pull up

terutama pada saat vertikal program

1...6 P1.0...P1.7 Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa atau menerima low

order address byte selama pada saat flsh programming

Port ini mempunyai intrnal pull up dan berfungsi sebagai

input dengan memberikan logika 1

Sebagai output port ini dapat memberikan output sink

keempat buah input TTL

26

21...28 P2.0...P2.7 AB...A15 Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address,

pada saat mengakses memori secara 16 bit (Movx @Dptr)

Pada saat mengakses memori secara 8 bit,(Mov @Rn) port

ini akan mengeluarkan isi dari P2 Special Function

Register

Port ini mempunyai internal pill up dan berfungsi sebagai

input dengan memberikan logika 1

Sebagai output port ini dapat memberikan output sink

keempat buah input TTL

10...17 Port 3 Sebagai I/O biasa port 3 mempunyai sifat yang sama

dengan port 1 maupun port 2. Sedangkan sebagai fungsi

spesial port-port ini mempunyai keterangan sebagai

berikut:

10

11

12

13

14

15

16

17

P3.0

P3.1

P3.2

P3.3

P3.4

P3.5

P3.6

P3.7

RXD

TXD

INT0

INT1

T0

T1

WR

RD

Port Serial Input

Port Serial output

Port Eksternal Interupt 0

Port Eksternal Interupt 1

Port Eksternal Timer 0 Input

Port Eksternal Timer 1 Input

Eksternal Data Memory Write Strobe

Eksternal Data Memory Read Strobe

9 RST Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2

cycle

30 ALE PROG Pin ini dapat berfungsi sebagai Addrees Latch Enable

(ALE) yang me-latch low byte address pada saat

mengakses memori eksternal

Sedangkan pada saat Flash Programming (PROG)

berfungsi sebagai pulse input untuk pada operasi normal

ALE akan mengeluarkan sinyal clock sebesar 1/16

frekwensi oscilator kecuali pada saat mengakses memori

eksternal sinyal clock pada pin ini dapat pula didisable

dengan men-set bit 0 dari special function register di

alamat BEH

ALE hanya akan aktif pada saat mengakses memori

eksternal (MOVX & MOVC)

29 PSEN Pin ini berfungsi pada saat mengeksekusi program yang

terletak pada memori eksternal. PSEN akan aktif dua kali

27

31 EA VP Pada kondisi low pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu

mikrokontroller akan menjalankan program yang ada pada

saat memori eksternal setelah sistem di-reset

Jika kondisi high pin ini akan berfungsi untuk menjalankan

program yang ada pada memori internal

Pada saat flash programming pin ini akan mendapat

tegangan 12 volt (VP)

19 XTAL1 Input Oscilator

18 XTAL2 Output Oscilator

2.5.3 Register Fungsi Khusus

Mikrokontroller 89S51 mempunyai 21 reister fungsi khusus yang terletak

pada antara alamat 80H hingga FFH. Beberapa dari register-register ini juga

mampu dialamati dengan pengalamatan bit sehingga dapat dioperasikan seperti

yang ada pada RAM yang lokasinya dapat dialamati dengan pengalamatan bit.

Fungsi dan alamat yang terdapat pada register fungsi khusus akan ditunjukkan

pada tulisan dibawah,

Tabel 2.2. Register Fungsi Khusus

Simbol Nama Register Alamat

ACC

B

PSW

SP

DPH

DPL

P0

P1

P2

P3

Accumulator

Register B

Program Status Word

Stack Pointer

Data Pointer High

Data Pointer Low

Port 0

Port 1

Port2

Port 3

0E0H

0F0H

0D0H

81H

82H

83H

80H

90H

A0H

B0H

28

IP

IE

TMOD

TCON

TL0

TH0

TL1

TH1

SCON

SBUF

PCON

Interupt Priority Control

Interupt Enable Control

Timer/Conter Mode Register

Timer/Counter Control Register

Timer/Counter 0 Low Byte

Timer/Counter 0 High Byte

Timer/Counter 1 Low Byte

Timer/Counter 1 High Byte

Serial Control

Serial Data Buffer

Power Control

B8H

A8H

89H

88H

8AH

8CH

8BH

8DH

98H

99H

87H

Ket: simbol yang bergaris bawah berarti register tersebut dapat dialamati tiap bit

2.5.4 Struktur Memori

Mikrokontroler 89S51 mempunyai struktur memori yang terdiri atas:

RAM Internal, memori sebesar 128 byte yang biasanya digunakan untuk

menyimpan variabel atau data yang bersifat sementara

Special Function Register (register fungsi khusus), memori yang berisi

register-register yang mempunyai fungsi-fungsi khusus yang disediakan

oleh mikrokontroller seperti timer, serial dan lain-lain

Flash PEROM, memori yang digunakan untuk menyimpan instruksi-

instruksi MCS51

29

Gambar 2.17.Struktur Memori Mikrokontroler 89S51

(Data sheet book Mikrokontroler 89S51)