materi kuliah mikrokontroller

download materi kuliah mikrokontroller

of 79

  • date post

    01-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    145
  • download

    14

Embed Size (px)

Transcript of materi kuliah mikrokontroller

Slide 1

MIKROKONTROLER Judul Mata KuliahSistem komputerUniversitas Tanjungpura

APA ITU MIKROKONTROLER? Mikrokontroler adalah suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi, dimana semua bagian yang diperlukan untuk suatu kontroler sudah dikemas dalam satu keping chipBagian-bagian Mikrokontroler:Unit Memori CPU (Central Processing Unit)BusUnit I/OPembangkit Clock-OsilatorUnit Timer/CounterPiranti TambahanProgram(1) Unit MemoriMemori adalah bagian mikrokontroler yang berfungsi untuk menyimpan data.3 hal yang perlu diperhatikan mengenai memori yaitu:Alamat adalah lokasi tempat memori berada.Data adalah isi dari memori yang diaksesJalur kendali (kontrol) adalah jalur yang berisi perintah CPU, apakah suatu lokasi memori akan di baca atau ditulis4Menurut Sifatnya Memori dibagi 2: Memori menguap (Volatile memory) adalah sifat memori yang akan hilang jika catudaya dimatikan. Memori jenis ini dikenal juga sebagai RAM (random Access Memory) Memori tidak menguap (Non Volatile Memory)memori jenis ini tidak akan hilang jika catudaya dimatikan, memori jenis ini dinamakan ROM (Read Only Memory)(2) CPU (Central Processing Unit)CPU merupakan pengendali utama dari seluruh aktivitas mikrokontroler. CPU bertugas melakukan eksekusi program dan melakukan koordinasi dengan bagian lain dari mikrokontroler.Dalam Mikrokontroler terdapat ALU (Arithmetic Logic Unit) yang bertugas melaukan perhitungan aritmatika dan fungsi logic.Selain itu di dalam CPU terdapat memori sementara yang bisa diakses selama proses eksekusi berlangsung disebut sebagai registerBus adalah jalur-jalur fisik yang mengubungkan CPU dengan memori dan unit lain dari mikrokontroler.Jalur-jalur ini tergabung dalam satu grup, jalur inilah yang disebut sebagai Bus(3) Bus I/O digunakan untuk mengontrol dan menerima data dari lingkungan luar 2 macam inteface I/Oyang biasa digunakan adalahI/O serial standard RS 232/UART digunakan untuk komunikasi dengan PCInterface paralel/PIO (setiap pabrik mengeluarkan nama sendiri [PIA (motorolla), PPI (intel), PDC (rockwell) (4) I/O (input-output port)(5) Pembangkit Clock - OscilatorRangkaian osilator pada mikrokontroler berfungsi sebagai penyedia clockClock digunakan oleh mikrokontroler untuk dapat mengeksekusi instruksi program secara serempak (sinkron)Frekuensi clock yang dibangkitkan oleh osilator akan menentukan waktu yang diperlukan oleh mikrokontroler untuk mengeksekusi suatu instruksi(6) Unit Timer/CounterTimer digunakan untuk keperluan menghasilkan:Delay (waktu tunda) yang berfungsi untuk keperluan operasi pewaktuan dan kontrolMencacah pulsaMengetahui keberadaan proses yang sedang berlangsung dan sebagainya

(7) Komponen TambahanPada mikrokontroler selain komponen standar ada juga komponen tambahan dengan fungsi tambahan pula.Contoh komponen tambahan adalah: ADC (analog to digital converter) yang berfungsi untuk pengubah analog ke digital. ADC dan komparator sebagai penghubung ke sistem analogPWM (Pulse Width Modulation) adalah format sinyal output mikrokontroler yang nilainya dinyatakan dalam bentuk lebar pulsa, PWM digunakan untuk pengendali kecepatan motor.(8) Program (Perangkat Lunak)Mikrokontroler adalah piranti yang harus di program supaya dapat bekerja, program mikrokontroler ditulis dalam berbagai bahasa.Program untuk mikrokontroler harus dikompilasi agar mendapatkan hasil file eksekusi dengan ekstensi .HEX, .File kemudian di download ke memori program dengan perantaraan sebuah programmer.Mikrokontroler bekerja harus diprogram!, Bahasa Pemrograman MCU ini adalah Low Level Programming , ada 2 bahasa yang digunakan:Bahasa Mesin (machine language) Contoh EP2732b pada Mottorolla MC68HC908GP32 atau MC68705U3Bahasa perakit (Assembly Language), Contoh: ASM51 untuk MCU 89C51 IntelInterupsi adalah suatu permintaan khusus kepada mikroposesor untuk melakukan sesuatu. Bila terjadi interupsi, maka komputer akan menghentikan dahulu apa yang sedang dikerjakannya dan melakukan apa yang diminta oleh yang menginterupsi.Interupsi Mikrokontroler adalah single chip computer yang memiliki kemampuan untuk diprogram dan digunakan untuk tugas-tugas yang berorientasi kontrol Mikrokontroler datang dengan dua alasan utama, yaitu : kebutuhan pasar (market need) perkembangan teknologi baru. Yang dimaksud dengan kebutuhan pasar adalah kebutuhan yang luas dari produk-produk elektronik akan perangkat pintar sebagai pengontrol dan pemroses data. Sedangkan yang dimaksud dengan perkembangan teknologi baru adalah perkembangan teknologi semikonduktor yang memungkinkan pembuatan chip dengan kemampuan komputasi yang sangat cepat, bentuk yang semakin mungil, dan harga yang semakin murah APA PERBEDAAN MIKROKONTROLER DENGAN MIKROPROSESOR ?Ditinjau dari segi arsitekturnya, mikroprosesor hanya merupakan single chip CPU, sedangkan mikrokontroler dalam IC-nya selain CPU juga terdapat device lain yang memungkinkan mikrokontroler berfungsi sebagai suatu single chip computer. Dalam sebuah IC mikrokontroler telah terdapat ROM, RAM, EPROM, serial interface dan paralel interface, timer, interrupt controller, konverter Anlog ke Digital, dan lainnya (tergantung feature yang melengkapi mikrokontroler tersebut). Sedangkan dari segi aplikasinya, mikroprosessor hanya berfungsi sebagai Central Processing Unit yang menjadi otak komputer, sedangkan mikrokontroller, dalam bentuknya yang mungil, pada umumnya ditujukan untuk melakukan tugastugas yang berorientasi kontrol pada rangkaian yang membutuhkan jumlah komponen minimum dan biaya rendah (low cost). PERBEDAAN MIKROKONTROLER DENGAN MIKROPROSESOR (cont..)APLIKASI MIKROKONTROLER Mikrokontroler digunakan mulai dari mainan anak-anak, perangkat elektronik rumah tangga, perangkat pendukung otomotif, peralatan industri, peralatan telekomunikasi, peralatan medis dan kedokteran, sampai dengan pengendali robot serta persenjataan militer. Kehandalan tinggi (high reliability) dan kemudahan integrasi dengan komponen lain (high degree of integration) Ukuran yang semakin dapat diperkecil (reduced in size) Penggunaan komponen dipersedikit yang juga akan menyebabkan biaya produksi dapat semakin ditekanWaktu pembuatan lebih singkat sehingga lebih cepat pula dijual ke pasar sesuai kebutuhanKonsumsi daya yang rendahBeberapa keunggulan dari alat-alat yang berbasis mikrokontroler (microcontroller-based solutions) :

Mikrokontroler AT89S52Apa Kegunaan Mikrokontroler ?Kegunaan dari mikrokontroler pada umumnya banyak digunakan untuk aplikasi sistem kendali atau monitoring, misalnya sebagai alat kontrol penampil tulisan, sistem pengukuran jarak jauh (telemetri), berbagai mainan anak-anak dan sistem elektronika lainnyaCPURAMROMI/OPortData Bus (8)Address Bus (16) Blok Diagram MIKROPROSESSORCPURAMROMI/O PortSerial PortTimer/CounterProgram aplikasiBlok Diagram MIKROKONTROLLERMikrokontroler MCS-51 Mikrokontroler dengan arsitektur MCS-51 merupakan salah satu jenis arsitektur mikrokontroler yang paling lama, paling populer dan paling banyak digunakan di dunia. Arsitektur ini dikeluarkan pertama kali oleh Intel dan kemudian menjadi banyak dipakai dan dipelajari di seluruh dunia. Di Indonesia, mikrokontroler MCS-51 banyak dipakai karena telah lama populer, mudah untuk didapatkan, dan harganya yang murah. Berbagai seri mikrokontroler berarsitektur MCS-51 telah diproduksi oleh berbagai vendor dan digunakan di dunia sebagai mikrokontroler yang bersifat low cost dan high performance. Antar seri mikrokontroler berarsitektur MCS-51 memiliki beragam tipe dan fasilitas, namun kesemuanya memiliki arsitektur yang sama, dan juga set instruksi yang relatif tidak berbeda. Berikut tabel perbandingan beberapa seri mikrokontroler MCS-51 buatan Atmel.

Keterangan:

Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program hasil buatan manusia yang harus dijalankan oleh mikrokontroler

RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang running

Pin I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran ataupun masukan bagi program

Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa

UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial asynchronous

SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial secara serial synchronous

ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang minimal Arsitektur Mikrokontroler MCS-51 Arsitektur mikrokontroler MCS-51 diotaki oleh CPU 8 bit yang terhubung melalui satu jalur bus dengan memori penyimpanan berupa RAM dan ROM serta jalur I/O berupa port bit I/O dan port serial. Selain itu terdapat fasilitas timer/counter internal dan jalur interface address dan data ke memori eksternal.

Blok sistem mikrokontroler MCS-51 Salah satu tipe mikrokontroler arsitektur MCS-51 yang banyak digunakan saat ini adalah tipe Atmel 89S51/52 Pengenalan Mikrokontroller AT89S51/52Merupakan versi terbaru dibandingkan mikrokontroler AT89C51 yang telah banyk digunakn saat ini. Mikrokontroler ini merupakan mikrokontroler CMOS 8 bit dengan 8 Kbyte Flas Programmable dan Erasable Read Only Memori (PEROM). Mikrokontroler ini berteknologi memori non volatile kerapatan tinggi dari AMTEL yang kompatibel dengan mikrikontroler standar industri MCS-51.

Ada Berapa Port Input dan Output ?Dalam 89S51/52 terdapat 32 jalur port yang dikelompokkan dalam 4 buah port yang masing-masing terdiri dari 8 bit. Masing-masing bit dapat diprogram secara individual dan bebas sebagai input maupun output dan dapat dikonfigurasikan secara dinamis lewat perangkat lunak.

Port 0 Merupaka