Pendahuluan

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output.

Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis, ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda bisa membaca tulisan apapun baik buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun bisa pula menulis hal-hal sebaliknya. Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data maka Anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan otomatik menggunakan mikrokontroler sesuai keinginan Anda. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

Mikrokonktroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote controls, mesin kantor, peralatan rumah tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan konsumsi tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor memori, dan alat input output yang terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat kontrol elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis. Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka :

 Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak

Namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi komponen IC TTL dan CMOS yang seringkali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran masukan dan keluaran (I/O). Dengan kata lain, mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa periferal yang langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital dan sebagainya hanya menggunakan sistem minimum yang tidak rumit atau kompleks.Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut memerlukan komponen eksternal yang kemudian disebut dengan sistem minimum. Untuk membuat sistem minimal paling tidak dibutuhkan sistem clock dan reset, walaupun pada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi.

MIKROKOMPUTER

PengertianMikrokomputer adalah interkoneksi antara mikroprosesor (CPU) dengan memori utama (main memory) dan antarmuka input-output (I/O devices) yang dilakukan dengan menggunakan sistim interkoneksi bus.Berikut adalah susunan gambar dari Mikrokomputer.

Gambar 1. susunan mikrokomputer

Jadi, Mikrokomputer dapat dikatakan pula sebagai sebuah mikroprosesor (CPU) dengan ditambahkannya unit memori serta sistem I/O. Ciri utama sistem mikrokomputer adalah hubungan yang berbentuk “bus”. (Istilah bus diambil dari bahasa latin omnibus yang berarti kepada/untuk semua). Bus menunjukkan hubungan antara komponen-komponen secara elektris. Bus meneruskan data, alamat-alamat (address) atau sinyal pengontrol.

Bagian-Bagian MikrokomputerDi atas telah dijelaskan susunan dari mikrokomputer. Berikut adalah Sistem mikrokomputer yang terdiri dari bagian-bagian yang berfungsi sama penting.1. CPU/MikroprosesorMikroprosesor berfungsi sebagai unit pengolah utama (CPU). Unit ini terdiri dari sebuah kalkulator dan unit pengontrol (CU). Unit kalkulator dari mikroprosesor terdiri dari register atau daftar (sebuah memori sementarayang cepat dan kecil), ALU, register status (menunjukkan keadaan sesaat dari perhitungan) dan sebuah pengkode.

Gambar 2. Mikroprosesor

2. Memori Utama (Main Memory)Memory utama pada mikrokomputer terdiri dari dua macam.

Gambar 3. memori Utama (Main Memory)

a. RAM (Random Access Memory)RAM adalah unit memori yang dapat dibaca dan/atau ditulisi. Data dalam RAM bersifat volatile (akan hilang bila power mati). RAM hanya digunakan untuk menyimpan data sementara, yaitu data yang tidak begitu penting (tidak masalah bila hilang akibat aliran daya listrik terputus). Ada dua macam RAM yaitu RAM statik dan RAM dinamik. RAM statik adalah flipflopyang terdiri dari komponen seperti resistor, transistor, dioda dan sebagainya. Setiap 1 bit informasi tersimpan hingga sel “dialamatkan” dan “ditulis-hapuskan”. Keuntungan dari RAM statik adalah akses atau jalan masuk yang bebas ke setiap tempat penyimpanan yang diinginkan, dan karena itu kecepatan masuk ke dalam memori terhitung relatif tinggi. RAM dinamik menyimpan bit informasi sebagai muatan. Sel memori elementer dibuat dari kapasistansi gerbang-substrat transistor MOS. Keuntungan RAM dinamik adalah sel-sel memori yang lebih kecil sehingga memerlukan tempat yang sempit, sehingga kapasistas RAM dinamik menjadi lebih besar dibanding RAM statik. Kerugiannya adalah bertambahnya kerumitan pada papan memori, karena diperlukannya rangkaian untuk proses penyegaran (refresh). Proses penyegaran untuk kapasitor ini dilakukan setiap 1 atau 2 mili detik.>>>

Gambar 4. Salah satu jenis RAM

b. ROM (Read Only Memory)ROM merupakan memori yang hanya dapat dibaca. Data tidak akan terhapus meskipun aliran listrik terputus (non-volatile). Karena sifatnya, program-program disimpan dalam ROM. Beberapa tipe ROM:- ROM Murni : yaitu ROM yang sudah diprogram oleh pabrik atau dapat jugaprogram yang diminta untuk diprogramkan ke ROM oleh pabrik.- PROM (Programmable Random Access Memory) : ROM jenis ini dapat diprogram sendiri akan tetapi hanya sekali pakai (tidak dapat diprogram ulang).- EPROM (Erasable Programmable Random Access Memory) : yaitu jenis ROM yang dapat diprogram dan diprogram ulang.

Gambar 5. Rom sebagai BIOS chip pada Motherboard

c. Input/Output (I/O) DevicesPiranti Input/Output (I/O interface) dibutuhkan untuk menghubungkan piranti di luar sistem. I/O dapat menerima/memberi data dari/ke mikroprosesor. Untuk menghubungkan antara I/O interface dengan mikroprosesor dibutuhkan piranti address. Dua macam I/O interface yangdipakai yaitu: serial dan paralel. Piranti serial (UART/universal asynchronous receiver-transmitter) merupakan pengirim-penerima tunggal (tak serempak). UART mengubah masukan serial menjadi keluaran paralel dan mengubah masukan paralel menjadi keluaran serial. PIO (paralel input output) merupakan pengirim-penerima serempak. PIO dapat diprogram dan menyediakan perantara masukan dan keluaran dasar untuk data paralel 8 bit.

Sistem Interkoneksi BusBus menghubungkan semua komponen dalam unit mikrokomputer. Ada tiga tipe bus yaitu:- Data Bus (bus-D) : bus dengan delapan penghantar, data dapat diteruskan dalam arah bolak-balik (lebar data 8 bit) yaitu dari mikroprosesor ke unit memori atau modul I/O dan sebaliknya.- Control Bus (bus-C) : meneruskan sinyal-sinyal yang mengatur masa aktif modul mikrokomputer yang sesuai dengan yang diinginkan menurut kondisi kerja.- Address Bus (bus-A) : meneruskan data alamat (misal alamat 16 bit), dari penyimpan atau dari saluran masukan/keluaran yang diaktifkan pada saat tertentu.Hubungan dalam masing-masing bus berupa kabel paralel 8 bit (jalur) maupum 16 bit (jalur).

Gambar 4. Interkonek si Bus

JENIS DAN MACAM-MACAM MIKROKONTROLER

Mikrokontroler memiliki jenis yag berbeda -beda dan sangat banyak variasi yang terdapat

dipasaran,yang sering di pake dan banyak terdapat di pasaran adalah sebagai berikut.

MIKROKONTROLER AT89S52

Mikrokontroler adalah mikroprosessor yang dirancang khusus untuk aplikasi kontrol, dan

dilengkapi dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu chip. AT89S52 adalah salah satu

anggota dari keluarga MCS-51/52 yang dilengkapi dengan internal 8 Kbyte Flash PEROM

(Programmable and Erasable Read Only Memory), yang memungkinkan memori program

untuk dapat deprogram kembali. AT89S52 dirancang oleh Atmel sesuai dengan instruksi

standar dan

susunan pin 80C5.

Mikrokontroler AT89S52 memiliki :

• Sebuah CPU ( Central Processing Unit ) 8 Bit.

• 256 byte RAM ( Random Acces Memory ) internal.

• Empat buah port I/O, yang masing masing terdiri dari 8 bit

• Osilator internal dan rangkaian pewaktu.

• Dua buah timer/counter 16 bit

• Lima buah jalur interupsi ( 2 buah interupsi eksternal dan 3 interupsi internal).

• Sebuah port serial dengan full duplex UART (Universal Asynchronous Receiver

Transmitter).

• Mampu melaksanakan proses perkalian, pembagian, dan Boolean.

• EPROM yang besarnya 8 KByte untuk memori program.

• Kecepatan maksimum pelaksanaan instruksi per siklus adalah 0,5 μs pada

frekuensi clock 24 MHz. Apabila frekuensi clock mikrokontroler yang digunakan adalah 12

MHz, maka kecepatan pelaksanaan instruksi adalah 1 μs

CPU ( Central Processing Unit )

Bagian ini berfungsi mengendalikan seluruh operasi pada mikrokontroler. Unit ini terbagi

atas dua bagian, yaitu unit pengendali atau CU ( Control Unit ) dan unit aritmatika dan logika

atau ALU ( Aritmetic logic Unit ) Fungsi utama unit pengendali adalah mengambil instruksi

dari memori (fetch) kemudian menterjemahkan susunan instruksi tersebut menjadi kumpulan

proses kerja sederhana (decode), dan melaksanakan urutan instruksi sesuai dengan langkah-

langkah yang telah ditentukan program (execute). Unit aritmatika dan logika merupakan

bagian yang berurusan dengan operasi aritmatika seperti penjumlahan, pengurangan, serta

manipulasi data secara logika seperti operasi AND, OR, dan perbandingan.

Bagian Masukan/Keluaran (I/O)

Bagian ini berfungsi sebagai alat komunikasi serpih tunggal dengan piranti di luar sistem.

Sesuai dengan namanya, perangkat I/O dapat menerima maupun memberi data dari /ke serpih

tunggal.

Ada dua macam piranti I/O yang digunakan, yaitu piranti untuk hubungan serial UART

(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) dan piranti untuk hubungan pararel yang

disebut dengan PIO (Pararel Input Output). Kedua jenis I/O tersebut telah tersedia di dalam

serpih tunggal AT89S52.

Perangkat Lunak

Serpih tunggal keluarga MCS-51 memiliki bahasa pemrograman khusus yang tidak dipahami

oleh jenis serpih tunggal yang lain. Bahasa pemrograman ini dikenal dengan nama bahasa

assembler yang memiliki 256 perangkat instruksi. Namun saat ini pemrograman

mikrokontroler dapat dilakukan dengan menggunakan bahasa C. Dengan bahasa C,

pemrograman mikrokontroler menjadi lebih mudah, hal ini karena dengan format bahasa C

akan secara otomatis diubah menjadi bahasa assembler dengan format file hexa. Perangkat

lunak pada mikrokontroler dapat dibagi menjadi lima kelompok sebagai berikut :

1. Instruksi Transfer Data

Instruksi ini berfungsi memindahkan data, yaitu antar register, dari memori ke memori, dari

register ke memori dan lain lain.

2. Instruksi Aritmatika

Instruksi ini melaksanakan operasi aritmatika yang meliputi penjumlahan, pengurangan,

penambahan satu (increment), pengurangan satu (decrement), perkalian dan pembagian.

3. Instruksi Logika dan Manipulasi Bit

Berfungsi melaksanakan operasi logika AND, OR, XOR, perbandingan, penggeseran dan

komplemen data.

4. Instruksi Percabangan

Berfungsi untuk mengubah urutan normal pelaksanaan suatu program. Dengan instruksi ini,

program yang sedang dilaksanakan akan meloncat ke suatu alamat tertentu.

5. Instruksi Stack, I/O, dan Kontrol

Instruksi ini mengatur penggunaan stack, membaca/menulis port I/O, serta pengontrolan.

Kesimpulan

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output.

Mikrokomputer adalah interkoneksi antara mikroprosesor (CPU) dengan memori utama (main memory) dan antarmuka input-output (I/O devices) yang dilakukan dengan menggunakan sistim interkoneksi bus.Berikut adalah susunan gambar dari Mikrokomputer.

Mikrokontroler adalah mikroprosessor yang dirancang khusus untuk aplikasi kontrol, dan

dilengkapi dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu chip. AT89S52 adalah salah satu

anggota dari keluarga MCS-51/52 yang dilengkapi dengan internal 8 Kbyte Flash PEROM

(Programmable and Erasable Read Only Memory), yang memungkinkan memori program

untuk dapat deprogram kembali. AT89S52 dirancang oleh Atmel sesuai dengan instruksi

standar dan susunan pin 80C5.