BAB02 - Keluarga Mikrokontroler MCS51

8/9/2019 BAB02 - Keluarga Mikrokontroler MCS51

1/9

Mikrokontroler MCS51 6

2. Keluarga Mikrokontroler MCS-51

2.1. Gambaran Umum

Keluarga Mikrokontroler MCS-51 terdiri dari 8051, 8031, 8751, 8052,

8032, dan 8752. Masing-masing berbeda dalam konfigurasi internalnya.

Perbedaan pokok adalah bahwa 8031 dan 8032 tidak memiliki internal

ROM, sedangkan 8751 dan 8752 jenis internal ROM-nya adalah EPROM

( Erasable & Programmable ROM ).

Keluarga Mikrokontroler MCS-51 memiliki konfigurasi dasar sebagai

berikut :

Parallel I/O Port 8 bit (P0-P3)

Serial Full-Duplex Asynchronous I/O Port

Internal Random Access Memory (RAM) sejumlah 128 byte (8051,

8031, 8751) atau 256 byte (8052, 8032, 8752) Internal Read Only Memory (ROM) sejumlah 4 kilobyte (8051, 8751)

atau 8 kilobyte (8052, 8752)

Programmable Timer/Counter sejumlah 2 (8051, 8031, 8751) atau 3

(8052, 8032, 8752)

System Interrupt dengan 2 sumber interrupt eksternal dan 4

sumber interrupt internal

Dengan fasilitas yang cukup lengkap semacam itu, maka dimungkinkan

penggunaan mikrokontroler ini dalam konfigurasi single chip , dimana

hanya dibutuhkan satu chip untuk menjalankan seluruh sistem rangkaian.


2/9


2.2. Arsitektur MCS-51

2.2.1. Diagram blok MCS-51

Diagram blok arsitektur MCS-51 dapat dilihat pada gambar 2.1. Pada

diagram blok tersebut dapat disimpulkan bahwa untuk aplikasi yang tidak

membutuhkan adanya RAM dan/atau ROM dengan skala besar, maka

MCS-51 telah dapat dipergunakan dalam konfigurasi single chip. Fasilitas

Parallel Port yang dimiliki dapat dipergunakan untuk mengendalikan

peralatan eksternal atau menginputkan data yang diperlukan. Port serial

dapat dipergunakan untuk mengakses sistem komunikasi data dengan dunialuar, misalnya dengan komputer IBM PC, atau peralatan lainnya baik

langsung lewat kabel ataupun melalui modem dengan saluran telepon,

radio, atau bahkan serat optik. Timer/counter yang ada dapat dipergunakan

untuk mencacah pulsa, menghitung lama pulsa, atau sebagai pewaktu

umum. Sedangkan sistem interrupt membuat MCS-51 dapat dipakai pada

aplikasi-aplikasi yang mendekati sistem dengan proses real-time.

Rangkaian clock internal yang dimiliki MCS-51 menjadikan cukup hanya

ditambahkan sebuah kristal osilator dan dua buah kapasitor untuk

menghasilkan clock bagi seluruh sistem rangkaian. Untuk kebutuhan ROM

dan RAM yang besar, sistem MCS-51 mengijinkan penggunaan RAM dan

ROM masing-masing sebesar maksimal 64 Kilo byte, cukup besar untuk

aplikasi-aplikasi umum mikrokontroler.


3/9


B REGISTER

RAM ADDRESSREGISTER

RAM

ACC

TEMP2

PORT 0LATCH

PORT 2LATCH

EPROM/RO M

PORT 0DRIVER

PORT 2DRIVER

STACKPOINTER

TEMP1

ALU

PSW

I N S T R U C T

I O N

R E G I S T

E R

TIMING

&CONTROL

-PSEN

ALE

-EA

RST

T2CON TH0 TL0 TH1

PCON SCON TMOD TCON

TL1 TH2 TL2 R2CAPH

R2CAPL SBUF IE IP

INTER RUPT, SERIAL PORT& TIMER

DPTR

PROGRAMCOUNTER

PCINCRE-MENTER

BUFFER

PROGRAM ADDRESSREGISTER

PORT 3DRIVERS

PORT 3LATCH

PORT 1DRIVERS

PORT 1LATCH

OSC

XT AL1 XT AL2

VCC

VSS

P 0. 0 - P 0. 7 P 2. 0 - P 2. 7

P3.0 - P3.7P1.0 - P1.7

Gambar 2.1. Diagram blok MCS-51

2.2.2. Fungsi kaki-kaki ( pin out ) MCS-51

Pin Out MCS-51 dapat dilihat pada gambar di bawah ini :


4/9


Gambar 2..2. Pin-out 8031

Fungsi kaki-kaki 8031 :

VSS : dihubungkan dengan ground rangkaian

VCC : dihubungkan dengan tegangan catu +5 V

Port 0 : merupakan Port I/O 8 bit dua-arah. Port ini digunakan

sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data

selama pengaksesan ke eksternal memori. Setiap pin-nya

dapat mengendalikan langsung 4 beban TTL. Port 0 juga

menerima dan mengeluarkan code byte selama proses pemrograman dan verifikasi ROM/EPROM internal.

Port 1 : merupakan Port I/O 8 bit dua-arah, yang dapat

mengendalikan beban 4 TTL secara langsung. Setiap pin

dapat diakses secara operasi tiap bit atau byte

bergantung pemrogram. Port 1 juga menerima address

rendah selama proses pemrograman dan verifikasiROM/EPROM internal.


mengendalikan beban 4 TTL secara langsung. Port ini

digunakan sebagai bus alamat tinggi selama

pengaksesan ke eksternal memori. Port 2 juga menerima

address tinggi selama proses pemrograman dan

verifikasi ROM/EPROM internal.


mengendalikan beban 4 TTL secara langsung. Setiap pin

dapat diakses secara operasi tiap bit atau byte


5/9


bergantung pemrogram. Masing-masing pin pada Port ini

memiliki fungsi khusus sebagai berikut :

Tabel 2.1.Fungsi Pin-pin Port 3Port Pin Fungsi alternatif

P3.0 RXD ( serial input port )P3.1 TXD ( serial output port )P3.2 -INT0 ( external interrupt 0 )P3.3. -INT1 ( external interrupt 1 )P3.4 T0 ( timer/counter 0 external input )P3.5 T1 ( timer/counter 1 external input )

P3.6 -WR ( external data memory write strobe )P3.7 -RD ( external data memory read strobe )

RST : merupakan input untuk RESET.

ALE : Address Latch Enable, digunakan untuk memberikan

sinyal latch pada alamat rendah pada multipleks bus

adress dan data.

-PSEN : merupakan sinyal read strobe untuk eksternal programmemori.

-EA/VPP : merupakan input untuk mode program memori.

jika dihubungkan ke ground , program memori adalah

eksternal, jika dihubungkan ke VCC, program memori

adalah internal, jika dihubungkan ke VPP, diperlukan

untuk proses pemrograman ROM.XTAL1, XTAL2

: merupakan input untuk kristal clock.


6/9


2.3. Organisasi memori

Pada keluarga MCS-51 ini pengalamatan memori dibedakan atas dua yaitu

untuk program memori dan untuk data memori. Pemisahan antara program

memori dan data memori merupakan ciri khas MCS-51. Masing-masing

program memori dan data memori dapat mengalamati sampai 64 Kilobyte ,

dengan masing-masing byte lebar datanya 8 bit.

2.3.1. Program memori

Program memori hanya dapat dibaca, tidak dapat ditulis. Di sini tersimpan program yang akan dijalankan oleh MCS-51 dan data-data konstanta.

Sinyal pembacaan EPROM eksternal adalah dari pin -PSEN. Pada MCS-

51 ada dua tipe organisasi memori dari program memori, yaitu :

Pengaksesan program memori sebagian berasal dari internal EPROM

yang menempati alamat terendah dan alamat berikutnya dari EPROM

eksternal. Sebagai contoh untuk MCS-51 dengan model EPROM

internal seperti 8051, 8051AH, 8751, alamat 4 Kbyte program memori

terendah adalah ROM internal dan alamat berikutnya adalah pada

EPROM eksternal.

Pengaksesan program memori yang semuanya dari eksternal EPROM.

Secara diagram blok digambarkan sebagai berikut :


7/9


4K BYTE

INTERNAL

60 K BYTEEKSTERNAL

64 K BYTEEKSTERNAL

ATAU

0000H

0FFFH

1000H

FFFFH

PROGRAM

MEMORY

0000H

FFFFH

Gambar 2.3. Organisasi Program Memori

Pemetaan Program Memori

Pemetaan program memori ditunjukkan sebagai berikut :

Alamat 0000H merupakan awal program. Setelah reset, CPU akan

loncat pada alamat ini dan mengerjakan instruksi di dalamnya.

Pada fungsi khusus alamat 3H dan seterusnya dengan interval 8 byte

dipakai sebagai alamat dari vektor interupsi. Bila interupsi tidakdipakai, maka alamat tersebut dapat dipakai untuk program biasa.


8/9


2.3.2. Data memori

Data memori menempati alamat yang terpisah dari program memori. Data

memori merupakan tempat penyimpanan data variabel, operasi stack dan

sebagainya. Data memori dapat dibaca dan ditulis. Sinyal pembacaan

untuk eksternal RAM berasal dari pin -RD dan untuk penulisan berasal

dari pin-WR. Peta data memori digambarkan sebagai berikut :

DIRECT ANDINDIRECT

ADDRESSING

DIRECT ADDRESSING

ONLY

64 K BYTEEKSTERNAL

DAN

00 H

7FH80 H

FFH

D ATA MEMORY

0000H

FFFFH

Gambar 2.4. Organisasi data memori

Alamat 00H-FFH (untuk 8051) merupakan alamat dari internal RAM yang

dapat dialamati dalam dua mode. Pada alamat 00H - 7FH dapat dialamati

dalam mode direct maupun indirect addressing . Alamat 80H - FFH hanya


9/9


dapat dialamati dalam mode direct addressing . Di luar alamat tersebut

merupakan alamat eksternal RAM.

32 byte terendah data memori terbagi atas 4 buah bank yang masing-

masing terdiri atas 8 buah register. Kombinasi dari bank ini ditentukan

oleh register PSW (pembahasan mengenai ini bisa dilihat pada bab

berikutnya). Register- register tersebut adalah R0 sampai R7 yang

menempati alamat 00H - 1FH. Di atasnya merupakan segmen bit

addresable yang besarnya 16 byte, menempati alamat 20H sampai 2FH.Alamat berikutnya yaitu mulai 30H sampai 7FH dapat dibagai sebagai data

RAM.

Setelah kondisi reset, kondisi baku register SP ( stack pointer ) akan menuju

alamat 07H dan begitu program dijalankan isi register SP akan ditambah 1

(menunjuk ke alamat 08h). Dan ini merupakan register bank 1 register R0.

Bila memakai lebih dari satu bank register maka SP harus diinisialisasi ke

lokasi yang lain.

BAB02 - Keluarga Mikrokontroler MCS51

Documents

Transcript of BAB02 - Keluarga Mikrokontroler MCS51