PENGENDALI UTAMA PADA SISTEM PRIORITAS LAMPU LALU …

i

PENGENDALI UTAMA PADA SISTEM PRIORITAS

LAMPU LALU LINTAS BERBASIS

MIKROKONTROLER AT89S51

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Elektro

Disusun Oleh:

Danang Eka Saputra

NIM : 005114087

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2007

ii

MASTER CONTROLL OF TRAFFIC LIGHT PRIORITY

SYSTEM BASED ON AT89S51 MICROCONTROLLER

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements to Obtain the Sarjana Teknik Degree

Electrical Engineering Study Program

By :

Danang Eka Saputra

Student Number : 005114087

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2007

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang

saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah

disebutkan dalam kutipan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 31 Januari 2007

Danang Eka Saputra

vi

INTISARI

Di zaman modern ini perkembangan teknologi sangat cepat sekali, begitu juga pada alat-alat elektronik dan aplikasi dari alat elektronik itu. Alat-alat elektronik yang diciptakan dimaksudkan dapat mempermudah sistem kerja manusia, memiliki kecepatan tinggi, handal dan sebagainya. Salah satunya contohnya adalah mikrokontroler yang merupakan terobosan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer. Hal ini melatarbelakangi dibangunnya sistem prioritas pada lampu lalu lintas dengan mikrokontroler AT89S51.

Alat pada sistem ini terdiri dari 3 struktur yaitu masukan, pemroses dan keluaran. Masukan alat ini adalah kendaraan-kendaraan (kereta api, mobil bersirine, mobil tidak bersirine) yang dideteksi oleh sensor sebagai penentuan prioritas pada sistem. Mikrokontroler AT89S51 digunakan sebagai pemroses masukan. Sebagai keluaran digunakan satu buah lampu 12 volt untuk lampu indikator, dua puluh tujuh buah bola lampu 12 Volt untuk lampu lalu lintas, motor untuk menggerakkan palang pintu kereta api.

Pada mikrokontroler AT89S51 pembuatan perangkat lunak (software) disesuaikan dengan tingkat prioritas yaitu prioritas pertama adalah kereta api, dimana apabila ada kereta yang terdeteksi maka kereta api diutamakan dan simpang empat berubah fungsi menjadi simpang tiga. Prioritas kedua adalah mobil bersirine, dimana jika tidak ada kereta api dan ada mobil sirine yang terdeteksi maka jalan yang pertama dideteksi sirine akan menyalakan lampu hijau pada persimpangan. Prioritas ketiga adalah panjang antrian kendaraan pada persimpangan jalan menentukan lamanya penyalaan lampu hijau.

vii

ABSTRACT In this modern period the development of technology is very fast, so do

electricals and the application of it. The creating of its are intended to make easier human work system, have high rate, reliable, etc. The example is microcontroller which is a breaktrough microprocessor and microcomputer. Based on this, priority system on traffic light with microcontroller AT89S51 is made. The component from this system consist of three structures, they are input, procession, and output. The input is vehicle (train, car with siren, car without siren) which are detected by sensor as priority determine on system. Microcontroller AT89S51 is used as input procession. As output is used 12 volt lamp as much one for indicator lamp, 12 volt lamp as much twenty seven for traffic light, and motor to move train crossbar. Software making on microcontroller AT89S51 is accorded with priority level. The first priority is train, if there is a train which is detect the train is majored and the cross road with four direction change functionally into cross road with three direction. The second priority is car with siren, which is there is no train and there is car siren which is detected so the first road that detected by the siren will turn on green light in cross road. The third priority is long of vehicle queue on cross road will determine the duration of green lamp turning on.

viii

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL……………………………………………….. i

HALAMAN PERSETUJUAN…………………………………….. iii

HALAMAN PENGESAHAN……………………………………… iv

HALAMAN PERNYATAAN……………………………………… v

HALAMAN MOTTO dan PERSEMBAHAN……………………. vi

INTI SARI…………………………………………………………… vii

ABSTRACT…………………………………………………………. viii

KATA PENGANTAR………………………………………………. ix

DAFTAR ISI…………………………………………………………. xi

DAFTAR GAMBAR………………………………………………… xv

DAFTAR TABEL…………………………………………………… xviii

DAFTAR LAMPIRAN……………………………………………… xix

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Judul……………………………………………………… 1

1.2 Latar Belakang Masalah…………………………………. 1

1.3 Tujuan Penelitian………………………………………… 2

1.4 Manfaat Penenlitian……………………………………… 2

1.5 Batasan Masalah…………………………………………. 2

1.6 Perumusan Masalah………………………………………. 3

1.7 Sistematika Penulisan……………………………………. 3

BAB II DASAR TEORI

2.1 Memori Mikrokontroler

AT89S51………………………………………………… 4

2.2 Memori Program ……………………………………….. 5

ix

2.3 Memori Data ……………………………………………. 5

2.4 Special Function Register (SFR)………………………... 6

2.5 Register Dasar…………………………………………… 6

BAB III PERANCANGAN

3.1 Perancangan Perangkat Keras……………………………. 9

3.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras……………………… 10

3.1.2 Mikrokontroler…………………………………… 10

3.1.2.1 Unit Kendali Lampu Lalu Lintas. ……….. 11

3.1.2.2 Unit Kendali Palang dan Alarm

Kereta Api…….………………………….. 12

3.2 Perancangan Perangkat Lunak…………………………… 15

3.2.1 Program Pengendali Kendali Lampu Lalu Lintas . 18

3.2.1.1 Program Penyalaan Lampu Lalu-Lintas

Untuk Status Normal……………………… 18

3.2.1.2 Program Utama Penyalaan Lampu Lalu -

Lintas Untuk Status Prioritas Informasi…….21

3.2.2 Program Kendali Palang Dan Alarm Kereta Api … 32

3.2.3 Tunda Waktu ……………………………………... 34

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Program Utama………………………………………….. 38

4.2 Program Subrutin Pengecekan Informasi ……………….. 43

4.3 Program Informasi Kereta Api …………………………… 44

4.4 Program Informasi Kendaraan Sirine ……………………. 47

4.5 Program Informasi Antrian Kendaraan …………………... 52

4.6 Pengamatan Terhadap Waktu Tunda …………………... 55

x

4.7 Pengamatan Hasil Pengujian Program Pada Alat dan

Simulasinya…………………….…………………….56

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan………………………………………………. 81

5.2 Saran……………………………………………………… 81

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………. 82

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Program Status Word (PSW)………………….......................... 6

Gambar 3.1 Blok Diagram perancangan lampu lalu lintas ………………… 8 Gambar 3.2 Skema mikrokontroler beserta rangkaian kendali lainnya.......... 9

Gambar 3.3 Model persimpangan jalan untuk pengendalian utama sistem

prioritas lampu lalu lintas.................................................................. 15

Gambar 3.4 Diagram penyalaan lampu lalu lintas status normal...................... 18

Gambar 3.5 Diagram pengecekan informasi sistem prioritas lampu

lalu-lintas.................................................................................... 19

Gambar 3.6 Diagram pengecekan informasi kereta api................................... 21

Gambar 3.7a Diagram alir program pengecekan informasi kereta api.............. 22

Gambar 3.7b Diagram alir program pengecekan informasi kereta api.............. 23

Gambar 3.8 Diagram pengecekan informasi kendaraan sirine........................ 24

Gambar 3.9 Diagram alir program pengecekan informasi kendaraaan

bersirine ....................................................................................... 25

Gambar 3.10 Diagram pengecekan informasi antrian kendaraan...................... 30

Gambar 3.11 Diagram alir program informasi antrian kendaraan …………… 31

Gambar 3.12 Diagram alir program kendali palang dan alarm kereta api …... 34

Gambar 3.13a Diagram alir waktu tunda ……………….……………………... 36

Gambar 3.13b Diagram alir waktu tunda …….…………………….………….. 37

Gambar 4.1 Osiloskop Digital Pada Kaki LED …………………………….. 44

Gambar 4.2 Simulasi Program Untuk Sistem Antrian Kendaraan Selama 5

Detik Di Utara ……………………….……………………….. 45


Detik Di Utara…………………………………………………. 46

xii


Detik Di Utara ………………………………………………… 47


Detik Di Utara ………………………………………………. 48


Detik Di Timur ………………………………………………. 49


Detik Di Timur………………………………………………. 50


Detik Di Timur ………………………………….................... 51


Detik Di Timur……………………………………………….. 52


Detik Di Selatan ……………………………………………… 53


Detik Di Selatan………………………………………………. 54


Detik Di Selatan ………………….……………….................. 55


Detik Di Selatan ……………………………………………… 56


Detik Di Barat …………………............................................... 57


Detik Di Barat…………………………………………………. 58


Detik Di Barat ………………………………………………. 59


Detik Di Barat………………………………………………… 60

xiii

Gambar 4.18 Simulasi Program Sistem Kendaraan Sirine Datang Dari Arah

Utara …………………................................................................. 60

Gambar 4.19 Contoh Simulasi Program Sistem Kendaraan Sirine Datang Dari

Arah Utara Dan Melewati Arah Timur ….……………………… 61


Timur……………………………………….…………………… 62


Arah Timur Dan Melewati Arah Selatan ……………………... 62


Selatan ……………….…………..…………………………… 63


Arah Selatan Dan Melewati Arah Barat ……………………….. 64


Barat …………………………………………………………… 64


Arah Barat Dan Melewati Arah Utara………………………… 65

Gambar 4.26 Simulasi Program Sistem Kereta Api Datang Dari Arah Timur .. 66

Gambar 4.27 Simulasi Program Sistem Kereta Api Datang Dari Arah Barat … 67

Gambar 4.28 Simulasi Program Sistem Kereta Api Datang Dari Arah Barat

Dengan Palang Pintu Terbuka Karena Ada Kendaraan Pada Daerah

Palang Pintu Tersebut …………………………………………… 68

Gambar 4.29 Simulasi Program Sistem Kereta Api Mempengaruhi Persimpangan

Lainnya ………………………………………………………… 69

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Fungsi port (pin) mikrokontroler untuk unit kendali lampu

lalu lintas………………….......................................................... 11

Tabel 3.2 Port (pin) mikrokontroler untuk unit kendali palang dan

alarm kereta api………………………………........................... 13

Tabel 3.3 Penyalaan lampu lalu lintas untuk status normal......................... 17

Tabel 3.4a Input/output .prioritas informasi. kendaraan sirine untuk

simpang utara ………………….................................................. 26

Tabel 3.4b Input/output .prioritas informasi. kendaraan sirine untuk

simpang timur ………………….................................................. 27

Tabel 3.4c Input/output .prioritas informasi. kendaraan sirine untuk

simpang selatan ……………….................................................. 28

Tabel 3.4d Input/output .prioritas informasi. kendaraan sirine untuk

simpang barat ………………….................................................. 29

Tabel 3.5 Input/output prioritas informasi antrian kendaraan...................... 32

Tabel 3.6 Input/output prioritas informasi kereta api ……......................... 33

Tabel 4.1 Penentuan sensor antrian kendaraan dengan selektor ................. 44

Tabel 4.2 Hasil Pengujian sistem prioritas antrian kendaraan untuk

arah utara …………………........................................................ 45


arah timur …………………........................................................ 48


arah selatan..………………........................................................ 52


arah barat …………………........................................................ 56

xv

Tabel 4.6 Hasil Pengujian sistem prioritas kendaraan bersirine untuk

arah utara………………….………………….......................... 60 Tabel 4.7 Hasil Pengujian sistem prioritas kendaraan bersirine untuk

arah timur………………….………………….......................... 61 Tabel 4.8 Hasil Pengujian sistem prioritas kendaraan bersirine untuk

arah selatan.……………….………………….......................... 63 Tabel 4.9 Hasil Pengujian sistem prioritas kendaraan bersirine untuk

arah barat………………….………………….......................... 64 Tabel 4.10 Hasil Pengujian sistem prioritas kereta api .….......................... 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Listing Program Mikrokontroler

Lampiran 2. Data-sheet IC AT89S51

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Judul

Pengendali Utama Pada Sistem Prioritas Lampu Lalu Lintas Berbasis

Mikrokontroler AT89S51.

1.2 Latar Belakang Masalah

Perkembangan jaman yang semakin maju pada kota-kota besar tidak pernah

lepas dari mobilitas yang semakin tinggi dan sering kali terjadi kemacetan terutama

pada persimpangan jalan sehingga dapat menyebabkan kendaraan-kendaraan tertentu

seperti ambulance; pemadam kebakaran, dan sebagainya ikut terjebak dalam

kemacetan tersebut dan juga bukan hal yang mustahil terjadi kecelakaan kereta api.

Hal ini disebabkan sistem pengaturan lampu lalu lintas yang digunakan pada

persimpangan jalan kurang efisien dan praktis. Untuk mengatasi kekurangan ini

diperlukan suatu sistem prioritas lampu lalu lintas yang lebih efisien dan praktis dari

sebelumnya.

Dengan demikian dibuat sistem prioritas lampu lalu lintas dengan teknologi

mikrokontroler yang lebih praktis dan lebih fleksibel dibandingkan dengan teknologi

yang masih bersifat manual dan digital. Mikrokontroler yang akan digunakan disini

adalah sebagai sistem pengendalian pada lampu lalu lintas.

2

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian karya tulis ini adalah sebagai berikut:

1. Mengaplikasikan mikrokontroler AT89S51 sebagai pengendali pada rangkaian

lampu lalu lintas.

2. Memberikan prioritas pada suatu mobil/kendaraan yang ingin didahulukan

3. Mengurangi arus kemacetan/kepadatan, kecelakaan kendaraan pada

persimpangan.

1.4 Manfaat Penelitian

Dengan adanya penelitian ini diharapkan perangkat yang dibuat dapat

menggantikan sistem lampu lalu lintas yang lama (manual atau digital) ke sistem

prioritas lampu lalu-lintas yang lebih efisien dan praktis. Sehingga dengan sistem

yang baru arus lalu lintas dapat lebih lancar terutama untuk kendaraan-kendaraan

yang diprioritaskan seperti kereta api, mobil ambulance; mobil pemadam kebakaran,

mobil polisi, serta antrian yang panjang guna untuk menghindari kemacetan.

1.5 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam pembuatan perangkat lunak untuk sistem prioritas

lampu lalu-lintas adalah sebagai berikut:

1. Menentukan tingkatan prioritas informasi sesuai dengan kendaraan

prioritasnya

2. Menentukan urutan pengecekan prioritas informasi dengan cara scanning

3. Menentukan keluaran dari piroritas informasi yang dikirim dari sensor

3

1.6 Rumusan Masalah

Sesuai batasan masalah yang telah diuraikan di muka, maka dalam pembuatan sistem ini dapat dirumuskan beberapa masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana merencanakan hardware yang meliputi rangkaian sistem minimum

mikrokontroler AT89S51 yang dilengkapi rangkaian masukan data dari

sensor-sensor yang digunakan sehingga dapat difungsikan sebagai

pengendalian utama sistem prioritas lampu lalu lintas.

2. Bagaimana merencanakan software yang dapat mengidentifikasi masukan data

sehingga dapat mengendalikan sistem minimum mikrokontroler AT89S51.

3. Bagaimana hasil di lapangan mengenai unjuk kerja hardware dan software,

apakah sesuai dengan yang diharapkan.

1.7 Sistematika Penulisan

Pembahasan secara keseluruhan dari tugas akhir ini akan dibagi menjadi enam

bab, yaitu:

BAB I Pendahuluan yang berisi judul, latar belakang masalah, tujuan, manfaat,

batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II Dasar teori, berisi teori mikrokontroler AT89S51

BAB III Perancangan yaitu perancangan perangkat keras dari pengendalian system

prioritas lampu lalu lintas dan perancangan perangkat lunak, yang terdiri

dari penggunaan diagram alir, tabel-tabel.

BAB IV Hasil dan pembahasan, memuat pengamatan dan pembahasan mengenai

hasil penelitian yang telah dilaksanakan.

BAB V Kesimpulan dan saran, berisi tentang kesimpulan dan saran mulai dari

pembahasan pada perencanaan, maupun pada pembuatan alat.

4

BAB II

DASAR TEORI

Mikrokontroler AT89S51 merupakan keluarga mikrokontroler 8051 yang

pertama kali dikeluarkan oleh Intel, sedangkan AT89S51 sendiri merupakan salah

satu buatan dari atmel. Atmel sendiri merupakan pabrik pembuatan IC yang sangat

menguasai teknologi dalam pembuatan FPEROM (Flash programmable and Erasable

Read Only Memory). FPEROM adalah (Read Only Memory) yang dapat dihapus dan

ditulis kembali dengan teknologi flash. Kelebihan flash ini adalah mikrokontroler

dapat menyimpan program secara internal, tidak membutuhkan ROM eksternal.

Program dapat langsung ditulis menimpa program sudah terdapat pada mikrokontroler

apabila program akan diganti. Mikrokontroler menjadi sederhana, murah dan

pemakaiannya menjadi cepat. AT89S51 yang dipakai memiliki 4 kBytes Flash

Progammable and Erasable Read Only Memory (FPEROM), 128 Bytes RAM

(Random Access Memory), 32 jalur I/O (input/output), dan dua 16-bit timers/counters.

2.1 Memori Mikrokontroler AT89S51

Mikrokontroler memiliki memori program dan memori data yang terpisah.

Program diletakkan pada memori ROM (Read Only Memory) sedangkan data

diletakkan pada RAM (Random Acces Memory).

2.2 Memori Program

Program mikrokontroler disimpan dalam memori ROM. Memori ROM

merupakan memori yang hanya dapat dibaca. Isi dari ROM tidak akan berubah

5

walaupun mikrokontroler kehilangan catu daya (non volatile memory). ROM yang

dipakai adalah FPEROM.

Mikrokontroler dapat mencapai 64 kB, terdiri dari memori internal dan

eksternal. Memori internal dalam mikrokontroler sebesar 4 kB.

2.3 Memori Data Memori data menggunakan memori jenis RAM (Random Acces Memory).

RAM merupakan memori yang dapat dibaca dan ditulisi. RAM dipakai sebagai

penyimpan data pada saat program bekerja. Isi RAM akan hilang bila catu daya mati

(volatile memory).

Mikrokontroler AT89S51 dapat memiliki memori data internal 255 Bytes dan

bisa diperbesar dengan memori eksternal sampai dengan terdiri dari 4 kB memori

internal dan 60 kB memori eksternal.

Memori internal mempunyai alamat dari 00h sampai FFh, terbagi menjadi dua

bagian, yaitu alamat 00h sampai 7Fh seperti RAM selayaknya, sedangkan memori

80h sampai FFh dipakai sebagai SFR (Special Function Register). Dengan demikian

hanya setengah dari jumlah memori yang dapat digunakan.

Memori data 00h sampai 7Fh bisa dipakai sebagai memori penyimpan data

biasa, dibagi menjadi 3 bagian :

1. Bank register. Terdiri dari 4 bank register. Masing-masing terdiri dari 8 register

yang disebut R0 sampai dengan R7. Pada suatu saat hanya dapat digunakan 1

buah Bank register.

2. Memori yang dapat dialamati secara bit, yaitu antara 20h sampai 2Fh. Pada daerah

ini dapat dialamati secara Byte (20h – 2Fh) atau dialamati secara bit (00h - 7Fh).

3. Register Serba Guna (Multi Function Register). Memori 30h sampai 7Fh

merupakan memori data biasa.

6

Register Fungsi Khusus menempati memori antara 80 sampai dengan FF digunakan

untuk alamat register-register khusus.

2.4. Special Function Register (SFR) SFR adalah bagian dari RAM yang dipakai untuk mengatur perilaku

mikrokontroler yang berisi register dasar, register data input/output, dan register

status. Register dasar diperlukan untuk menulis program. Register data input/output

berguna untuk menyimpan data pada port tertentu. Register status berguna untuk

mengatur kerja timer (TCON), serial control (SCON), dan interrupt (IE dan IP).

2.5 Register Dasar Yang termasuk register dasar adalah program counter (PC), akumulator (A),

stack pointer (SP), program status word (PSW). Register khas dari keluarga

mikrokontroler 8051 adalah register B, dan data pointer register (DPTR).

1. Program Counter (PC). Merupakan register 16 bit yang berisi alamat yang akan

dikerjakan. Saat reset PC bernilai $0000. nilai PC akan bertambah 1 setelah

prosesor mengambil instruksi 1 Byte.

2. Akumulator (A). Sesuai dengan namanya accumulate yang artinya menampung,

register A berfungsi untuk menampung.

3. Stack pointer Register (SP). Digunakan sebagai penyimpan sementara nilai PC

sebelum prosesor menjalan sub-rutin. Saat prosesor selesai mengerjakan sub-rutin,

nilai PC akan dikembalikan dengan cara mengambil dari SP.

4. Program Status Word (PSW). Merupakan register 8 bit yang terdiri atas bit CY,

AC, FO, RS0, RS1, OV, dan P seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1. Bit ke

1 tidak digunakan. Register ini berfungsi untuk menyimpan informasi status

prosesor. Fungsi-fungsi bit pada PSW sebagai berikut :

CY : carry setelah operasi aritmatika

7

AC : auxiliary carry setelah operasi aritmatika

FO : flag untuk fungsi umum

RS1, RS2 : untuk memilih bank register

OV : overflow setelah operasi aritmatika

P : paritas

bit bit Bit bit bit bit bit bit

CY AC FO RS RS OV - P

Gambar 2.1 Program Status Word (PSW)

5. Register B. Register 8 bit yang tugasnya membantu akumulator.

6. Data Pointer Register (DPTR). Register 16 bit, terbagi menjadi data pointer

high Byte (DPH) dan data ponter low Byte (DPL) yang masing-masing 8 bit.

Fungsinya ialah untuk mengalamati data yang lebih luas karena besarnya 16 bit.

8

BAB III

PERANCANGAN

3.1 Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras sistem pengendalian dari sistem prioritas lampu

lalu-lintas dengan mikrokontroler berbasis AT89S51 berdasarkan prinsip-prinsip

dasar teori yang ada pada BAB II dan juga yang ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Perangkat keras ini dirancang untuk mengendalikan keluaran pada lampu lalu-lintas

sebagai hasil masukan yang diterima dari sensor-sensor. Tahapan proses ini terdiri

dari beberapa tahap yaitu:

1. Menentukan spesifikasi dari system yang dibuat.

2. Menentukan komponen-komponen utama yang akan digunakan untuk

merealisasi sistem. Komponen yang dijual juga mudah didapat di pasaran.

3. Merancang rangkaian (circuit) mikrokontroler dan penampil.

4. Menggabungkan rangkaian bagian-bagian yang dirancang sehingga

perangkat keras yang dapat bekerja dengan baik.

Unit pendeteksi kereta api dan antrian kendaraan

Unit kendali utama

Sub Unit kendali

Lampu lalu lintas dan indikator

Unit Kendali

Gambar 3.1 Blok diagram perancangan lampu lalu lintas

Unit pendeteksi sirine kendaraan

Palang kereta api

9

3.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras

Adapun penentuan spesifikasi ini berguna untuk memberikan batasan dalam

menentukan kemampuan dan kelebihan alat. Spesifikasi sistem yang akan dibuat

adalah sebagai berikut:

1. Lampu lalu-lintas dapat bekerja dengan baik sesuai rutenya dan dapat

memberi respon dari input yang diterima.

2. Mikrokontroler AT89S51.

3.1.2 Mikrokontroler

Gambar 3.2. Skema mikrokontroler beserta rangkaian kendali lainnya

+5V

+5V

+5V

AT89S51

9

1819

293031

12345678

2122232425262728

1011121314151617

3938373635343332

20

40

RST

XTAL2XTAL1

PSENALE/PROG

EA/VPP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7

P2.0/A8P2.1/A9

P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15

P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INTOP3.3/INT1P3.4/TOP3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD

P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7

GND

VCC

AT89S51

9

1819

293031

12345678

2122232425262728

1011121314151617

3938373635343332

20

40

RST

XTAL2XTAL1

PSENALE/PROG

EA/VPP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7

P2.0/A8P2.1/A9

P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15

P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INTOP3.3/INT1P3.4/TOP3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD

P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7

GND

VCC

GND

GND30pF

GND

30pF

Y1

12MHz

GND

30pF 30pF

Y1

12MHz

R1910K

C310uF

SW1

TMB

L_R

ST

R201K

Unitpendeteksisirinekendaraan

Unitpendeteksikeretaapi

Lampu

lalu

lintas

Palang

keretaapi,

Kendaraan

Unitpendeteksiantrian

danalarm

lampuindikator

Unit kendali palangdan alarm kereta api

Unit kendali lampulalu lintas

10

Untuk mengubah masukan yang berasal dari sensor agar lampu lalu-lintas

menyala, maka salah satunya digunakan mikrokontroler untuk mengatur semua proses

input dan output sesuai dengan yang diharapkan. Mikrokontroler yang digunakan

dalam perancangan ini yaitu AT89S51 seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.2.

Mikrokontroler ini mempunyai kristal pembangkit detak yang menggunakan frekuensi

12 MHz serta 4 port yaitu port 0, port 1, port 2, port 3 dimana masing-masing port

terdiri dari 8 pin. Pada perancangan perangkat keras ini menggunakan 3 buah

mikrokontroler. Hal ini dikarenakan agar kinerja pada mikrokontroler lebih efisien

sehingga tunda waktu yang dibutuhkan untuk pernyalaan lampu lalu-lintas hampir

sesuai dengan yang diharapkan. Adapun 2 buah mikrokontroler dipasang pada tiap-

tiap sensor untuk mendeteksi masukan yang diterima dari sensor untuk antrian

kendaraan dan sensor kereta api yang kemudian data dikirim ke mikrokontroler

lainnya. Satu buah mikrokontroler lainnya sebagai mendeteksi masukan dari sensor

kendaraan bersirine dan pengatur nyala-matinya lampu lalu-lintas serta pengolah

informasi dari yang diterima dari mikrokontroler pada sensor. Jadi disini

mikrokontroler dibagi menjadi 2 bagian fungsi:

- Unit Kendali Lampu Lalu Lintas

- Unit Kendali Palang Dan Alarm Kereta Api

11

Tabel 3.1 Fungsi port (pin) mikrokontroler untuk unit kendali lampu lalu lintas

Port Pin Fungsi / penggunaan

P0

P0.0 Memberikan output pada lampu hijau simpang utara P0.1 Memberikan output pada lampu kuning simpang utara P0.2 Memberikan output pada lampu hijau simpang timur P0.3 Memberikan output pada lampu kuning simpang timur P0.4 Memberikan output pada lampu hijau simpang selatan P0.5 Memberikan output pada lampu kuning simpang selatan P0.6 Memberikan output pada lampu hijau simpang barat P0.7 Memberikan output pada lampu kuning simpang barat

P1

P1.0 Menerima input dari sensor antrian kendaraan di simpang utara P1.1 Menerima input dari sensor antrian kendaraan di simpang timur P1.2 Menerima input dari sensor antrian kendaraan di simpang selatan P1.3 Menerima input dari sensor antrian kendaraan di simpang barat P1.4 Selektor mux pada rangkaian pendeteksi antrian kendaraan P1.5 Selektor mux pada rangkaian pendeteksi antrian kendaraan P1.6 Tidak digunakan P1.7 Tidak digunakan

P2

P2.0 Menerimakan Input dari sub unit kendali palang dan alarm kereta api P2.1 Memberikan output lampu merah arah ke utara pada simpang timur P2.2 Memberikan output lampu merah arah ke utara pada simpang selatan P2.3 Memberikan output lampu merah arah ke utara barat P2.4 Memberikan output lampu merah simpang utara P2.5 Memberikan output lampu merah simpang timur P2.6 Memberikan output lampu merah simpang selatanP2.7 Memberikan output lampu merah simpang barat

P3

P3.0 Menerima input frekuensi low dari sensor sirine di simpang utara P3.1 Menerima input frekuensi high dari sensor sirine di simpang utara P3.2 Menerima input frekuensi low dari sensor sirine di simpang timur P3.3 Menerima input frekuensi high dari sensor sirine di simpang timur P3.4 Menerima input frekuensi low dari sensor sirine di simpang selatan P3.5 Menerima input frekuensi high dari sensor sirine di simpang selatan P3.6 Menerima input frekuensi low dari sensor sirine di simpang barat P3.7 Menerima input frekuensi high dari sensor sirine di simpang barat

3.1.2.1 Unit Kendali Lampu Lalu Lintas

Pada bagian ini mikrokontroler berfungsi sebagai pengendali lampu lalu lintas,

dimana masukan-masukan dari semua sensor dikeluarkan dalam bentuk penyalaan

lampu lalu lintas seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.1. Pin-pin yang digunakan

pada bagian ini adalah:

12

a. RST (kaki 9). Mikrokontroler direset pada transisi tegangan rendah ke

tegangan tinggi. Oleh karena itu pada kaki RST dipasang kapasitor yang

8terhubung ke Vcc dan Resistor yang terhubung ke Ground yang akan

menjaga RST bernilai ‘1’ pada saat pengisian kapasitor dan bernilai ‘0’ sesaat

kemudian. Dengan demikian mikrokontroler akan direset setiap pertama kali

diberi catu daya. Mikrokontroler juga dilengkapi dengan tombol reset yang

akan memberikan tegangan logika tinggi untuk me-reset mikrokontroler.

b. EA/VPP (kaki 31). Diberi logika tinggi untuk menandakan bahwa

implementasi dalam mikrokontroler menggunakan RAM internal selama

waktu eksekusi.

c. Port 1 (kaki 1 s.d. kaki 8). Kaki P1.0 sampai P1.5 pada mikrokontroler

digunakan sebagai penerima masukan dan selektor dari rangkaian pendeteksi

antrian kendaraan. Kaki P1.0 sampai P1.3 merupakan penerima masukan

untuk memberikan interupsi nyalanya lampu hijau, sedangkan P1.4 sampai

P1.5 merupakan selector untuk rangakaian pendeteksi antrian kendaraan..

d. Port 3 (kaki 10 s.d. kaki 17). Kaki P3.0 sampai P3.7 digunakan sebagai

penerima masukan dari rangkaian sensor pendeteksi sirine.

e. Port 0 (kaki 32 s.d. kaki 39). Port ini merupakan port keluaran yang

kemudian informasinya dikirim ke lampu lalu-lintas. Sehingga lampu dapat

dikendalikan melalui port ini.

f. Port 2 (kaki 21 s.d. kaki 28). Kaki P2.0 digunakan sebagai penerima masukan

dari unit kendali palang dan alarm kereta api. Dikarenakan jumlah port 0

hanya 8 pin sementara jumlah lampu lalu-lintas yang dibutuhkan berjumlah 12

maka kaki P2.4 sampai P2.7 digunakan untuk mengendalikan lampu lalu-

lintas. Kaki P2.2 dan P2.3 tidak digunakan.

13

Tabel 3.2 Port (pin) mikrokontroler untuk unit kendali palang dan alarm kereta api

Port Pin Fungsi / penggunaan

P0

P0.0 Memberikan output untuk unit kendali lampu lalu lintas P0.1 Tidak digunakan P0.2 Tidak digunakan P0.3 Tidak digunakan P0.4 Tidak digunakan P0.5 Tidak digunakan P0.6 Tidak digunakan P0.7 Tidak digunakan

P1

P1.0 Menerima input dari sensor pendeteksi kereta api P1.1 Menerima input dari sensor pendeteksi kereta api P1.2 Menerima input dari sensor pendeteksi kendaraan P1.3 Menerima input dari sensor pendeteksi kendaraan P1.4 Memberikan output pada motor palang kereta api P1.5 Memberikan output pada motor palang kereta api P1.6 Memberikan output pada alarm kereta api P1.7 Memberikan output pada lampu indikator

P2

P2.0 Tidak digunakan P2.1 Tidak digunakan P2.2 Tidak digunakan P2.3 Tidak digunakan P2.4 Tidak digunakan P2.5 Tidak digunakan P2.6 Tidak digunakanP2.7 Tidak digunakan

P3

P3.0 Tidak digunakan P3.1 Tidak digunakan P3.2 Tidak digunakan P3.3 Tidak digunakan P3.4 Tidak digunakan P3.5 Tidak digunakan P3.6 Tidak digunakan P3.7 Tidak digunakan

3.1.2.2 Unit Kendali Palang dan Alarm Kereta Api

Bagian ini digunakan untuk menerima masukan dari sensor yang mendeteksi

kereta api seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.2. Pin-pin yang digunakan adalah:

a. RST (kaki 9). Mikrokontroler direset pada transisi tegangan rendah ke

tegangan tinggi. Oleh karena itu pada kaki RST dipasang kapasitor yang

terhubung ke Vcc dan Resistor yang terhubung ke Ground yang akan menjaga

14

RST bernilai ‘1’ pada saat pengisian kapasitor dan bernilai ‘0’ sesaat

kemudian. Dengan demikian mikrokontroler akan direset setiap pertama kali

diberi catu daya. Mikrokontroler juga dilengkapi dengan tombol reset yang

akan memberikan tegangan logika tinggi untuk me-reset mikrokontroler.

b. EA/VPP (kaki 31). Diberi logika tinggi untuk menandakan bahwa

implementasi dalam mikrokontroler menggunakan RAM internal selama

waktu eksekusi.

c. Port 1 (kaki 1 sampai kaki 7). Kaki P1.0 digunakan untuk menerima

masukan dari sensor pertama. Sedangkan kaki P1.1 digunakan untuk

menerima masukan dari sensor kedua. Kaki P1.2 dan P1.3 digunakan untuk

menerima masukan dari sensor kendaraan yang ada dekat jalur kereta api.

Kaki P1.4 dan P1.5 digunakan untuk menggerakkan motor palang pintu kereta

api. Kaki P1.6 digunakan untuk menyalakankan alarm jika ada kereta api.

Kaki P1.7 digunakan untuk menyalakan lampu indikator.

d. Port 0 (kaki 32 sampai kaki 39). Kaki P0.0 sebagai pengirim informasi ke

unit kendali lampu lalu lintas. Sedangkan kaki lainnya tidak digunakan.

15

3.2 Perancangan Perangkat Lunak

B

S

T

U

Keterangan:

= Lampu lalu lintas = Palang kereta api = Sensor kendaraan pada

palang pintu KA = Sensor antrian kendaraan = Sensor kendaraan bersirine = Sensor kereta api

Gambar 3.3 Model persimpangan jalan untuk pengendalian utama sistem prioritas lampu lalu lintas

16

Untuk membuat perangkat lunak pengendalian utama sistem prioritas lampu

lalu lintas mengacu pada model yang ditunjukkan Gambar 3.3.

3.2.1 Program Pengendali Kendali Lampu Lalu Lintas

Program pengendali lampu lalu lintas merupakan bagian yang utama pada unit

kendali ini, dimana program pengendali utama ini berfungsi mengatur informasi pada

sistem prioritas dan mengatur nyala dan matinya lampu lalu-lintas.

3.2.1.1 Program Penyalaan Lampu Lalu-Lintas Untuk Status Normal

Penyalaan lampu lalu-lintas untuk sistem prioritas ini pada status normal

hanya boleh sebuah lampu hijau atau lampu kuning yang menyala, sementara

persimpangan lainnya menyala lampu merah. Seperti yang ditunjukkan Tabel 3.3. Hal

ini dilakukan secara bergantian sesuai dengan urutannya. Untuk keadaan awal atau

reset semua node persimpangan lampu lalu-lintas menyala lampu merah. Program

reset ini mengaktifkan lampu-lampu yang terletak pada pin P2.4, P2.5, P2.6, P2.7.

Pin-pin tersebut adalah pin-pin untuk lampu merah.

Setelah melakukan inisialisasi dan reset serta memberi masukan 1 pada lampu

indikator agar mati, mikrokontroler akan mematikan lampu pada isi alamat LL yaitu

dengan memberikan masukan 0. Sebelumnya alamat LL diubah terlebih dahulu

dengan alamat P0.0. Begitu juga untuk menghidupkan lampu berikutnya program

akan memberikan masukan 1 pada isi alamat LL.

Kecuali untuk menghidupkan lampu merah digunakan alamat LL merah.

Untuk mengetahui lampu mana yang akan dihidupkan maka tiap-tiap jenis lampu

diberi Jns LL (Jns LL = 3 maka LL hijau, Jns LL = 2 maka LL kuning, dan Jns LL = 1

maka LL merah). Program menghidupkan lampu selanjutnya dengan meng-increment

(menambahkan) alamat LL. Begitulah seterusnya hingga jumlah simpang = 1, maka

17

program akan kembali menghidupkan lampu awal tadi seperti yang ditunjukkan oleh

Gambar 3.4.

Tabel 3.3 Penyalaan lampu lalu lintas untuk status normal

Lampu Hijau Kuning Merah Utara Hidup Mati Mati

Simpang utara menyala lampu hijau selama 5 detik

Timur Mati Mati Hidup Selatan Mati Mati Hidup Barat Mati Mati Hidup Utara Mati Hidup Mati

Simpang utara menyala lampu kuning selama 1 detik

Timur Mati Mati Hidup Selatan Mati Mati Hidup Barat Mati Mati Hidup Utara Mati Mati Hidup

Simpang timur menyala lampu hijau selama 5 detik

Timur Hidup Mati Mati Selatan Mati Mati Hidup Barat Mati Mati Hidup Utara Mati Mati Hidup

Simpang timur menyala lampu kuning selama 1 detik

Timur Mati Hidup Mati Selatan Mati Mati Hidup Barat Mati Mati Hidup Utara Mati Mati Hidup

Simpang selatan menyala lampu hijau selama 5 detik

Timur Mati Mati Hidup Selatan Hidup Mati Mati Barat Mati Mati Hidup Utara Mati Mati Hidup

Simpang selatan menyala lampu kuning selama 1 detik

Timur Mati Mati Hidup Selatan Mati Hidup Mati Barat Mati Mati Hidup Utara Mati Mati Hidup

Simpang selatan menyala lampu hijau selama 5 detik

Timur Mati Mati Hidup Selatan Mati Mati Hidup Barat Hidup Mati Mati Utara Mati Mati Hidup

Simpang barat menyala lampu kuning selama 1 detik

Timur Mati Mati Hidup Selatan Mati Mati Hidup Barat Mati Hidup Mati

18

Inisialisasi mode timer

Set alamat LL

Set jml simpang = 4

Set Jns LL = 3

Simpan alamat LL ke alamat LL merah

Jns LL = 3?

Matikan Lampu pada alamat LL

Decrement Jns LL

Hidupkan lampu pada alamat LL (lampu hijau)

Increment alamat LL

Jns LL = 2?

Hidupkan lampu pada alamat LL merah (lampu merah)

Increment alamat LL

Jml simpang

= 1?

Decrement Jml simpang

Set semua simpang menyala merah

Decrement Jns LL

Hidupkan lampu pada alamat LL (lampu

kuning)

Increment alamat LL

C

C

B

B

A

A

C

Start

tidak tidak

tidak

ya ya

Set lampu indikator =1

Tunda 5 detik T d 20 d tik

Tunda 1 detik

Tunda 1 detik

ya

Set port 0, port 2 dan clear port 1, port 3

Gambar 3.4 Diagram program penyalaan lampu lalu lintas status normal

19

Inisialisasi mode timer

Start

Utara hijau?

tidak

Gambar 3.5 Diagram pengecekan informasi sistem prioritas lampu lalu-lintas

ya

Utara menyala lampu hijau

Cek Kereta Api

Cek Kendaraan Sirine

Cek Kendaraan arah timur

Timur hijau?

tidak

ya

Timur menyala lampu hijau

Cek Kereta Api


Cek Kendaraan arah selatan

A

B

Selatan hijau?

tidak

ya

Selatan menyala lampu hijau

Cek Kereta Api


Cek Kendaraan arah barat

Barat hijau?

tidak

ya

Barat menyala lampu hijau

Cek Kereta Api


Cek Kendaraan arah utara

B

A

20

3.2.1.2 Program Utama Penyalaan Lampu Lalu-Lintas Untuk Status Prioritas

Informasi

Adanya informasi dari hasil deteksi sensor ini menyebabkan lampu lalu-lintas

menyala tidak sesuai dengan siklusnya pada status normal, tetapi akan menyala sesuai

informasi ( perintah ) yang ada. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.5.

Penyalaan lampu lalu-lintas untuk status ter-interupsi sebelumnya dilakukan

pengecekan informasi interupsi terlebih dahulu. Pengecekan interupsi dilakukan

secara otomatis setiap 1 detik dengan meletakkan intruksi pengecekan setelah rutin

tunda 1 detik. Pengecekan ini dilakukan berurutan sesuai dengan urutan prioritas

informasi. Adapun prioritas input (masukan) tersebut adalah :

1. Prioritas informasi kereta api

2. Prioritas informasi kendaraan ber-sirine

3. Prioritas informasi antrian panjang kendaraan

Setelah melakukan pengecekan dan prioritasan informasi maka program

mikrokontroler akan menjalankan informasi tersebut. Pelaksanaan infromasi

dilakukan langsung tanpa harus menunggu intruksi selanjutnya pada program status

normal. Sebelum menjalankan informasi mikrokontroler akan menyimpan data dari

penyalaan lampu lalu-lintas untuk status normal terlebih dahulu. Hal ini dilakukan

agar setelah menjalankan informasi lampu lalu-lintas dapat menyala kembali dalam

keadaan terakhir status normal yang telah disimpan. Penyalaan lampu lalu-lintas

dilakukan berdasarkan informasi yang didapat. Pelaksanaan informasi penyalaan

lampu lalu-lintas adalah sebagai berikut :

1. Pelaksanaan prioritas informasi kereta api

Seperti ditunjukkan pada Gambar 3.6. Apabila P2.0 bernilai 1 maka

mikrokontroler akan menyimpan keadaan LL terakhir untuk status normal dan

21

kemudian mengirim data ke pin-pin lampu merah sehingga semua

persimpangan lampu lalu-lintas akan menyala merah. Setelah P.2.0 bernilai 0

maka mikrokontroler akan membaca data keadaan LL terakhir yang disimpan

tadi sehingga lampu lalu-lintas akan kembali menyala pada status normal.

Untuk diagram alir program dapat dilihat pada Gambar 3.7a dan 3.7b.

Ada KA?

Utara merah persimpangan berfungsi tiga arah

Simpan keadaan LL terakhir status normal

Ada KA?

Baca keadaan LL terakhir status normal yang disimpan dan persimpangan kembali seperti semula

Gambar 3.6 Diagram blok pengecekan informasi kereta api

Start

ya

tidak

tidak

ya

Ret

Ret

22

Start

Hidupkan lampu indicator

Sensor KA1 = 1?

Sensor KA2 = 1?

Sensor kendaraan = 1?

Hidupkan alarm

Kirim 1 ke mikro pusat

Turunkan palang

Matikan motor palang

Kereta sudah lewat?

Matikan alarm


Buka palang

A


B B

ya

ya

ya

ya

tidak

tidak

tidak

tidak

Gambar 3.7a Diagram alir program pengecekan informasi kereta api

23

2. Pelaksanaan prioritas informasi kendaraan bersirine

Seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.8 dan Tabel 3.4a hingga

Tabel 3.4d. Apabila pada P3 terdapat masukan (informasi), maka program

akan menyimpan keadaan LL terakhir pada status normal dan kemudian

menyalakan lampu hijau sesuai informasi yang diterima. Misalkan informasi

yang didapat berasal dari arah persimpangan utara, maka mikrokontroler

mengirim data ke port lampu hijau yang ada di persimpangan utara agar

menyala. Setelah kendaraan bersirine melewati persimpangan lainnya selain

utara, maka mikrokontroler menghapus kembali data yang ada pada port

Sensor KA2 = 1?

Sensor KA1 = 1?

Sensor kendaraan = 1?

Hidupkan alarm


Turunkan palang


Kereta sudah lewat?

Matikan alarm


Buka palang

A

Matikan motor palang B

B

ya

ya

ya

ya

tidak

tidak

tidak

tidak

Gambar 3.7b Diagram alir program pengecekan informasi kereta api

24

lampu hijau di utara sehingga lampu mati dan lampu lalu-lintas akan menyala

pada status normal kembali. Untuk diagram alir program dapat dilihat pada

Gambar 3.9

Sirine sudah lewat jalur lain?

Jalur yang dilewati sirine pertama kali menyala lampu hijau

Ada sirine?

Baca keadaan LL terakhir status normal yang disimpan dan persimpangan kembali seperti semula

Gambar 3.8 Diagram pengecekan informasi kendaraan sirine

Start

ya

tidak

tidak ya

Ret

Simpan keadaan LL terakhir status normal

Jalur yang dilewati sirine pertama kali menyala lampu merah

Ret

25

Start

Gambar 3.9 Diagram alir program pengecekan informasi kendaraaan bersirine

Ada Sirine?

Isi alamat deteksi

sensor = 1?

Inc alamat deteksi sensor

Isi alamat deteksi

sensor = 1?

Jml simpang

= 1?


Dec jml simpang

Sensor = 0 Sensor = 1


Pengecekan informasi lain

Sudah simpan keadaan LL

terakhir?Simpan keadaan LL terakhir status normal

LL semua menyala merah

Nyalakan LL hijau pada simpang


Baca simpan keadaan LL terakhir status normal

Tunda waktu

Sudah menyala LL hijau pada simpang ini?

Set sirine, sensor, alamat deteksi sensor, jml simpang = 4

26

Tabel 3.4.a Input/output prioritas informasi kendaraan sirine untuk simpang utara

Simpang Sensor Lampu Keterangan Hijau Kuning MerahUtara Mendeteksi Hidup Mati Mati

Kendaraan sirine datang ke arah utara, maka lampu utara menyala hijau.

Timur Tidak mendeteksi Mati Mati Hidup

Selatan Tidak mendeteksi Mati Mati Hidup

Barat Tidak mendeteksi Mati Mati Hidup

Utara Tidak mendeteksi Mati Hidup Mati

Kendaraan sirine telah melewati arah utara, maka lampu utara menyala kuning




Utara Tidak mendeteksi Mati Mati Hidup

K Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah utara, keadaan kembali ke status normal

Timur Mendeteksi Mati Mati Hidup Selatan Tidak

mendeteksi Mati Mati Hidup



Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah utara, keadaan kembali ke status normal


Selatan Mendeteksi Mati Mati Hidup Barat Tidak



Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah utara, keadaan kembali ke status normal



Barat Mendeteksi Mati Mati Hidup

27

Tabel 3.4.b Input/output prioritas informasi kendaraan sirine untuk simpang timur

Simpang Sensor Lampu Keterangan Hijau Kuning MerahUtara Tidak

mendeteksi Mati Mati Hidup Kendaraan sirine datang ke arah timur, maka lampu timur menyala hijau.

Timur Mendeteksi Hidup Mati Mati Selatan Tidak



Utara Tidak mendeteksi Mati Mati Mati

Kendaraan sirine telah melewati arah timur, maka lampu timur menyala kuning

Timur Tidak mendeteksi Mati Hidup Mati



Utara Mendeteksi Mati Mati Hidup Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah timur, keadaan kembali ke status normal


Selatan Tidak mendeteksi Hidup Mati Mati



Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah timur, keadaan kembali ke status normal


Selatan Mendeteksi Hidup Mati Mati Barat Tidak



Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah timur, keadaan kembali ke status normal


Selatan Tidak mendeteksi Hidup Mati Mati

Barat Mendeteksi Mati Mati Hidup

28

Tabel 3.4.c Input/output prioritas informasi kendaraan sirine untuk simpang selatan

Simpang Sensor Lampu Keterangan Hijau Kuning MerahUtara Tidak

mendeteksi Mati Mati Hidup Kendaraan sirine datang ke arah selatan, maka lampu selatan menyala hijau.


Selatan Mendeteksi Hidup Mati Mati Barat Tidak



Kendaraan sirine telah melewati arah selatan, maka lampu selatan menyala kuning.


Selatan Tidak mendeteksi Mati Hidup Mati


Utara Mendeteksi Mati Mati Hidup Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah selatan, keadaan kembali ke status normal



Barat Tidak mendeteksi Hidup Mati Mati


Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah selatan, keadaan kembali ke status normal



Barat Tidak mendeteksi Hidup Mati Mati


Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah selatan, keadaan kembali ke status normal



Barat Mendeteksi Hidup Mati Mati

29

Tabel 3.4.d Input/output prioritas informasi kendaraan sirine untuk simpang barat

Lampu Hijau Kuning MerahUtara Tidak

mendeteksi Mati Mati Hidup Kendaraan sirine datang ke arah barat, maka lampu barat menyala hijau.



Barat Mendeteksi Hidup Mati Mati Utara Tidak


Kendaraan sirine telah melewati arah barat, maka lampu barat menyala kuning.



Barat Tidak mendeteksi Mati Hidup Mati

Utara Mendeteksi Hidup Mati Mati Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah barat, keadaan kembali ke status normal




Utara Tidak mendeteksi Hidup Mati Mati

Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah barat, keadaan kembali ke status normal




Utara Tidak mendeteksi Hidup Mati Mati

Kendaraan sirine telah melewati simpang lainnya setelah barat, keadaan kembali ke status normal


Selatan Mendeteksi Mati Mati Hidup Barat Tidak


30

3. Pelaksanaan prioritas informasi antrian kendaraan

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.10 dan Tabel 3.5. Apabila

pada P1 terdapat masukan (infomasi), maka program akan memberi waktu

tambahan untuk lampu hijau sesuai informasi yang diterima. Misalkan pada

persimpangan jalan bagian selatan antrian kendaraan lebih panjang dari

persimpangan lainnya maka persimpangan jalan dari arah selatan yang lebih

diprioritaskan untuk menyala lampu hijau. Selain itu lampu hijau yang

menyala bisa mendapatkan waktu tunda yang lebih lama dibandingkan waktu

tunda dari status normal. Waktu tunda tambahan ini terjadi jika seiring dengan

pendeteksian antrian kendaraan pada persimpangan tersebut. Untuk diagram

alir program dapat dilihat pada gambar 3.11.

Sensor1?

Gambar 3.10 Diagram pengecekan informasi antrian kendaraan

Start

ya

tidak

Ret

Tunda waktu 5 detik

Sensor2?

Sensor3?

ya

ya

tidak Tunda waktu 5 detik

tidak Tunda waktu 10detik

Sensor3?

ya

tidak Tunda waktu 15 detik

Tunda waktu 20 detik

Ret

Ret

Ret

Ret

31

Ada Antrian?

Start

Isi alamat simpang

=1?

Simpan keadaan LL terakhir


Nyalakan LL hijau pada simpang

Isi alamat tambah waktu = 1?

Inc alamat tambah waktu

Inc alamat simpang

Isi alamat tambah waktu = 1?

Inc alamat tambah waktu Isi alamat tambah waktu = 1?

+ tunda waktu 5 detik




Set antrian, alamat simpang, alamat tambah waktu

ya

Pengecekan informasi lain tidak

tidak

tidak tidak

tidak

ya

ya ya

ya

Gambar 3.11 Diagram alir program informasi antrian kendaraan

End

32

Tabel 3.5 Input/output prioritas informasi antrian kendaraan

Simpang

Sensor (ya = mendeteksi, tidak =

tidak mendeteksi) Keterangan penyalaan waktu tunda

lampu hijau 1 2 3 4

Utara

Tidak Tidak Tidak Tidak 5 detik Ya Tidak Tidak Tidak 5 detik Ya Ya Tidak Tidak 10 detik Ya Ya Ya Tidak 15 detik Ya Ya Ya Ya 20 detik

Timur


Selatan


Barat


Sewaktu sedang menjalankan prioritas informasi apabila ada prioritas

informasi yang lebih tinggi maka program akan menghentikan prioritas informasi

yang lebih rendah dan menjalankan prioritas informasi yang lebih tinggi. Setelah

menjalankan prioritas informasi program akan mengambil data penyalaan lampu

status normal yang disimpan sebelum melakukan prioritas informasi tadi untuk

dijalankan kembali seperti keadaan terakhir dari penyalaan lampu pada status normal

tersebut.

3.2.2 Program Kendali Palang Dan Alarm Kereta Api

Pada bagian ini informasi-informasi diperoleh dari sensor yang kemudian

dikirim ke pengendali lampu lalu lintas. Sebelum dikirim ke kendali lampu lalu lintas

informasi terlebih dahulu diolah di bagian ini.

33

Pada saat kereta api datang maka sensor akan mengirim sinyal ke unit kendali

palang dan alarm kereta api yang kemudian program akan mengolah sinyal tersebut

untuk menyalakan alarm kereta bahwa ada kereta datang dan untuk dikirim berupa

prioritas informasi ke unit kendali lampu lalu lintas. Setelah kereta api lewat maka

sensor akan mengirim sinyal kembali ke unit kendali palang dan alarm kereta api

yang kemudian diolah program dan dikirim lagi ke unit kendali lampu lalu lintas.

Dimana informasi kereta api yang dikirim ke unit kendali lampu lalu lintas merupakan

prioritas informasi utama dibanding piroritas informasi lainnya. Seperti yang

ditunjukkan oleh Gambar 3.12 dan Tabel 3.6.

Tabel 3.6 Input/output prioritas informasi kereta api

Sensor yang mendeteksi Palang ke 1

kereta api Palang ke 2 kereta api Keterangan

1 2 3 4 0 0 0 0 Terbuka Terbuka Tidak ada kereta api 0 0 0 1 Terbuka Terbuka Tidak ada kereta api 0 0 1 0 Terbuka Terbuka Tidak ada kereta api 0 0 1 1 Terbuka Terbuka Tidak ada kereta api 0 1 0 0 Tertutup Tertutup Ada kereta api 0 1 0 1 Terbuka Terbuka Ada kereta api, ada kendaraan 0 1 1 0 Terbuka Terbuka Ada kereta api, ada kendaraan 0 1 1 1 Terbuka Terbuka Ada kereta api, ada kendaraan 1 0 0 0 Tertutup Tertutup Ada kereta api 1 0 0 1 Terbuka Terbuka Ada kereta api, ada kendaraan 1 0 1 0 Terbuka Terbuka Ada kereta api, ada kendaraan 1 0 1 1 Terbuka Terbuka Ada kereta api, ada kendaraan 1 1 0 0 Tertutup Tertutup Ada kereta api 1 1 0 1 Terbuka Terbuka Ada kereta api, ada kendaraan 1 1 1 0 Terbuka Terbuka Ada kereta api, ada kendaraan 1 1 1 1 Terbuka Terbuka Ada kereta api, ada kendaraan

Keterangan: Sensor 1 = sensor kereta api

Sensor 2 = sensor kereta api

Sensor 3 = sensor kendaraan

Sensor 4 = sensor kendaraan

34

3.2.3 Tunda Waktu

Pada mikrokontroler AT89S51 untuk pembuatan tunda dapat dilakukan

dengan menggunakan timer. Mode yang digunakan pada tunda waktu pada program

ini yaitu mode 2 Timer (8-bit auto reload) dengan mengatur M1 = 1 dan M0 = 0.

Tutup Palang KA

Ada KA?

Buka Palang KA

Start

ya

tidak

Isi alamat sensor = 1?

Kirim instruksi kereta datang ke kendali utama



Kirim instruksi kereta datang ke kendali utama

Inc alamat sensor

tidak

ya

ya ya

tidak

tidak

Set port 0, port 2 dan clear port 1, port 3

Gambar 3.12 Diagram alir program kendali palang dan alarm kereta api

35

Dimana TLx dipakai sebagai pencacah biner 8 bit, sedangkan THx dipakai untuk

menyimpan nilai yang diisikan ulang ke TLx setiap kali kondisi TLX melimpah

(overflow) atau berubah dari FFh menjadi 00h.

Pada diagram alir gambar terdapat tunda waktu 20 detik, 15 detik, 10 detik, 5

detik, 1 detik. Semua tunda waktu tersebut dibuat dengan memanfaatkan tunda waktu

1 detik. Adapun tunda waktu yang dibuat dengan perhitungannya sebagai berikut:

Pengerjaaan Siklus

. . . . .

mov r0, #10 1x 1

tunda1: mov r1, #181 10x 1

tunda2: mov r2, #253 181x10x 1

djnz r2, $ 253x181x10x 2

djnz r1, tunda2 181x10x 2

djnz r0, tunda1 10x 2

. . . . .

Dapat dilihat bahwa untuk mengerjakan 6 baris instruksi di atas dibutuhkan:

(253 x 181 x 10 x 2 ) + (181 x 10 x 3) + (10 x 3) + 1 = 921.321 siklus. Untuk

mengerjakan 1 siklus dibutuhkan waktu 12 periode osilator. Dalam perancangan

digunakan osilator kristal 11,059 MHz, maka untuk mengerjakan 1 siklus dibutuhkan

waktu 12 / (11,059 x 106) = 1,085 µd. Dengan demikian untuk mengerjakan 6

instruksi di atas dibutuhkan 921.321 x 1,085 µd = 999.633,285 µd, yang merupakan

suatu nilai yang amat mendekati 1 detik seperti yang diinginkan.

Jadi untuk membuat tunda waktu 5 detik sampai 20 detik pada dasarnya hanya

mengalikan dengan tunda 1 detik. Pada rutin tunda 1detik ini dilakukan pengecekan

piroritas informasi. Seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.13a dan 3.13b.

36

Start

Set lama = 20

Tunda 1 detik & cek prioritas

informasi

Dec lama

Lama = 0?

End

Tambah tunda

waktu?

Set lama

Start

Set lama = 15

Lama = 0?

End

Tambah tunda

waktu?

Set lama

tidak tidak

tidak tidak

ya ya

ya ya


informasi

Dec lama

Gambar 3.13.a Diagram alir waktu tunda

Start

Set lama = 10

Lama = 0?

End

Tambah tunda

waktu?

Set lama

tidak

tidak

ya

ya


informasi

Dec lama

37

Start

Set lama = 5


informasi

Dec lama

Lama = 0?

End

Tambah tunda

waktu?

Set lama

Start

Set lama = 1

Lama = 0?

End

Tambah tunda

waktu?

Set lama

tidak tidak

tidak tidak

ya ya

ya ya


informasi

Dec lama

Gambar 3.13b Diagram alir waktu tunda

38

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perancangan alat berbasis mikrokontroler AT89S51 dapat bekerja sesuai yang

diharapkan apabila didalamnya terdapat perangkat lunak (software). Pada bagian ini

akan membahas perangkat lunak yang dibuat untuk menjawab rumusan masalah.

Perangakat lunak yang dibuat mengacu pada diagram alir (flow chart) yang

dirancang pada bab 3.

4.1 Program Utama

Pada unit kendali 1 terdapat program utama dan beberapa program

subrutin pelayanan prioritas kendaraan. Program utama terdiri dari program

inisialisasi dan pemanggilan subrutin untuk memproses masukan sehingga dapat

menjalankan keseluruhan program.

Untuk lampiran listing program pada baris 4 sampai 14 adalah program

inisialisasi, yaitu untuk mengatur keadaan awal. Pada baris 15 merupakan

pembanding data masukan dari prioritas kereta api, apabila R5 bernilai 1 maka

ada kereta api pada jalur utara sehingga penginisialisasi model persimpangan

menjadi pertigaan (jalur persimpangan utara di nonaktifkan). Pada instruksi baris

pada 21, 64, 101 dan 138 regrister 0 menentukan jalur persimpangan yang akan

diaktif yang kemudian pada baris ke 22, 65, 102 nilai R0 akan dicounter down

agar dapat berpindah ke jalur persimpangan berikutnya. Insturksi baris ke 23, 66,

103, 139 untuk menyimpan data terakhir jalur persimpangan yang aktif sebelum

program memasuki pemanggilan subrutin pengecekan informasi pada baris 25,

68, 105, dan 141. Baris 26, 39, 48, 69, 81, 106, 118, 143, 155 adalah instruksi

39

untuk menentukan jenis lampu yang akan dinyalakan. Pada saat akan menyala

lampu hijau program memanggil subrutin antrian kendaraan pada baris ke 28,

70, 107, 144. Jika ada antrian kendaraan yaitu register 7 bernilai logika 1 maka

program akan lompat dari baris 29 ke 31, 71 ke 73, 108 ke 110, 143 ke 145.

Sedangkan apabila tidak ada antrian maka program akan memberikan penyalaan

lampu hijau selama 5 detik pada pin-pin lampu hijau yaitu pada baris 30 – 36

(P0.0 untuk jalur utara), 72 – 84 (P0.2 untuk pin jalur timur), 109 – 115 (P0.4

untuk pin jalur selatan), 144 - 150 (P0.6 untuk pin jalur barat) yang sebelumnya

mematikan lampu merah pada persimpangan yang akan dinyalakan lampu hijau.

Setelah itu program akan mematikan lampu hijau terlebih dahulu dengan

memberikan logika 0 pada pin lampu hijau tersebut, kemudian pada

persimpangan yang akan dinyalakan lampu kuning selama 2 detik diberikan

logika 1 untuk pin-pin lampu kuning. Program penyalan lampu kuning terdapat

pada baris 38 – 45 (P0.1 untuk pin jalur utara), 74 – 81 (P0.3 untuk pin jalur

timur), 117 - 124 (P0.5 untuk pin jalur selatan), 145 -152 (P0.7 untuk pin jalur

barat). Begitu juga dengan program untuk menyalakan lampu merah yang

terdapat pada baris 47 – 62 (P2.7 untuk pin jalur utara), 89 – 99 (P2.6 untuk pin

jalur timur), 126 – 136 (P2.5 untuk pin jalur selatan),163 – 173 (P2.4 untuk pin

jalur barat). Pada program utama ini looping terjadi akibat pengurangan register 4

yang digunakan untuk memberikan jumlah waktu penyalaan lampu. Program

looping ini terdapat pada baris 35 – 36, 44 – 45, 57 -58, 77 – 78, 86 – 87, 97 –

98, 114 - 115, 123 -124, 134 - 135, 151 – 152, 160 – 161, 171 - 172. Sedangkan

looping program yang dapat menyebabkan terjadinya siklus perputaran jalur

simpang untuk penyalaan lampu diawali dengan instruksi LJMP LAMPU yaitu

pada baris 62, 99, 136, 173.

40

4.2 Program subrutin pengecekan informasi

Sebelum memasuki program subrutin prioritas terlebih dahulu jalannya

program akan melewati pada subrutin pengecekan informasi.

Untuk lampiran listing program pada baris ke 176 merupakan

pengecekan pin P2.0 sebagai masukan data dari kereta api. Jika P2.0 bernilai 1

maka program akan memanggil subrutin informasi kereta api seperti pada baris

177, tetapi jika P2.0 bernilai 0 maka program akan lompat ke baris 179. Dimana

baris 179 sampai 183 program berujuan untuk mematikan lampu merah ke arah

utara serta menset ulang alamat/register apabia kereta api sudah lewat ataupun

tidak ada kereta yaitu pada saat P2.0 bernilai 0. Setelah dilakukan pengecekan

masukan kereta api kemudian program mengecek prioritas selanjutnya yaitu

kendaraan bersirine pada port 3, seperti yang ditunjukkan pada baris 185 sampe

188.

Begitu juga pada program baris 191 sampai 199 sama dengan program

pengecekan sebelumnya. Hanya yang membedakannya adalah pengecekan

informasi khusus ini berlaku saat lampu hijau pada jalur yang dilewati pertama

kali oleh kendaraan sirine tersebut.

4.3 Program informasi kereta api

Pada bagian mempunyai 2 program pada mikrokontroler yang berbeda.

Dimana program informasi kereta api pada mikrokontroler utama inputnya

berasal dari mikrokontroller lainnya, tidak langsung dari output sensor kereta api.

Pembuatan program ini mengacu pada perancangan Bab 3.

Untuk lampiran listing progam pada baris 202 alamat 28h berfungsi

sebagai penanda jalur simpang utara sudah menyala lampu merah. Setelah itu

alamat 28h diperiksa ulang dengan cara isi pada alamat 28h dipindahkan ke

41

akumulator yang kemudian di akumulator diperiksa nilainya seperti yang

ditunjukkan pada baris 203. Jika akumulator bernilai 1 berarti jalur simpang utara

sudah menyala lampu merah sehingga program akan mengakhiri subrutin ini

dengan melompat ke baris 230, pada saat itu ada kereta api yang terdeteksi oleh

sensor maka pin P2.0 pasti bernilai 1. Tetapi jika isi akumulator bernilai 0 berarti

jalur simpang belum menyala lampu merah, maka program akan berlanjut secara

berurutan sampai baris ke 230. Baris 182 hingga 183 untuk menghidupkan lampu

merah yang menunjukkan ke arah utara. Sedangkan baris 184 merupakan

penanda bahwa jalur utara ada kereta dengan mengisi regrister 5 dengan logika 1.

Program informasi kereta api pada mikrokontroler sekunder adalah sebagai

berikut.

Pada program ini P1.0 dan P1.2 berfungsi sebagai port masukan dari sensor

kereta api, sedangkan P1.2 dan P1.3 sebagai port masukan dari sensor kendaaan.

Jika kereta api datang melewati P1.0 maka kereta api akan pergi melewati P1.1

atau jika kereta api datang dari P1.1 maka kereta api akan pergi melewati P1.0

seperti pada baris 12 sampai baris 32. Setelah kereta api datang maka program

akan menyalakan alarm (baris 34, 60) kemudian akan mengirimkan data bernilai

“1” ke mikrokontroler utama (baris 35, 61). Sebelum menutup palang kereta api

program (baris 40,41 dan 62, 63) akan mengecek kendaraan yang melewati pada

jalur lintas kereta api, jika ada maka palang kereta api akan menunggu hingga

tidak ada kendaraan dijalur kereta api(baris 35, 36 dan 67, 68 ). Kemudian

program akan mengecek kembali sensor yang akan dilewati kereta api pada saat

pergi. Apabila kereta api yang pergi telah melewati sensor, maka mikro akan

mematikan alarm (baris 45, 74). Dan kemudian mengirim data bernilai “0” ke

42

mikrokontroler utama (baris 46,75). Setelah mengirim data program akan

membukakan palang kereta api (baris 47, 48, 76, 77).

4.4 Program informasi kendaraan sirine

Program informasi kendaraan sirine ini merupakan prioritas yang kedua

setelah prioritas kereta api.

Setelah program melewati subrutin pengecekan informasi kendaraan

sirine jika ada kendaraan sirine yang terdeteksi pada port P3 maka program akan

meneruskan ke subrutin kendaraan sirine.

Baris 233 hingga 238 pada lampiran listing program merupakan program

pengecekan alamat-alamat penanda sirine, sedangkan baris 239 berfungsi jika

pada jalur simpang utara ada kereta maka pengecekan masukan data pendeteksian

suara untuk frekensi tinggi pada jalur utara diabaikan pada saat ada kendaraan

sirine yang melintasi jalur utara pertama kali. Pada baris 240, 243, 245 dan 247

adalah program untuk menerima masukan data hasil pendeteksian sensor suara

untuk frekuensi tinggi. Jika masukan frekuensi tinggi bernilai 1 maka program

akan melanjutkan ke pengecekan masukan data hasil pendeteksian sensor suara

untuk frekuensi rendah yaitu pada baris 253, 304, 354 dan 403. Alamat 20h

sebagai penanda adanya sirine pada perempatan simpang, sedangkan alamat 21h,

22h, 23h, 24h sebagai penanda adanya sirine pada tiap jalur persimpangan.

Alamat 27h merupakan penanda arah jalur simpang datangnya kendaraan sirine

yang pertama kali dideteksi oleh sensor suara.

Apabila ada kendaraan sirine datang pertama kali pada suatu jalur maka

masukan frekuensi tinggi dan rendah bernilai 1 pada pin untuk jalur

tersebut.kemudian program akan memberikan logika 1 pada alamat 20h, 27h, dan

alamat jalur tersebut (21h/22h/23h/24h). Setelah itu program akan mematikan

43

lampu hijau/kuning pada simapng lainnya dan menyalakan lampu hijau pada jalur

simpang tersebut. Tetapi jika pada simpang tersebut sebelumnya telah lampu hijau

maka penyalaan lampu hijau tersebut dipertahankan hingga kendaraan sirine

melewati jalur simpang lainnya, kemudian program menyalakan lampu kuning

dan seterusnya lampu merah pada jalur simpang yang menyala lampu hijau

sebelumnya.

4.5 Program informasi antrian kendaraan

Pada program informasi antian kendaraan ini tidak melewati subrutin

pengecekan informasi. Pemanggilan subrutin antrian kendaraan yaitu pada saat

akan menyalanya lampu hijau. Hal ini berguna untuk pengambilan data masukan

dari keluaran sensor yang lebih akurat. Program subrutin antrian kendaraan

selengkapnya sebagai berikut.

Pada program antrian kendaraan R6 digunakan sebagai penanda

banyaknya sensor yang mendeteksi antrian kendaraan, sedangkan R7 berfungsi

sebagai penanda tidak adanya antrian kendaraan.jika tidak ada kendaraan maka

penyalaan lampu hijau sama dengan penyalaan hanya satu sensor yang terdeteksi

yaitu 5 detik. Jika ada antrian kendaran yang terdeteksi oleh sensor maka R6 akan

menghitung counter up. Penentuan lamanya penyalaan lampu hijau dipengaruhi

oleh banyaknya sensor yang medeteksi antrian kendaraan.

Pin P1.4 dan P1.5 merupakan masukan untuk selektor pada sensor, seperti

pada Tabel 4.1 berikut ini.

44

Tabel 4.1 Penentuan sensor antrian kendaraan dengan selektor

Selektor

Pin 00 01 10 11

P1.0 (utara) Sensor1 utara Sensor2 utara Sensor3 utara Sensor4 utara

P1.1 (timur) Sensor1 timur Sensor2 timur Sensor3 timur Sensor4 timur

P1.2 (selatan) Sensor1 selatan Sensor2 selatan Sensor3 selatan Sensor4 selatan

P1.3 (barat) Sensor1 barat Sensor2 barat Sensor3 barat Sensor4 barat

4.6 Pengamatan Terhadap Waktu Tunda

Pengamatan terhadap waktu tunda nyala yang dikerjakan oleh

mikrokontroler terhadap masukan pada transistor, sehingga mata manusia dapat

melihat perbedaan antara nyala dan padam pada lampu. Waktu tundanya dapat

diamati dengan osiloskop digital yang diambil dari kaki – kaki LED, sehingga

didapatkan hasil seperti Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Osiloskop Digital Pada Kaki LED

Dari Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa waktu tunda yang terjadi sekitar 0,99

detik, sedangkan pada perancangan yang dibuat waktu tundanya digunakan 1 detik.

45

4.7 Pengamatan Hasil Pengujian Program Pada Alat Dan Simulasinya

4.7.1 Pengamatan Sistem Prioritas Antrian Kendaraan

Tabel 4.2 Hasil Pengujian sistem prioritas antrian kendaraan untuk arah utara Brs P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 3 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 4 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 5 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 6 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0

Pada tabel 4.2 baris kedua menunjukkan lampu hijau pada simpang utara

menyala (P0.0 bernilai 1) selama 5 detik (P1.4 bernilai 0, P1.5 bernilai 0 yang

merupakan selektor sensor sekaligus penentu waktu penyalaan lampu hijau),

sedangkan lampu pada arah timur, selatan, barat menyala merah (P2.6, P2.5

dan P2.4 bernilai 1). Untuk hasil simulasinya sama dengan hasil pengujian,

dimana pada saat lampu hijau di utara menyala (P0.0 bernilai 1) selama 5

detik (P1.4 bernilai 0, P1.5 bernilai 0) maka arah lainnnya menyala merah

(P2.6, P2.5 dan P2.4 bernilai 1) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.2.

Hal ini sesuai dengan perancangan pada bab 3 Tabel 3.5.


Detik Di Utara

46

Pada Tabel 4.2 baris ketiga menunjukkan lampu hijau pada simpang utara

menyala (P0.0 bernilai 1) selama 10 detik (P1.4 bernilai 0, P1.5 bernilai 1

yang merupakan selektor sensor sekaligus penentu waktu penyalaan lampu

hijau), sedangkan lampu pada arah timur, selatan, barat menyala merah (P2.6,

P2.5 dan P2.4 bernilai 1). Untuk hasil simulasinya sama dengan hasil

pengujian, dimana pada saat lampu hijau di utara menyala (P0.0 bernilai 1)

selama 10 detik (P1.4 bernilai 0, P1.5 bernilai 1) maka arah lainnnya menyala

merah (P2.6, P2.5 dan P2.4 bernilai 1) seperti yang ditunjukkan pada Gambar

4.3 . Hal ini sesuai dengan perancangan pada bab 3 Tabel 3.5.


Detik Di Utara

Pada Tabel 4.2 baris keempat menunjukkan lampu hijau pada simpang utara






47





Detik Di Utara

Pada Tabel 4.2 baris kelima menunjukkan lampu hijau pada simpang utara









48


Detik Di Utara

Tabel 4.3 Hasil Pengujian sistem prioritas antrian kendaraan untuk arah timur Brs P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 3 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 14 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 5 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1

Pada Tabel 4.3 baris kedua menunjukkan lampu hijau pada simpang timur



sedangkan lampu pada arah utara, selatan, barat menyala merah (P2.7, P2.5


dimana pada saat lampu hijau di timur menyala (P0.2 bernilai 1) selama 5




49


Detik Di Timur

Pada Tabel 4.3 baris ketiga menunjukkan lampu hijau pada simpang timur



hijau), sedangkan lampu pada arah utara, selatan, barat menyala merah (P2.7,


pengujian, dimana pada saat lampu hijau di timur menyala (P0.2 bernilai 1)



4.7. Hal ini sesuai dengan perancangan pada bab 3 Tabel 3.5.

50


Detik Di Timur

Pada Tabel 4.3 baris keempat menunjukkan lampu hijau pada simpang timur









51


Detik Di Timur

Pada Tabel 4.3 baris kelima menunjukkan lampu hijau pada simpang timur









52


Detik Di Timur

Tabel 4.4 Hasil Pengujian sistem prioritas antrian kendaraan untuk arah selatan Brs P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 3 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 4 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 6 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1

Pada Tabel 4.4 baris kedua menunjukkan lampu hijau pada simpang selatan



sedangkan lampu pada arah utara, timur, barat menyala merah (P2.7, P2.6 dan

P2.4 bernilai 1). Untuk hasil simulasinya sama dengan hasil pengujian,

dimana pada saat lampu hijau di selatan menyala (P0.4 bernilai 1) selama 5




53


Detik Di Selatan

Pada Tabel 4.4 baris ketiga menunjukkan lampu hijau pada simpang selatan



hijau), sedangkan lampu pada arah utara, timur, barat menyala merah (P2.7,


pengujian, dimana pada saat lampu hijau di selatan menyala (P0.4 bernilai 1)




54


Detik Di Selatan

Pada Tabel 4.4 baris keempat menunjukkan lampu hijau pada simpang selatan









55


Detik Di Selatan

Pada Tabel 4.4 baris kelima menunjukkan lampu hijau pada simpang selatan









56


Detik Di Selatan

Tabel 4.5 Hasil Pengujian sistem prioritas antrian kendaraan untuk arah barat Brs P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 5 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 6 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1

Pada Tabel 4.5 baris kedua menunjukkan lampu hijau pada simpang barat



sedangkan lampu pada arah utara, timur, selatan menyala merah (P2.7, P2.6


dimana pada saat lampu hijau di barat menyala (P0.6 bernilai 1) selama 5




57


Detik Di Barat

Pada Tabel 4.5 baris ketiga menunjukkan lampu hijau pada simpang barat



hijau), sedangkan lampu pada arah utara, timur, selatan menyala merah (P2.7,


pengujian, dimana pada saat lampu hijau di barat menyala (P0.6 bernilai 1)




58


Detik Di Barat

Pada Tabel 4.5 baris keempat menunjukkan lampu hijau pada simpang barat









59


Detik Di Barat

Pada Tabel 4.5 baris kelima menunjukkan lampu hijau pada simpang barat









60


Detik Di Barat

4.7.2 Pengamatan Sistem Prioritas Kendaraan Bersirine

Tabel 4.6 Hasil Pengujian sistem prioritas kendaraan bersirine untuk arah utara Baris P0.0 P0.1 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7

1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 2 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0

Pada Tabel 4.6 untuk baris pertama menunjukkan terdeteksinya kendaraan

bersirine yang datang dari arah utara (P3.0 dan P3.1 bernilai 1) sehingga

lampu lalu lintas pada simpang utara menyala lampu hijau (P0.0 bernilai 1).

Sedangkan lampu pada simpang timur, selatan, barat menyala lampu merah

(P2.6, P2.5, P2.4 bernilai 1). Seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 4.18.

61

Gambar 4.18 Simulasi Program Sistem Kendaraan Sirine Datang Dari Arah Utara

Apabila kendaraan bersirine yang datang dari simpang utara kemudian

terdeteksi oleh sensor melewati salah satu simpang lainnya (timur (P3.2dan

P3.3) atau selatan (P3.4 danP3.5) ataupun barat (P3.6 dan P3.7) bernilai 1),

maka lampu lalu lintas di utara akan menyala kuning (P0.1 bernilai 1) dan

seterusnya merah (kembali ke status normal). Seperti yang ditunjukkan pada

Tabel 4.6 pada baris kedua dan Gambar 4.19.

Gambar 4.19 Contoh Simulasi Program Sistem Kendaraan Sirine Datang

Dari Arah Utara Dan Melewati Arah Timur

Tabel 4.7 Hasil Pengujian sistem prioritas kendaraan bersirine untuk arah timur Baris P0.2 P0.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7

1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 2 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0


bersirine yang datang dari arah timur (P3.2 dan P3.3 bernilai 1) sehingga

lampu lalu lintas pada simpang utara menyala lampu hijau (P0.2 bernilai 1).

Sedangkan lampu pada simpang utara, selatan, barat menyala lampu merah


62

Gambar 4.20 Simulasi Program Sistem Kendaraan Sirine Datang Dari Arah Timur

Apabila kendaraan bersirine yang datang dari simpang timur kemudian

terdeteksi oleh sensor melewati salah satu simpang lainnya (utara (P3.0dan

P3.1) atau selatan (P3.4 danP3.5) ataupun barat (P3.6 dan P3.7) bernilai 1),



Tabel 4.7 pada baris kedua dan Gambar 4.21

.Gambar 4.21 Contoh Simulasi Program Sistem Kendaraan Sirine Datang

Dari Arah Timur Dan Melewati Arah Selatan

63

Tabel 4.8 Hasil Pengujian sistem prioritas kendaraan bersirine untuk arah selatan

Baris P0.4 P0.5 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7

1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 2 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0


bersirine yang datang dari arah selatan (P3.4 dan P3.5 bernilai 1) sehingga

lampu lalu lintas pada simpang selatan menyala lampu hijau (P0.4 bernilai 1).

Sedangkan lampu pada simpang utara, timur, barat menyala lampu merah


Gambar 4.22 Simulasi Program Sistem Kendaraan Sirine Datang Dari Arah Selatan

Apabila kendaraan bersirine yang datang dari simpang selatan kemudian


P3.1) atau timur (P3.2 danP3.3) ataupun barat (P3.6 dan P3.7) bernilai 1),




64


Dari Arah Selatan Dan Melewati Arah Barat

Tabel 4.9 Hasil Pengujian sistem prioritas kendaraan bersirine untuk arah barat

Baris P0.6 P0.7 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7

1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 2 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0


bersirine yang datang dari arah barat (P3.6 dan P3.7 bernilai 1) sehingga

lampu lalu lintas pada simpang barat menyala lampu hijau (P0.6 bernilai 1).

Sedangkan lampu pada simpang utara, timur, selatan menyala lampu merah


Gambar 4.24 Simulasi Program Sistem Kendaraan Sirine Datang Dari Arah Barat

65

Apabila kendaraan bersirine yang datang dari simpang barat kemudian


P3.1) atau timur (P3.2 danP3.3) ataupun selatan (P3.4 dan P3.5) bernilai 1),





Dari Arah Barat Dan Melewati Arah Utara

Jika kendaraan sirine terdeteksi oleh sensor dari arah bukan utara (P3.2, P3.3

atau P3.4, P3.5 ataupun P3.6, P3.7 bernilai 1) kemudian melewati arah utara

dan terdeteksi oleh sensor (P3.0 dan P3.1 bernilai 1), sedangkan pada saat

terdeteksi oleh sensor sirine di utara ada kereta datang (P2.0 bernilai 1) maka

sistem akan menghidupkan semua lampu merah ke arah utara (P2.1, P2.2,

P2.3 semua bernilai 1). Setelah itu sistem akan menjalankan prioritas

kendaraan sirine tersebut.

66

4.7.3 Pengamatan Sistem Prioritas Kereta Api

Tabel 4.10 Hasil Pengujian sistem prioritas kereta api

Baris P0.1 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7

1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 1 1 0 0 0 0 1 1 1 3 1 1 0 0 1 0 0 1 1 4 1 1 0 1 0 0 0 1 15 1 1 0 1 1 0 0 1 1 6 0 0 1 0 0 1 0 0 1 7 1 0 1 0 0 0 1 1 18 1 0 1 0 1 0 0 1 1 9 1 0 1 1 0 0 0 1 1 10 1 0 1 1 1 0 0 1 1 11 0 1 0 0 0 1 0 0 1

Seperti yang ditunjukkan Tabel 4.10 pada baris kedua yaitu saat kereta datang

dari arah timur (P1.0 akan bernilai 1) maka alarm akan menyala (P1.6

berlogika 1) dan palang pintu akan menutup (dimana P1.4 akan berlogika 1

dan P1.5 berlogika 0) serta mikro sekunder akan mengirim data ke mikro

utama (P0.1 bernilai 1). Untuk simulasinya terdapat pada Gambar 4.26.

Gambar 4.26 Simulasi Program Sistem Kereta Api Datang Dari Arah Timur

Pada saat kereta akan pergi melewati arah barat maka kereta tersebut akan

terdeteksi sensor pada arah tersebut (P1.1 bernilai 1). Setelah sensor kereta api

67

bagian barat tidak terdeteksi (P1.1 bernilai 0) kemudian mikro sekunder akan

mematikan alarm (P1.6 bernilai 0) dan mengirim data ke mikro utama serta

membuka kembali palang kereta api (P1.4 bernilai 0, P1.5 bernilai 1). Hasil

pengujian programnya dapat dilihat pada Tabel 4.10 baris keenam.

Begitu juga yang ditunjukkan Tabel 4.10 pada baris ketujuh. Apabila kereta

ada kereta datang dari arah barat (P1.1 akan bernilai 1) maka alarm akan

menyala (P1.6 berbernilai 1) dan palang pintu akan menutup (P1.4 akan

bernilai 1 dan P1.5 berbernilai 0) serta mikro sekunder akan mengirim data ke

mikro utama (P0.1 bernilai 1). Hal ini sesuai dengan hasil simulasi pada

Gambar 4.27.


Dan apabila saat kereta akan pergi melewati arah timur maka kereta tersebut

akan terdeteksi sensor pada arah tersebut (P1.0 bernilai 1). Setelah sensor

kereta api bagian timur tidak terdeteksi (P1.0 bernilai 0) kemudian mikro

sekunder akan mematikan alarm (P1.6 bernilai 0) dan mengirim data ke mikro

68

utama serta membuka kembali palang kereta api (P1.4 bernilai 0, P1.5 bernilai

1). Hasil pengujian programnya dapat dilihat pada Tabel 4.10 baris kesebelas.

Tetapi jika ada kendaraan yang terdeteksi oleh sensor pada daerah wilayah

palang pintu seperti pada Tabel 4.10 baris 3, 4, 5, 8, 9, 10 (P1.2/P1.3 bernilai

1) maka mikro sekunder akan mengirim data ke mikro utama (P0.1 bernilai 1)

dan penutupan/penurunan palang pintu akan ditunda sampai kendaraan yang

melintas tadi tidak terdeteksi lagi (P1.2/P1.3 bernilai 0). Setelah itu palang

pintu akan menutup (P1.4 akan bernilai 1 dan P1.5 berbernilai 0). Salah satu

contoh keadaan ini ditunjukkan pada Gambar 4.28.


Dengan Palang Pintu Terbuka Karena Ada Kendaraan Pada

Daerah Palang Pintu Tersebut

Pada saat ada kereta (seperti yang ditunjukkan Gambar 4.1) yaitu P2.0 bernilai

1, maka jalur simpang di utara akan menyala lampu merah (P2.7 bernilai 1)

dan persimpangan perempatan berubah fungsi menjadi pertigaan (jalur utara

akan dilewatkan dari status normal).

69

Saat ada kereta api (P2.0 bernilai 1) maka kendaraan sirine yang datang dari

arah utara (P3.0 bernilai 1, P.1 bernilai 1) tidak akan mempengaruhi lampu

lalu lintas yang ada di utara (utara tetap menyala merah, P2.7 bernilai 1).

Tetapi adanya kereta api akan mempengaruhi jalur simpang lainnya yaitu

menyalanya lampu merah bertanda ke arah utara (P2.1/P2.2/P2.3 semua

bernilai 1). Sehingga segala jenis kendaraan tidak boleh melintasi arah utara

selama masih ada kereta api. Hal ini dikarenakan tingkatan prioritas kereta api

lebih tinggi dari kendaraan sirine ataupun kendaraan biasa.

Gambar 4.29 Simulasi Program Sistem Kereta Api Mempengaruhi

Persimpangan Lainnya

70

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Setelah melakukan pengamatan, menganalisa dan membahas data maka

penulis mengambil kesimpulan tentang pengendalian utama pada sistem prioritas

lampu lalu lintas berbasis mikrokontroler AT89S51 sebagai berikut.

1. Perancangan perangkat lunak (software) mengacu pada diagram alir (flow

chart). Perangkat lunak telah dapat mengendalikan sistem prioritas kendaraan

sesuai dengan prioritas masing-masing kendaraan.

2. Melalui simulasi telah diketahui bahwa keluaran perangkat lunak sangat

dipengaruhi oleh data masukan sehingga data masukan yang kurang valid akan

dapat menyebabkan terjadinya keluaran yang error.

B. Saran

1. Untuk mendghindari keluaran yang error diperlukan data masukan yang

akurat maka dari itu perangkat keras yamg dibuat sebaiknya juga bias

memberikan data masukan sesuai dengan peristiwa/kejadian.

2. Pengendalian sistem prioritas kendaraan ini dapat dikembangkan lagi dengan

menambahkan prioritas-prioritas lainnya seperti pada saat terjadinya arus

mudik untuk lebaran.

71

DAFTAR PUSTAKA

Eko, Putra Agfianto, 2002, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55, Gava Media,

Yogyakarta.

Nalwan, Paulus Andi, 2003, Aplikasi dan Pemrograman Mikrokontroler

AT89C51, PT. Elek Media Komputindo, Jakarta.

http//www.alds.stts.edu

1;**************** PROGRAM 1 ******************************* 2 RATUSAN EQU 20 ; 20 X 50000 ud = 1 DETIK 3 CACAH EQU -50000 4 ORG 0H 5 MOV TMOD, #01H 6 MOV P0, #0 7 MOV P1, #0 8 MOV P2, #0 9 MOV P3, #0 10 MOV P2, #11110000B 11 KEMBALI: MOV R0, #3 ;R0 = SIMPANG 12 CJNE R5, #1, LAMPU ;KA DATANG , R5 = KA 13 MOV R0, #2 14 LAMPU: MOV R1, #2 ;R1 = JENIS LL 15 CJNE R2, #1, CEKSIMPANG 16 MOV R0, 31H 17 MOV 31H, #0 18 MOV R2, #0 19 20 CEKSIMPANG: 21 UTARA: CJNE R0, #3, TIMUR 22 DEC R0 23 MOV 30H,R0 24 25 HIJAU1a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 26 CJNE R1, #2, KUNING1a 27 CJNE R5, #0, TIMUR 28 ACALL DETEK1 29 CJNE R7, #0, ADAANTRIAN1 30 MOV R4, #5 31 ADAANTRIAN1: DEC R1 32 CLR P2.7 ; LL MERAH MATI 33 SETB P0.0 34 MOV 25H, #00000010B 35 ULANGI1a: CALL TUNDA ; TUNDA LL HIJAU 36 DJNZ R4, ULANGI1a 37 38 KUNING1a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 39 CJNE R1, #1, MERAH1a 40 DEC R1 41 CLR P0.0 42 SETB P0.1 43 MOV R4, #1 44 ULANGI2a: CALL TUNDA ; TUNDA LL KUNING 45 DJNZ R4, ULANGI2a 46 47 MERAH1a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 48 CJNE R1, #0, CEKSIMPANG 49 DEC R1 50 MOV P0, #0 51 SETB P2.7 ; F0H 52 SETB P2.6 53 SETB P2.5 54 SETB P2.4 55 MOV R4, #1 56 MOV 34, #0 57 ULANGI3a: CALL TUNDA ; TUNDA LL MERAH 58 DJNZ R4, ULANGI3a 59 MOV A, 35H 60 CJNE A, #1, LANGKAHI1 61 MOV 35H, #1

62 LANGKAHI1: LJMP LAMPU 63;************************************************************** 64 TIMUR: CJNE R0, #2, SELATAN 65 DEC R0 66 MOV 30H, R0 67 68 HIJAU2a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 69 CJNE R1, #2, KUNING2a 70 ACALL DETEK2 71 CJNE R7, #0, ADAANTRIAN2 72 MOV R4, #5 73 ADAANTRIAN2: DEC R1 74 CLR P2.6 75 SETB P0.2 76 MOV 25H, #00001000B 77 ULANGI1b: CALL TUNDA ; TUNDA LL HIJAU 78 DJNZ R4, ULANGI1b 79 80 KUNING2a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 81 CJNE R1, #1, MERAH2a 82 DEC R1 83 CLR P0.2 84 SETB P0.3 85 MOV R4, #1 86 ULANGI2b: CALL TUNDA ; TUNDA LL KUNING 87 DJNZ R4, ULANGI2b 88 89 MERAH2a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 90 DEC R1 91 MOV P0, #0 92 SETB P2.7 ; F0H 93 SETB P2.6 94 SETB P2.5 95 SETB P2.4 96 MOV R4, #1 97 ULANGI3b: CALL TUNDA ; TUNDA LL MERAH 98 DJNZ R4, ULANGI3b 99 LJMP LAMPU 100;************************************************************* 101 SELATAN: CJNE R0, #1, BARAT 102 DEC R0 103 MOV 30H, R0 104 105 HIJAU3a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 106 CJNE R1, #2, KUNING3a 107 ACALL DETEK3 108 CJNE R7, #0, ADAANTRIAN3 109 MOV R4, #5 110 ADAANTRIAN3: DEC R1 111 CLR P2.5 112 SETB P0.4 113 MOV 25H, #00100000B 114 ULANGI1c: CALL TUNDA ; TUNDA LL HIJAU 115 DJNZ R4, ULANGI1c 116 117 KUNING3a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 118 CJNE R1, #1, MERAH3a 119 DEC R1 120 CLR P0.4 121 SETB P0.5 122 MOV R4, #1

123 ULANGI2c: CALL TUNDA ; TUNDA LL KUNING 124 DJNZ R4, ULANGI2c 125 126 MERAH3a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 127 DEC R1 128 MOV P0, #0 129 SETB P2.7 ; F0H 130 SETB P2.6 131 SETB P2.5 132 SETB P2.4 133 MOV R4, #1 134 ULANGI3c: CALL TUNDA ; TUNDA LL MERAH 135 DJNZ R4, ULANGI3c 136 LJMP LAMPU 137;************************************************************* 138 BARAT: CJNE R0, #0, AKHIR 139 MOV 34H, #1 140 MOV 30H, R0 141 142 HIJAU4a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 143 CJNE R1, #2, KUNING4a 144 ACALL DETEK4 145 CJNE R7, #0, ADAANTRIAN4 146 MOV R4, #5 147 ADAANTRIAN4: DEC R1 148 CLR P2.4 149 SETB P0.6 150 MOV 25H, #10000000B 151 ULANGI1d: CALL TUNDA ; TUNDA LL HIJAU 152 DJNZ R4, ULANGI1d 153 154 KUNING4a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 155 CJNE R1, #1, MERAH4a 156 DEC R1 157 CLR P0.6 158 SETB P0.7 159 MOV R4, #1 160 ULANGI2d: CALL TUNDA ; TUNDA LL KUNING 161 DJNZ R4, ULANGI2d 162 163 MERAH4a: LCALL PENGECEKANINFORMASI1 164 DEC R1 165 MOV P0, #0 166 SETB P2.7 ; F0H 167 SETB P2.6 168 SETB P2.5 169 SETB P2.4 170 MOV R4, #1 171 ULANGI3d: CALL TUNDA ; TUNDA LL MERAH 172 DJNZ R4, ULANGI3d 173 AKHIR: AJMP KEMBALI 174;******************************************************* 175;************************************************************* 176 PENGECEKANINFORMASI1: JNB P2.0, PINDAH6 177 LCALL INFORMASIKA 178 SJMP PENGECEKANINFORMASI2 179 PINDAH6: CLR P2.1 180 CLR P2.2 181 CLR P2.3 182 MOV 28H, #0 183 MOV R5, #0

184 SJMP PENGECEKANINFORMASI2 185 PENGECEKANINFORMASI2: MOV A, P3 186 CJNE A, #0, SIRINE 187 MOV A, 20H 188 CJNE A, #0, PENGECEKANINFORMASI1 189 RET 190 191 PENGECEKANINFORMASIKHUSUS: JNB P2.0, KHUSUS1 192 LCALL INFORMASIKA 193 MOV A, 20H 194 KHUSUS1: CJNE A, #1, BELUMADA 195 MOV A, P3 196 CJNE A, #0, KHUSUS2 197 SJMP PENGECEKANINFORMASIKHUSUS 198 KHUSUS2: AJMP SIRINE 199 BELUMADA: RET 200;******************************************************* 201;************************************************************* 202 INFORMASIKA: MOV A, 28H 203 CJNE A, #0, SUDAHMERAH 204 JB P2.0, PINDAH5 205 LJMP PENGECEKANINFORMASI2 206 PINDAH5: SETB P2.1 207 SETB P2.2 208 SETB P2.3 209 MOV R5, #1 210 MOV 28H, #1 211 JB P2.7, SUDAHMERAH 212 JB P0.0, KUNINGKA 213 SETB P0.1 214 LCALL TUNDAKHUSUS 215 216 KUNINGKA: MOV R0, #2 217 MOV R1, #2 218 JB P0.1, MERAHKA 219 MOV P0, #00000010B 220 LCALL TUNDAKHUSUS 221 BMERAHKA: MOV P0, #0 222 SETB P2.7 223 MOV R1, #0 ;TAMBAHAN 224 LCALL TUNDAKHUSUS 225 ;MOV R4, #0 226 JNB P3.0, SUDAHMERAH 227 JNB P3.1, SUDAHMERAH 228 MOV 20H, #0 229 SUDAHMERAH: RET 230;***************************************************** 231 232;************************************************************* 233 SIRINE: MOV A, 22H 234 CJNE A, #0, UTARA1a 235 MOV A, 23H 236 CJNE A, #0, UTARA1a 237 MOV A, 24H 238 CJNE A, #0, UTARA1a 239 CJNE R5, #0, TIMUR1aa ; KA = R5 240 UTARA1a: JNB P3.0, TIMUR1a 241 LJMP UTARA1 242 TIMUR1aa: MOV 21H, #0 243 TIMUR1a: JNB P3.2, SELATAN1a 244 LJMP TIMUR1

245 SELATAN1a: JNB P3.4, BARAT1a 246 LJMP SELATAN1 247 BARAT1a: JNB P3.6, TIDAKADA 248 LJMP BARAT1 249 TIDAKADA: MOV A, 20H 250 CJNE A, #0, PENGECEKANINFORMASI1 251 RET 252 253 UTARA1: JB P3.1, PINDAH1 254 LJMP PENGECEKANINFORMASIKHUSUS 255 PINDAH1: MOV A, 20H 256 CJNE A, #0, SUDAHADA1 257 MOV 20H, #1 258 MOV 21H, #1 259 MOV 27H, #3 260 SUDAHADA1: MOV A, 21H 261 CJNE A, #1, BELUMLEWAT1 262 JNB P2.7, HIJAU1b 263 CJNE R1, #1, MERAH1b 264 MOV P0, 25H 265 CALL TUNDAKHUSUS ; TUNDA LL KUNING 266 MERAH1b: MOV P0, #0 267 SETB P2.7 ; F0H 268 SETB P2.6 269 SETB P2.5 270 SETB P2.4 271 CALL TUNDAKHUSUS ; TUNDA LL MERAH 272 CLR P2.7 273 HIJAU1b: SETB P0.0 274 MOV A, 34H 275 CJNE A, #1, LANGKAHI2 276 MOV 25H, #00000010B 277 MOV 34H, #0 278 MOV 35H, #1 279 LANGKAHI2: MOV 32H, #3 280 AJMP PENGECEKANINFORMASIKHUSUS 281 282 BELUMLEWAT1: MOV A, P3 283 CJNE A, #0, BELUMLEWAT1 284 MOV 20H, #0 285 MOV 21H, #0 286 MOV 22H, #0 287 MOV 23H, #0 288 MOV 24H, #0 289 MOV R0, 27H 290 MOV 31H, 30H 291 MOV A, 32H 292 CJNE A, 31H, SUDAHHIJAU1 293 DEC 31H 294 SUDAHHIJAU1: CJNE R1, #0, TIDAKMERAH1 295 DEC R0 296 AJMP LAMPU 297 298 TIDAKMERAH1: MOV R2, #1 299 MOV R4, #0 300 MOV R1, #1 301 MOV P3, #0 302 AJMP CEKSIMPANG 303;************************************************************* 304 TIMUR1: JB P3.3, PINDAH2 305 LJMP PENGECEKANINFORMASIKHUSUS

306 PINDAH2: MOV A, 20H 307 CJNE A, #0, SUDAHADA2 308 MOV 20H, #1 309 MOV 22H, #1 310 MOV 27H, #2 311 SUDAHADA2: MOV A, 22H 312 CJNE A, #1, BELUMLEWAT2 313 JNB P2.6, HIJAU2b 314 CJNE R1, #1, MERAH2b 315 MOV P0, 25H 316 CALL TUNDAKHUSUS 317 MERAH2b: MOV P0, #0 318 SETB P2.7 ; F0H 319 SETB P2.6 320 SETB P2.5 321 SETB P2.4 322 CALL TUNDAKHUSUS 323 CLR P2.6 324 HIJAU2b: SETB P0.2 325 MOV 32H, #2 326 AJMP PENGECEKANINFORMASIKHUSUS 327 328 BELUMLEWAT2: MOV A, P3 329 CJNE A, #0, BELUMLEWAT2 330 MOV 20H, #0 331 MOV 21H, #0 332 MOV 22H, #0 333 MOV 23H, #0 334 MOV 24H, #0 335 MOV R0, 27H 336 MOV A, 35H 337 CJNE A, #1, LANGKAHI3 338 MOV 30H, #2 339 LANGKAHI3: MOV 31H, 30H 340 MOV A, 32H 341 CJNE A, 31H, SUDAHHIJAU2 342 DEC 31H 343 SUDAHHIJAU2: CJNE R1, #0, TIDAKMERAH2 345 DEC R0 346 AJMP LAMPU 347 348 TIDAKMERAH2: MOV R2, #1 349 MOV R4, #0 350 MOV R1, #1 351 MOV P3, #0 352 AJMP CEKSIMPANG 353;************************************************************* 354 SELATAN1: JB P3.5, PINDAH3 355 LJMP PENGECEKANINFORMASIKHUSUS 356 PINDAH3: MOV A, 20H 357 CJNE A, #0, SUDAHADA3 358 MOV 20H, #1 359 MOV 23H, #1 360 MOV 27H, #1 361 SUDAHADA3: MOV A, 23H 362 CJNE A, #1, BELUMLEWAT3 363 JNB P2.5, HIJAU3b 364 CJNE R1, #1, MERAH3b 365 MOV P0, 25H 366 CALL TUNDAKHUSUS 367 MERAH3b: MOV P0, #0

368 SETB P2.7 ; F0H 369 SETB P2.6 370 SETB P2.5 371 SETB P2.4 372 CALL TUNDAKHUSUS 373 CLR P2.5 374 HIJAU3b: SETB P0.4 375 MOV 32H, #1 376 AJMP PENGECEKANINFORMASIKHUSUS 377 378 BELUMLEWAT3: MOV A, P3 379 CJNE A, #0, BELUMLEWAT3 380 MOV 20H, #0 381 MOV 21H, #0 382 MOV 22H, #0 383 MOV 23H, #0 384 MOV 24H, #0 385 MOV R0, 27H 386 MOV A, 35H 387 CJNE A, #1, LANGKAHI4 388 MOV 30H, #2 389 LANGKAHI4: MOV 31H, 30H 390 MOV A, 32H 391 CJNE A, 31H, SUDAHHIJAU3 392 DEC 31H 393 SUDAHHIJAU3: CJNE R1, #0, TIDAKMERAH3 394 DEC R0 395 AJMP LAMPU 396 397 TIDAKMERAH3: MOV R2, #1 398 MOV R4, #0 399 MOV R1, #1 400 MOV P3, #0 401 AJMP CEKSIMPANG 402;******************************************************* 403 BARAT1: JB P3.7, PINDAH4 404 LJMP PENGECEKANINFORMASIKHUSUS 405 PINDAH4: MOV A, 20H 406 CJNE A, #0, SUDAHADA4 407 MOV 20H, #1 408 MOV 24H, #1 409 MOV 27H, #0 410 SUDAHADA4: MOV A, 24H 411 CJNE A, #1, BELUMLEWAT4 412 JNB P2.4, HIJAU4b 413 CJNE R1, #1, MERAH4b 414 MOV P0, 25H 415 CALL TUNDAKHUSUS 416 MERAH4b: MOV P0, #0 417 SETB P2.7 ; F0H 418 SETB P2.6 419 SETB P2.5 420 SETB P2.4 421 CALL TUNDAKHUSUS 422 CLR P2.4 423 HIJAU4b: SETB P0.6 424 MOV 32H, #0 425 AJMP PENGECEKANINFORMASIKHUSUS 426 427 BELUMLEWAT4: MOV A, P3 428 CJNE A, #0, BELUMLEWAT4

429 MOV 20H, #0 430 MOV 21H, #0 431 MOV 22H, #0 432 MOV 23H, #0 433 MOV 24H, #0 434 MOV R0, 27H 435 MOV A, 35H 436 CJNE A, #1, LANGKAHI5 437 MOV 30H, #2 438 LANGKAHI5: MOV 31H, 30H 439 MOV A, 32H 440 CJNE A, 31H, SUDAHHIJAU4 441 DEC 31H 442 SUDAHHIJAU4: CJNE R1, #0, TIDAKMERAH4 443 DEC R0 444 AJMP LAMPU 445 446 TIDAKMERAH4: MOV R2, #1 447 MOV R4, #0 448 MOV R1, #1 449 MOV P3, #0 450 AJMP CEKSIMPANG 451;******************************************************* 452;************************************************************* 453 DETEK1: MOV R6, #0 454 MOV R7, #0 455 CLR P1.4 ; selektor 00 456 CLR P1.5 457 JNB P1.0, SENSOR2a ; SENSOR1 458 INC R6 459 460 SENSOR2a: SETB P1.5 ; SELEKTOR 01 461 JNB P1.0, SENSOR3a ; SENSOR2 462 INC R6 463 464 SENSOR3a: SETB P1.4 465 CLR P1.5 466 JNB P1.0, SENSOR4a ; SENSOR3 467 INC 6 468 469 SENSOR4a: SETB P1.5 470 JNB P1.0, LANJUT ; SENSOR4 471 INC R6 472 AJMP LANJUT 473 474 DETEK2: MOV R6, #0 475 CLR P1.4 ; selektor 00 476 CLR P1.5 477 JNB P1.1, SENSOR2b ; SENSOR1 478 INC R6 479 480 SENSOR2b: SETB P1.5 ; SELEKTOR 01 481 JNB P1.1, SENSOR3b ; SENSOR2 482 INC R6 483 484 SENSOR3b: SETB P1.4 485 CLR P1.5 486 JNB P1.1, SENSOR4b ; SENSOR3 487 INC 6 488 489 SENSOR4b: SETB P1.5

490 JNB P1.1, LANJUT ; SENSOR4 491 INC R6 492 AJMP LANJUT 493 494 DETEK3: MOV R6, #0 495 CLR P1.4 ; selektor 00 496 CLR P1.5 497 JNB P1.2, SENSOR2c ; SENSOR1 498 INC R6 499 500 SENSOR2c: SETB P1.5 ; SELEKTOR 01 501 JNB P1.2, SENSOR3c ; SENSOR2 502 INC R6 503 504 SENSOR3c: SETB P1.4 505 CLR P1.5 506 JNB P1.2, SENSOR4c ; SENSOR3 507 INC 6 508 509 SENSOR4c: SETB P1.5 510 JNB P1.c, LANJUT ; SENSOR4 511 INC R6 512 AJMP LANJUT 513 514 DETEK4: MOV R6, #0 515 CLR P1.4 ; selektor 00 516 CLR P1.5 517 JNB P1.3, SENSOR2d ; SENSOR1 518 INC R6 519 SENSOR2d: SETB P1.5 ; SELEKTOR 01 520 JNB P1.3, SENSOR3d ; SENSOR2 521 INC R6 522 SENSOR3d: SETB P1.4 523 CLR P1.5 524 JNB P1.3, SENSOR4d ; SENSOR3 525 INC 6 526 SENSOR4d: SETB P1.5 527 JNB P1.3, LANJUT ; SENSOR4 528 INC R6 529 LANJUT: CJNE R6, #1, TAMBAH2 530 MOV R4, #5 531 MOV R7, #1 532 RET 533 TAMBAH2: CJNE R6, #2, TAMBAH3 534 MOV R4, #10 535 MOV R7, #1 536 RET 537 TAMBAH3: CJNE R6, #3, TAMBAH4 538 MOV R4, #15 539 MOV R7, #1 540 RET 541 TAMBAH4: CJNE R6, #4, SLESAI 542 MOV R4, #20 543 MOV R7, #1 544 SLESAI: RET 545;***********************************************************

1;**************** PROGRAM 2 ******************************** 2 RATUSAN EQU 20 ;20 X 50000 ud = 1 DETIK 3 CACAH EQU -50000 4 ORG 0H 5 MOV TMOD, #01H 6 MOV P0, #0 7 MOV P1, #0 8 MOV P2, #0 9 MOV P3, #0 10 SETB P1.7 ; HIDUPKAN LL INDIKATOR 11 12 ADAKERETA1: JNB P1.0, ADAKERETA2 ; CEK KERETA DI SENSOR 1 13 LCALL KERETADATANG1 14 15 ADAKERETA3: LCALL TUNDA1 16 JNB P1.1, ADAKERETA3 ; CEK KERETA DI SENSOR 2 17 18 BLMLEWAT1: LCALL TUNDA1 19 JB P1.1, BLMLEWAT1 ; CEK KERETA DI SENSOR 2 20 LCALL KERETALEWAT1 21 LEWAT1: SJMP ADAKERETA1 22 23 ADAKERETA2: JNB P1.1, ADAKERETA1 ; CEK KERETA DI SENSOR 2 24 LCALL KERETADATANG2 25 26 ADAKERETA4: LCALL TUNDA1 27 JNB P1.0, ADAKERETA4 ; CEK KERETA DI SENSOR 2 28 29 BELUMLEWAT2: LCALL TUNDA1 30 JB P1.0, BELUMLEWAT2 ; CEK KERETA DI SENSOR 2 31 LCALL KERETALEWAT2 32 LEWAT2: SJMP ADAKERETA1 33 34 KERETADATANG1: SETB P1.6 ; HIDUPKAN ALARM KERETA DATANG 35 SETB P0.1 35 CEKKENDARAAN1: JB P1.2, CEKKENDARAAN1 36 JB P1.3, CEKKENDARAAN1 ; CEK KENDARAAN DI SENSOR 2 37 CLR P1.2 38 CLR P1.3 39 CALL TUNDA 40 SETB P1.4 ; TURUNKAN PALANG 1 41 CLR P1.5 ; TURUNKAN PALANG 2 42 CALL TUNDA 43 CLR P1.4 44 LJMP ADAKERETA3 45 KERETALEWAT1: CLR P1.6 ; MATIKAN ALARM KERETA SUDAH LEWAT 46 CLR P0.1 ; KIRIM DATA KE UNIT KENDALI UTAMA 47 CALL TUNDA 48 CLR P1.4 ; BUKA PALANG1 49 SETB P1.5 ; BUKA PALANG2 50 CALL TUNDA 51 52 CLR P1.4 53 CLR P1.5

54 CLR P1.0 55 CLR P1.1 56 CLR P1.2 57 CLR P1.3 58 LJMP LEWAT1 59 60 KERETADATANG2: SETB P1.6 ; HIDUPKAN ALARM KERETA DATANG 61 SETB P0.1 ; KIRIM DATA KE UNIT KENDALI UTAMA 62 CEKKENDARAAN2: JB P1.2, CEKKENDARAAN2 63 JB P1.3, CEKKENDARAAN2 ; CEK KENDARAAN DI SENSOR 2 64 CLR P1.2 65 CLR P1.3 66 CALL TUNDA 67 SETB P1.4 ; TURUNKAN PALANG 1 68 CLR P1.5 ; TURUNKAN PALANG 2 69 CALL TUNDA 70 CLR P1.4 71 LJMP ADAKERETA4 72 73 74 KERETALEWAT2: CLR P1.6 ; MATIKAN ALARM KERETA SUDAH LEWAT 75 CLR P0.1 ; KIRIM DATA KE UNIT KENDALI UTAMA 76 CALL TUNDA 77 CLR P1.4 ; BUKA PALANG1 78 SETB P1.5 ; BUKA PALANG2 79 CALL TUNDA 80 81 CLR P1.4 82 CLR P1.5 83 CLR P1.0 84 CLR P1.1 85 CLR P1.2 86 CLR P1.3 87 LJMP LEWAT2 88;********************************************************

8-bit Microcontroller with 4K Bytes In-System Programmable Flash

AT89S51

Rev. 2487A–10/01

Features• Compatible with MCS-51® Products• 4K Bytes of In-System Programmable (ISP) Flash Memory

– Endurance: 1000 Write/Erase Cycles• 4.0V to 5.5V Operating Range• Fully Static Operation: 0 Hz to 33 MHz• Three-level Program Memory Lock• 128 x 8-bit Internal RAM• 32 Programmable I/O Lines• Two 16-bit Timer/Counters• Six Interrupt Sources• Full Duplex UART Serial Channel• Low-power Idle and Power-down Modes• Interrupt Recovery from Power-down Mode• Watchdog Timer• Dual Data Pointer• Power-off Flag• Fast Programming Time• Flexible ISP Programming (Byte and Page Mode)

DescriptionThe AT89S51 is a low-power, high-performance CMOS 8-bit microcontroller with 4Kbytes of in-system programmable Flash memory. The device is manufactured usingAtmel’s high-density nonvolatile memory technology and is compatible with the indus-try-standard 80C51 instruction set and pinout. The on-chip Flash allows the programmemory to be reprogrammed in-system or by a conventional nonvolatile memory pro-grammer. By combining a versatile 8-bit CPU with in-system programmable Flash on amonolithic chip, the Atmel AT89S51 is a powerful microcontroller which provides ahighly-flexible and cost-effective solution to many embedded control applications.

The AT89S51 provides the following standard features: 4K bytes of Flash, 128 bytes ofRAM, 32 I/O lines, Watchdog timer, two data pointers, two 16-bit timer/counters, a five-vector two-level interrupt architecture, a full duplex serial port, on-chip oscillator, andclock circuitry. In addition, the AT89S51 is designed with static logic for operationdown to zero frequency and supports two software selectable power saving modes.The Idle Mode stops the CPU while allowing the RAM, timer/counters, serial port, andinterrupt system to continue functioning. The Power-down mode saves the RAM con-tents but freezes the oscillator, disabling all other chip functions until the next externalinterrupt or hardware reset.

1

Pin ConfigurationsPDIP

TQFP

1234567891011121314151617181920

4039383736353433323130292827262524232221

P1.0 P1.1P1.2P1.3P1.4

(MOSI) P1.5(MISO) P1.6(SCK) P1.7

RST(RXD) P3.0(TXD) P3.1(INT0) P3.2(INT1) P3.3

(T0) P3.4(T1) P3.5

(WR) P3.6(RD) P3.7

XTAL2XTAL1

GND

VCCP0.0 (AD0)P0.1 (AD1)P0.2 (AD2)P0.3 (AD3)P0.4 (AD4)P0.5 (AD5)P0.6 (AD6)P0.7 (AD7)EA/VPPALE/PROGPSENP2.7 (A15)P2.6 (A14)P2.5 (A13)P2.4 (A12)P2.3 (A11)P2.2 (A10)P2.1 (A9)P2.0 (A8)

1234567891011

3332313029282726252423

44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22


RST(RXD) P3.0

NC(TXD) P3.1(INT0) P3.2(INT1) P3.3

(T0) P3.4(T1) P3.5

P0.4 (AD4)P0.5 (AD5)P0.6 (AD6)P0.7 (AD7)EA/VPPNCALE/PROGPSENP2.7 (A15)P2.6 (A14)P2.5 (A13)

P1.

4P

1.3

P1.

2P

1.1

P1.

0 N

CV

CC

P0.

0 (A

D0)

P0.

1 (A

D1)

P0.

2 (A

D2)

P0.

3 (A

D3)

(WR

) P

3.6

(RD

) P

3.7

XT

AL2

XT

AL1

GN

DG

ND

(A8)

P2.

0(A

9) P

2.1

(A10

) P

2.2

(A11

) P

2.3

(A12

) P

2.4

2 AT89S51

PLCC

7891011121314151617

3938373635343332313029


RST(RXD) P3.0

NC(TXD) P3.1(INT0) P3.2(INT1) P3.3

(T0) P3.4(T1) P3.5

P0.4 (AD4)P0.5 (AD5)P0.6 (AD6)P0.7 (AD7)EA/VPPNCALE/PROGPSENP2.7 (A15)P2.6 (A14)P2.5 (A13)

6 5 4 3 2 1 44 43 42 41 40

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

(WR

) P

3.6

(RD

) P

3.7

XT

AL2

XT

AL1

GN

DN

C(A

8) P

2.0

(A9)

P2.

1(A

10)

P2.

2(A

11)

P2.

3(A

12)

P2.

4

P1.

4 P

1.3

P1.

2P

1.1

P1.

0 N

CV

CC

P0.

0 (A

D0)

P0.

1 (A

D1)

P0.

2 (A

D2)

P0.

3 (A

D3)

2487A–10/01

AT89S51

Block Diagram

PORT 2 DRIVERS

PORT 2LATCH

P2.0 - P2.7

FLASHPORT 0LATCHRAM

PROGRAMADDRESSREGISTER

BUFFER

PCINCREMENTER

PROGRAMCOUNTER

DUAL DPTRINSTRUCTIONREGISTER

BREGISTER

INTERRUPT, SERIAL PORT,AND TIMER BLOCKS

STACKPOINTERACC

TMP2 TMP1

ALU

PSW

TIMINGAND

CONTROL

PORT 1 DRIVERS

P1.0 - P1.7

PORT 3LATCH

PORT 3 DRIVERS

P3.0 - P3.7

OSC

GND

VCC

PSEN

ALE/PROG

EA / VPP

RST

RAM ADDR.

REGISTER

PORT 0 DRIVERS

P0.0 - P0.7

PORT 1LATCH

WATCHDOG

ISPPORT

PROGRAM

LOGIC

32487A–10/01

Pin Description

VCC Supply voltage.

GND Ground.

Port 0 Port 0 is an 8-bit open drain bidirectional I/O port. As an output port, each pin can sink eightTTL inputs. When 1s are written to port 0 pins, the pins can be used as high-impedanceinputs.

Port 0 can also be configured to be the multiplexed low-order address/data bus duringaccesses to external program and data memory. In this mode, P0 has internal pull-ups.

Port 0 also receives the code bytes during Flash programming and outputs the code bytesduring program verification. External pull-ups are required during program verification.

Port 1 Port 1 is an 8-bit bidirectional I/O port with internal pull-ups. The Port 1 output buffers cansink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 1 pins, they are pulled high by theinternal pull-ups and can be used as inputs. As inputs, Port 1 pins that are externally beingpulled low will source current (IIL) because of the internal pull-ups.

Port 1 also receives the low-order address bytes during Flash programming and verification.

Port 2 Port 2 is an 8-bit bidirectional I/O port with internal pull-ups. The Port 2 output buffers cansink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 2 pins, they are pulled high by theinternal pull-ups and can be used as inputs. As inputs, Port 2 pins that are externally beingpulled low will source current (IIL) because of the internal pull-ups.

Port 2 emits the high-order address byte during fetches from external program memory andduring accesses to external data memory that use 16-bit addresses (MOVX @ DPTR). In thisapplication, Port 2 uses strong internal pull-ups when emitting 1s. During accesses to externaldata memory that use 8-bit addresses (MOVX @ RI), Port 2 emits the contents of the P2 Spe-cial Function Register.

Port 2 also receives the high-order address bits and some control signals during Flash pro-gramming and verification.

Port 3 Port 3 is an 8-bit bidirectional I/O port with internal pull-ups. The Port 3 output buffers cansink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 3 pins, they are pulled high by theinternal pull-ups and can be used as inputs. As inputs, Port 3 pins that are externally beingpulled low will source current (IIL) because of the pull-ups.

Port 3 receives some control signals for Flash programming and verification.

Port 3 also serves the functions of various special features of the AT89S51, as shown in thefollowing table.

Port Pin Alternate Functions

P1.5 MOSI (used for In-System Programming)

P1.6 MISO (used for In-System Programming)

P1.7 SCK (used for In-System Programming)

4 AT89S512487A–10/01

AT89S51

RST Reset input. A high on this pin for two machine cycles while the oscillator is running resets thedevice. This pin drives High for 98 oscillator periods after the Watchdog times out. The DIS-RTO bit in SFR AUXR (address 8EH) can be used to disable this feature. In the default stateof bit DISRTO, the RESET HIGH out feature is enabled.

ALE/PROG Address Latch Enable (ALE) is an output pulse for latching the low byte of the address duringaccesses to external memory. This pin is also the program pulse input (PROG) during Flashprogramming.

In normal operation, ALE is emitted at a constant rate of 1/6 the oscillator frequency and maybe used for external timing or clocking purposes. Note, however, that one ALE pulse isskipped during each access to external data memory.

If desired, ALE operation can be disabled by setting bit 0 of SFR location 8EH. With the bit set,ALE is active only during a MOVX or MOVC instruction. Otherwise, the pin is weakly pulledhigh. Setting the ALE-disable bit has no effect if the microcontroller is in external executionmode.

PSEN Program Store Enable (PSEN) is the read strobe to external program memory.

When the AT89S51 is executing code from external program memory, PSEN is activatedtwice each machine cycle, except that two PSEN activations are skipped during each accessto external data memory.

EA/VPP External Access Enable. EA must be strapped to GND in order to enable the device to fetchcode from external program memory locations starting at 0000H up to FFFFH. Note, however,that if lock bit 1 is programmed, EA will be internally latched on reset.

EA should be strapped to VCC for internal program executions.

This pin also receives the 12-volt programming enable voltage (VPP) during Flashprogramming.

XTAL1 Input to the inverting oscillator amplifier and input to the internal clock operating circuit.

XTAL2 Output from the inverting oscillator amplifier

Port Pin Alternate Functions

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 0 external input)

P3.5 T1 (timer 1 external input)

P3.6 WR (external data memory write strobe)

P3.7 RD (external data memory read strobe)

52487A–10/01

Special Function Registers

A map of the on-chip memory area called the Special Function Register (SFR) space is shownin Table 1.

Note that not all of the addresses are occupied, and unoccupied addresses may not be imple-mented on the chip. Read accesses to these addresses will in general return random data,and write accesses will have an indeterminate effect.

Table 1. AT89S51 SFR Map and Reset Values

0F8H 0FFH

0F0HB

000000000F7H

0E8H 0EFH

0E0HACC

000000000E7H

0D8H 0DFH

0D0HPSW

000000000D7H

0C8H 0CFH

0C0H 0C7H

0B8HIP

XX0000000BFH

0B0HP3

111111110B7H

0A8HIE

0X0000000AFH

0A0HP2

11111111AUXR1

XXXXXXX0WDTRST

XXXXXXXX0A7H

98HSCON

00000000SBUF

XXXXXXXX9FH

90HP1

1111111197H

88HTCON

00000000TMOD

00000000TL0

00000000TL1

00000000TH0

00000000TH1

00000000AUXR

XXX00XX08FH

80HP0

11111111SP

00000111DP0L

00000000DP0H

00000000DP1L

00000000DP1H

00000000PCON

0XXX000087H

6 AT89S512487A–10/01

AT89S51

User software should not write 1s to these unlisted locations, since they may be used in futureproducts to invoke new features. In that case, the reset or inactive values of the new bits willalways be 0.

Interrupt Registers: The individual interrupt enable bits are in the IE register. Two prioritiescan be set for each of the five interrupt sources in the IP register.

Dual Data Pointer Registers: To facilitate accessing both internal and external data memory,two banks of 16-bit Data Pointer Registers are provided: DP0 at SFR address locations 82H-83H and DP1 at 84H-85H. Bit DPS = 0 in SFR AUXR1 selects DP0 and DPS = 1 selects DP1.The user should always initialize the DPS bit to the appropriate value before accessing therespective Data Pointer Register.

Table 2. AUXR: Auxiliary Register

AUXR Address = 8EH Reset Value = XXX00XX0B

Not Bit Addressable

– – – WDIDLE DISRTO – – DISALE

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

– Reserved for future expansion

DISALE Disable/Enable ALE

DISALEOperating Mode

0 ALE is emitted at a constant rate of 1/6 the oscillator frequency

1 ALE is active only during a MOVX or MOVC instruction

DISRTO Disable/Enable Reset out

DISRTO

0 Reset pin is driven High after WDT times out

1 Reset pin is input only

WDIDLE Disable/Enable WDT in IDLE mode

WDIDLE

0 WDT continues to count in IDLE mode

1 WDT halts counting in IDLE mode

72487A–10/01

Power Off Flag: The Power Off Flag (POF) is located at bit 4 (PCON.4) in the PCON SFR.POF is set to “1” during power up. It can be set and rest under software control and is notaffected by reset.

Memory Organization

MCS-51 devices have a separate address space for Program and Data Memory. Up to 64Kbytes each of external Program and Data Memory can be addressed.

Program Memory If the EA pin is connected to GND, all program fetches are directed to external memory.

On the AT89S51, if EA is connected to VCC, program fetches to addresses 0000H throughFFFH are directed to internal memory and fetches to addresses 1000H through FFFFH aredirected to external memory.

Data Memory The AT89S51 implements 128 bytes of on-chip RAM. The 128 bytes are accessible via directand indirect addressing modes. Stack operations are examples of indirect addressing, so the128 bytes of data RAM are available as stack space.

Watchdog Timer (One-time Enabled with Reset-out)

The WDT is intended as a recovery method in situations where the CPU may be subjected tosoftware upsets. The WDT consists of a 14-bit counter and the Watchdog Timer Reset(WDTRST) SFR. The WDT is defaulted to disable from exiting reset. To enable the WDT, auser must write 01EH and 0E1H in sequence to the WDTRST register (SFR location 0A6H).When the WDT is enabled, it will increment every machine cycle while the oscillator is running.The WDT timeout period is dependent on the external clock frequency. There is no way to dis-able the WDT except through reset (either hardware reset or WDT overflow reset). WhenWDT overflows, it will drive an output RESET HIGH pulse at the RST pin.

Using the WDT To enable the WDT, a user must write 01EH and 0E1H in sequence to the WDTRST register(SFR location 0A6H). When the WDT is enabled, the user needs to service it by writing 01EHand 0E1H to WDTRST to avoid a WDT overflow. The 14-bit counter overflows when it reaches16383 (3FFFH), and this will reset the device. When the WDT is enabled, it will incrementevery machine cycle while the oscillator is running. This means the user must reset the WDTat least every 16383 machine cycles. To reset the WDT the user must write 01EH and 0E1Hto WDTRST. WDTRST is a write-only register. The WDT counter cannot be read or written.When WDT overflows, it will generate an output RESET pulse at the RST pin. The RESETpulse duration is 98xTOSC, where TOSC=1/FOSC. To make the best use of the WDT, it

Table 3. AUXR1: Auxiliary Register 1

AUXR1Address = A2H

Reset Value = XXXXXXX0B

Not Bit Addressable

– – – – – – – DPS

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

– Reserved for future expansion

DPS Data Pointer Register Select

DPS

0 Selects DPTR Registers DP0L, DP0H

1 Selects DPTR Registers DP1L, DP1H

8 AT89S512487A–10/01

AT89S51

should be serviced in those sections of code that will periodically be executed within the timerequired to prevent a WDT reset.

WDT During Power-down and Idle

In Power-down mode the oscillator stops, which means the WDT also stops. While in Power-down mode, the user does not need to service the WDT. There are two methods of exitingPower-down mode: by a hardware reset or via a level-activated external interrupt, which isenabled prior to entering Power-down mode. When Power-down is exited with hardware reset,servicing the WDT should occur as it normally does whenever the AT89S51 is reset. ExitingPower-down with an interrupt is significantly different. The interrupt is held low long enough forthe oscillator to stabilize. When the interrupt is brought high, the interrupt is serviced. To pre-vent the WDT from resetting the device while the interrupt pin is held low, the WDT is notstarted until the interrupt is pulled high. It is suggested that the WDT be reset during the inter-rupt service for the interrupt used to exit Power-down mode.

To ensure that the WDT does not overflow within a few states of exiting Power-down, it is bestto reset the WDT just before entering Power-down mode.

Before going into the IDLE mode, the WDIDLE bit in SFR AUXR is used to determine whetherthe WDT continues to count if enabled. The WDT keeps counting during IDLE (WDIDLE bit =0) as the default state. To prevent the WDT from resetting the AT89S51 while in IDLE mode,the user should always set up a timer that will periodically exit IDLE, service the WDT, andreenter IDLE mode.

With WDIDLE bit enabled, the WDT will stop to count in IDLE mode and resumes the countupon exit from IDLE.

UART The UART in the AT89S51 operates the same way as the UART in the AT89C51. For furtherinformation on the UART operation, refer to the ATMEL Web site (http://www.atmel.com).From the home page, select ‘Products’, then ‘8051-Architecture Flash Microcontroller’, then‘Product Overview’.

Timer 0 and 1 Timer 0 and Timer 1 in the AT89S51 operate the same way as Timer 0 and Timer 1 in theAT89C51. For further information on the timers’ operation, refer to the ATMEL Web site(http://www.atmel.com). From the home page, select ‘Products’, then ‘8051-Architecture FlashMicrocontroller’, then ‘Product Overview’.

Interrupts The AT89S51 has a total of five interrupt vectors: two external interrupts (INT0 and INT1), twotimer interrupts (Timers 0 and 1), and the serial port interrupt. These interrupts are all shown inFigure 1.

Each of these interrupt sources can be individually enabled or disabled by setting or clearing abit in Special Function Register IE. IE also contains a global disable bit, EA, which disables allinterrupts at once.

Note that Table 4 shows that bit position IE.6 is unimplemented. In the AT89S51, bit positionIE.5 is also unimplemented. User software should not write 1s to these bit positions, since theymay be used in future AT89 products.

The Timer 0 and Timer 1 flags, TF0 and TF1, are set at S5P2 of the cycle in which the timersoverflow. The values are then polled by the circuitry in the next cycle

92487A–10/01

.

Figure 1. Interrupt Sources

Table 4. Interrupt Enable (IE) Register

(MSB) (LSB)

EA – – ES ET1 EX1 ET0 EX0

Enable Bit = 1 enables the interrupt.

Enable Bit = 0 disables the interrupt.

Symbol Position Function

EA IE.7 Disables all interrupts. If EA = 0, no interrupt is acknowledged. If EA = 1, each interrupt source is individually enabled or disabled by setting or clearing its enable bit.

– IE.6 Reserved

– IE.5 Reserved

ES IE.4 Serial Port interrupt enable bit

ET1 IE.3 Timer 1 interrupt enable bit

EX1 IE.2 External interrupt 1 enable bit

ET0 IE.1 Timer 0 interrupt enable bit

EX0 IE.0 External interrupt 0 enable bit

User software should never write 1s to reserved bits, because they may be used in future AT89 products.

IE1

IE0

1

1

0

0

TF1

TF0

INT1

INT0

TIRI

10 AT89S512487A–10/01

AT89S51

11

Oscillator Characteristics

XTAL1 and XTAL2 are the input and output, respectively, of an inverting amplifier that can beconfigured for use as an on-chip oscillator, as shown in Figure 2. Either a quartz crystal orceramic resonator may be used. To drive the device from an external clock source, XTAL2should be left unconnected while XTAL1 is driven, as shown in Figure 3. There are no require-ments on the duty cycle of the external clock signal, since the input to the internal clockingcircuitry is through a divide-by-two flip-flop, but minimum and maximum voltage high and lowtime specifications must be observed.

Figure 2. Oscillator Connections

Note: C1, C2 = 30 pF ± 10 pF for Crystals = 40 pF ± 10 pF for Ceramic Resonators

Figure 3. External Clock Drive Configuration

Idle Mode In idle mode, the CPU puts itself to sleep while all the on-chip peripherals remain active. Themode is invoked by software. The content of the on-chip RAM and all the special functionregisters remain unchanged during this mode. The idle mode can be terminated by anyenabled interrupt or by a hardware reset.

Note that when idle mode is terminated by a hardware reset, the device normally resumes pro-gram execution from where it left off, up to two machine cycles before the internal resetalgorithm takes control. On-chip hardware inhibits access to internal RAM in this event, butaccess to the port pins is not inhibited. To eliminate the possibility of an unexpected write to aport pin when idle mode is terminated by a reset, the instruction following the one that invokesidle mode should not write to a port pin or to external memory.

Power-down Mode

In the Power-down mode, the oscillator is stopped, and the instruction that invokes Power-down is the last instruction executed. The on-chip RAM and Special Function Registers retaintheir values until the Power-down mode is terminated. Exit from Power-down mode can be ini-tiated either by a hardware reset or by activation of an enabled external interrupt into INT0 orINT1. Reset redefines the SFRs but does not change the on-chip RAM. The reset should notbe activated before VCC is restored to its normal operating level and must be held active longenough to allow the oscillator to restart and stabilize.

C2XTAL2

GND

XTAL1C1

XTAL2

XTAL1

GND

NC

EXTERNALOSCILLATOR

SIGNAL

2487A–10/01

Program Memory Lock Bits

The AT89S51 has three lock bits that can be left unprogrammed (U) or can be programmed(P) to obtain the additional features listed in the following table.

When lock bit 1 is programmed, the logic level at the EA pin is sampled and latched duringreset. If the device is powered up without a reset, the latch initializes to a random value andholds that value until reset is activated. The latched value of EA must agree with the currentlogic level at that pin in order for the device to function properly.

Programming the Flash – Parallel Mode

The AT89S51 is shipped with the on-chip Flash memory array ready to be programmed. Theprogramming interface needs a high-voltage (12-volt) program enable signal and is compati-ble with conventional third-party Flash or EPROM programmers.

The AT89S51 code memory array is programmed byte-by-byte.

Programming Algorithm: Before programming the AT89S51, the address, data, and controlsignals should be set up according to the Flash programming mode table and Figures 13 and14. To program the AT89S51, take the following steps:

1. Input the desired memory location on the address lines.

2. Input the appropriate data byte on the data lines.

3. Activate the correct combination of control signals.

4. Raise EA/VPP to 12V.

5. Pulse ALE/PROG once to program a byte in the Flash array or the lock bits. The byte-write cycle is self-timed and typically takes no more than 50 µs. Repeat steps 1 through 5, changing the address and data for the entire array or until the end of the object file is reached.

Data Polling: The AT89S51 features Data Polling to indicate the end of a byte write cycle.During a write cycle, an attempted read of the last byte written will result in the complement ofthe written data on P0.7. Once the write cycle has been completed, true data is valid on all out-puts, and the next cycle may begin. Data Polling may begin any time after a write cycle hasbeen initiated.

Table 5. Status of External Pins During Idle and Power-down Modes

Mode Program Memory ALE PSEN PORT0 PORT1 PORT2 PORT3

Idle Internal 1 1 Data Data Data Data

Idle External 1 1 Float Data Address Data

Power-down Internal 0 0 Data Data Data Data

Power-down External 0 0 Float Data Data Data

Table 6. Lock Bit Protection Modes

Program Lock Bits

LB1 LB2 LB3 Protection Type

1 U U U No program lock features

2 P U U MOVC instructions executed from external program memory are disabled from fetching code bytes from internal memory, EA is sampled and latched on reset, and further programming of the Flash memory is disabled

3 P P U Same as mode 2, but verify is also disabled

4 P P P Same as mode 3, but external execution is also disabled

12 AT89S512487A–10/01

AT89S51

Ready/Busy: The progress of byte programming can also be monitored by the RDY/BSY out-put signal. P3.0 is pulled low after ALE goes high during programming to indicate BUSY. P3.0is pulled high again when programming is done to indicate READY.

Program Verify: If lock bits LB1 and LB2 have not been programmed, the programmed codedata can be read back via the address and data lines for verification. The status of the individ-ual lock bits can be verified directly by reading them back.

Reading the Signature Bytes: The signature bytes are read by the same procedure as a nor-mal verification of locations 000H, 100H, and 200H, except that P3.6 and P3.7 must be pulledto a logic low. The values returned are as follows.

(000H) = 1EH indicates manufactured by Atmel(100H) = 51H indicates 89S51(200H) = 06H

Chip Erase: In the parallel programming mode, a chip erase operation is initiated by using theproper combination of control signals and by pulsing ALE/PROG low for a duration of 200 ns -500 ns.

In the serial programming mode, a chip erase operation is initiated by issuing the Chip Eraseinstruction. In this mode, chip erase is self-timed and takes about 500 ms.

During chip erase, a serial read from any address location will return 00H at the data output.

Programming the Flash – Serial Mode

The Code memory array can be programmed using the serial ISP interface while RST ispulled to VCC. The serial interface consists of pins SCK, MOSI (input) and MISO (output). AfterRST is set high, the Programming Enable instruction needs to be executed first before otheroperations can be executed. Before a reprogramming sequence can occur, a Chip Eraseoperation is required.

The Chip Erase operation turns the content of every memory location in the Code array intoFFH.

Either an external system clock can be supplied at pin XTAL1 or a crystal needs to be con-nected across pins XTAL1 and XTAL2. The maximum serial clock (SCK) frequency should beless than 1/16 of the crystal frequency. With a 33 MHz oscillator clock, the maximum SCK fre-quency is 2 MHz.

Serial Programming Algorithm

To program and verify the AT89S51 in the serial programming mode, the following sequenceis recommended:

1. Power-up sequence:

Apply power between VCC and GND pins.

Set RST pin to “H”.

If a crystal is not connected across pins XTAL1 and XTAL2, apply a 3 MHz to 33 MHzclock to XTAL1 pin and wait for at least 10 milliseconds.

2. Enable serial programming by sending the Programming Enable serial instruction to pin MOSI/P1.5. The frequency of the shift clock supplied at pin SCK/P1.7 needs to be less than the CPU clock at XTAL1 divided by 16.

3. The Code array is programmed one byte at a time in either the Byte or Page mode. The write cycle is self-timed and typically takes less than 0.5 ms at 5V.

4. Any memory location can be verified by using the Read instruction that returns the con-tent at the selected address at serial output MISO/P1.6.

5. At the end of a programming session, RST can be set low to commence normal device operation.

132487A–10/01

Power-off sequence (if needed):

Set XTAL1 to “L” (if a crystal is not used).

Set RST to “L”.

Turn VCC power off.

Data Polling: The Data Polling feature is also available in the serial mode. In this mode, dur-ing a write cycle an attempted read of the last byte written will result in the complement of theMSB of the serial output byte on MISO.

Serial Programming Instruction Set

The Instruction Set for Serial Programming follows a 4-byte protocol and is shown in Table 8on page 18.

Programming Interface – Parallel Mode

Every code byte in the Flash array can be programmed by using the appropriate combinationof control signals. The write operation cycle is self-timed and once initiated, will automaticallytime itself to completion.

All major programming vendors offer worldwide support for the Atmel microcontroller series.Please contact your local programming vendor for the appropriate software revision.

Notes: 1. Each PROG pulse is 200 ns - 500 ns for Chip Erase.2. Each PROG pulse is 200 ns - 500 ns for Write Code Data.3. Each PROG pulse is 200 ns - 500 ns for Write Lock Bits.4. RDY/BSY signal is output on P3.0 during programming.5. X = don’t care.

Table 7. Flash Programming Modes

Mode VCC RST PSEN

ALE/

PROG

EA/

VPP P2.6 P2.7 P3.3 P3.6 P3.7

P0.7-0

Data

P2.3-0 P1.7-0

Address

Write Code Data 5V H L(2)

12V L H H H H DIN A11-8 A7-0

Read Code Data 5V H L H H L L L H H DOUT A11-8 A7-0

Write Lock Bit 1 5V H L(3)

12V H H H H H X X X


12V H H H L L X X X


12V H L H H L X X X

Read Lock Bits

1, 2, 35V H L H H H H L H L

P0.2,P0.3,P0.4

X X

Chip Erase 5V H L(1)

12V H L H L L X X X

Read Atmel ID 5V H L H H L L L L L 1EH 0000 00H

Read Device ID 5V H L H H L L L L L 51H 0001 00H

Read Device ID 5V H L H H L L L L L 06H 0010 00H

14 AT89S512487A–10/01

AT89S51

Figure 4. Programming the Flash Memory (Parallel Mode)

Figure 5. Verifying the Flash Memory (Parallel Mode)

P1.0-P1.7

P2.6

P3.6

P2.0 - P2.3

A0 - A7ADDR.

0000H/FFFH

SEE FLASHPROGRAMMINGMODES TABLE

3-33 MHz

P0

V

P2.7

PGMDATA

PROG

V /VIH PP

VIH

ALE

P3.7

XTAL2 EA

RST

PSEN

XTAL1

GND

VCC

AT89S51

P3.3

P3.0RDY/BSY

A8 - A11

CC

P1.0-P1.7

P2.6

P3.6

P2.0 - P2.3

A0 - A7ADDR.

0000H/FFFH

SEE FLASHPROGRAMMINGMODES TABLE

3-33 MHz

P0

P2.7

PGM DATA(USE 10KPULLUPS)

VIH

VIH

ALE

P3.7

XTAL2 EA

RST

PSEN

XTAL1

GND

VCC

AT89S51

P3.3

A8 - A11

VCC

152487A–10/01

Figure 6. Flash Programming and Verification Waveforms – Parallel Mode

Flash Programming and Verification Characteristics (Parallel Mode)TA = 20°C to 30°C, VCC = 4.5 to 5.5V

Symbol Parameter Min Max Units

VPP Programming Supply Voltage 11.5 12.5 V

IPP Programming Supply Current 10 mA

ICC VCC Supply Current 30 mA

1/tCLCL Oscillator Frequency 3 33 MHz

tAVGL Address Setup to PROG Low 48tCLCL

tGHAX Address Hold After PROG 48tCLCL

tDVGL Data Setup to PROG Low 48tCLCL

tGHDX Data Hold After PROG 48tCLCL

tEHSH P2.7 (ENABLE) High to VPP 48tCLCL

tSHGL VPP Setup to PROG Low 10 µs

tGHSL VPP Hold After PROG 10 µs

tGLGH PROG Width 0.2 1 µs

tAVQV Address to Data Valid 48tCLCL

tELQV ENABLE Low to Data Valid 48tCLCL

tEHQZ Data Float After ENABLE 0 48tCLCL

tGHBL PROG High to BUSY Low 1.0 µs

tWC Byte Write Cycle Time 50 µs

tGLGHtGHSL

tAVGL

tSHGL

tDVGLtGHAX

tAVQV

tGHDX

tEHSH tELQV

tWC

BUSY READY

tGHBL

tEHQZ

P1.0 - P1.7P2.0 - P2.3

ALE/PROG

PORT 0

LOGIC 1LOGIC 0EA/VPP

VPP

P2.7(ENABLE)

P3.0(RDY/BSY)

PROGRAMMINGADDRESS

VERIFICATIONADDRESS

DATA IN DATA OUT

16 AT89S512487A–10/01

AT89S51

Figure 7. Flash Memory Serial Downloading

Flash Programming and Verification Waveforms – Serial Mode

Figure 8. Serial Programming Waveforms

P1.7/SCK

DATA OUTPUT

INSTRUCTIONINPUT

CLOCK IN

3-33 MHz

P1.5/MOSI

VIH

XTAL2

RSTXTAL1

GND

VCC

AT89S51

P1.6/MISO

VCC

7 6 5 4 3 2 1 0

172487A–10/01

Notes: 1. The signature bytes are not readable in Lock Bit Modes 3 and 4.2. B1 = 0, B2 = 0 → Mode 1, no lock protection

B1 = 0, B2 = 1 → Mode 2, lock bit 1 activatedB1 = 1, B2 = 0 → Mode 3, lock bit 2 activatedB1 = 1, B1 = 1 → Mode 4, lock bit 3 activated

After Reset signal is high, SCK should be low for at least 64 system clocks before it goes high to clock in the enable databytes. No pulsing of Reset signal is necessary. SCK should be no faster than 1/16 of the system clock at XTAL1.

For Page Read/Write, the data always starts from byte 0 to 255. After the command byte and upper address byte arelatched, each byte thereafter is treated as data until all 256 bytes are shifted in/out. Then the next instruction will be ready tobe decoded.

Table 8. Serial Programming Instruction Set

Instruction

Instruction Format

OperationByte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

Programming Enable 1010 1100 0101 0011 xxxx xxxx xxxx xxxx0110 1001 (Output)

Enable Serial Programming while RST is high

Chip Erase 1010 1100 100x xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx Chip Erase Flash memory array

Read Program Memory(Byte Mode)

0010 0000 xxxx Read data from Program memory in the byte mode

Write Program Memory(Byte Mode)

0100 0000 xxxx Write data to Program memory in the byte mode

Write Lock Bits(2) 1010 1100 1110 00 xxxx xxxx xxxx xxxx Write Lock bits. See Note (2).

Read Lock Bits 0010 0100 xxxx xxxx xxxx xxxx xx xx Read back current status of the lock bits (a programmed lock bit reads back as a “1”)

Read Signature Bytes(1) 0010 1000 xxx xxx xxxx Signature Byte Read Signature Byte

Read Program Memory(Page Mode)

0011 0000 xxxx Byte 0 Byte 1... Byte 255

Read data from Program memory in the Page Mode (256 bytes)

Write Program Memory(Page Mode)

0101 0000 xxxx Byte 0 Byte 1... Byte 255

Write data to Program memory in the Page Mode (256 bytes)

Each of the lock bits needs to be activated sequentially before Mode 4 can be executed.

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

A7

A6

A5

A4

A3

A2 A1

A0

A11

A10 A

9A

8B

2B

1

A11

A10 A

9A

8

A7

A6

A5

A4

A3

A2 A1

A0

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

LB3

LB2

LB1

A5

A4

A3

A2

A1

A11

A10 A

9A

8

A11

A10 A

9A

8

A0

18 AT89S512487A–10/01

AT89S51

192487A–10/01

Serial Programming Characteristics

Figure 9. Serial Programming Timing

MOSI

MISO

SCK

tOVSH

tSHSL

tSLSHtSHOX

tSLIV

Table 9. Serial Programming Characteristics, TA = -40° C to 85° C, VCC = 4.0 - 5.5V (Unless Otherwise Noted)

Symbol Parameter Min Typ Max Units


tCLCL Oscillator Period 30 ns

tSHSL SCK Pulse Width High 8 tCLCL ns

tSLSH SCK Pulse Width Low 8 tCLCL ns

tOVSH MOSI Setup to SCK High tCLCL ns

tSHOX MOSI Hold after SCK High 2 tCLCL ns

tSLIV SCK Low to MISO Valid 10 16 32 ns

tERASE Chip Erase Instruction Cycle Time 500 ms

tSWC Serial Byte Write Cycle Time 64 tCLCL + 400 µs

Notes: 1. Under steady state (non-transient) conditions, IOL must be externally limited as follows:Maximum IOL per port pin: 10 mAMaximum IOL per 8-bit port:Port 0: 26 mA Ports 1, 2, 3: 15 mAMaximum total IOL for all output pins: 71 mAIf IOL exceeds the test condition, VOL may exceed the related specification. Pins are not guaranteed to sink current greaterthan the listed test conditions.

2. Minimum VCC for Power-down is 2V.

Absolute Maximum Ratings*Operating Temperature.................................. -55°C to +125°C *NOTICE: Stresses beyond those listed under “Absolute

Maximum Ratings” may cause permanent dam-age to the device. This is a stress rating only and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of this specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

Storage Temperature ..................................... -65°C to +150°C

Voltage on Any Pinwith Respect to Ground .....................................-1.0V to +7.0V

Maximum Operating Voltage ............................................ 6.6V

DC Output Current...................................................... 15.0 mA

DC CharacteristicsThe values shown in this table are valid for TA = -40°C to 85°C and VCC = 4.0V to 5.5V, unless otherwise noted.

Symbol Parameter Condition Min Max Units

VIL Input Low Voltage (Except EA) -0.5 0.2 VCC-0.1 V

VIL1 Input Low Voltage (EA) -0.5 0.2 VCC-0.3 V

VIH Input High Voltage (Except XTAL1, RST) 0.2 VCC+0.9 VCC+0.5 V

VIH1 Input High Voltage (XTAL1, RST) 0.7 VCC VCC+0.5 V

VOL

Output Low Voltage(1) (Ports 1,2,3) IOL = 1.6 mA

0.45 V

VOL1

Output Low Voltage(1)

(Port 0, ALE, PSEN) IOL = 3.2 mA0.45 V

VOH

Output High Voltage(Ports 1,2,3, ALE, PSEN)

IOH = -60 µA, VCC = 5V ± 10% 2.4 V

IOH = -25 µA 0.75 VCC V

IOH = -10 µA 0.9 VCC V

VOH1

Output High Voltage(Port 0 in External Bus Mode)

IOH = -800 µA, VCC = 5V ± 10% 2.4 V

IOH = -300 µA 0.75 VCC V

IOH = -80 µA 0.9 VCC V

IIL

Logical 0 Input Current (Ports 1,2,3) VIN = 0.45V

-50 µA

ITL

Logical 1 to 0 Transition Current (Ports 1,2,3) VIN = 2V, VCC = 5V ± 10%

-650 µA

ILI

Input Leakage Current (Port 0, EA) 0.45 < VIN < VCC

±10 µA

RRST Reset Pulldown Resistor 50 300 KΩ

CIO Pin Capacitance Test Freq. = 1 MHz, TA = 25°C 10 pF

ICC

Power Supply Current

Active Mode, 12 MHz 25 mA

Idle Mode, 12 MHz 6.5 mA

Power-down Mode(2) VCC = 5.5V 50 µA

20 AT89S512487A–10/01

AT89S51

AC Characteristics Under operating conditions, load capacitance for Port 0, ALE/PROG, and PSEN = 100 pF; load capacitance for all otheroutputs = 80 pF.

External Program and Data Memory Characteristics

Symbol Parameter

12 MHz Oscillator Variable Oscillator

UnitsMin Max Min Max


tLHLL ALE Pulse Width 127 2tCLCL-40 ns

tAVLL Address Valid to ALE Low 43 tCLCL-25 ns

tLLAX Address Hold After ALE Low 48 tCLCL-25 ns

tLLIV ALE Low to Valid Instruction In 233 4tCLCL-65 ns

tLLPL ALE Low to PSEN Low 43 tCLCL-25 ns

tPLPH PSEN Pulse Width 205 3tCLCL-45 ns

tPLIV PSEN Low to Valid Instruction In 145 3tCLCL-60 ns

tPXIX Input Instruction Hold After PSEN 0 0 ns

tPXIZ Input Instruction Float After PSEN 59 tCLCL-25 ns

tPXAV PSEN to Address Valid 75 tCLCL-8 ns

tAVIV Address to Valid Instruction In 312 5tCLCL-80 ns

tPLAZ PSEN Low to Address Float 10 10 ns

tRLRH RD Pulse Width 400 6tCLCL-100 ns

tWLWH WR Pulse Width 400 6tCLCL-100 ns

tRLDV RD Low to Valid Data In 252 5tCLCL-90 ns

tRHDX Data Hold After RD 0 0 ns

tRHDZ Data Float After RD 97 2tCLCL-28 ns

tLLDV ALE Low to Valid Data In 517 8tCLCL-150 ns

tAVDV Address to Valid Data In 585 9tCLCL-165 ns

tLLWL ALE Low to RD or WR Low 200 300 3tCLCL-50 3tCLCL+50 ns

tAVWL Address to RD or WR Low 203 4tCLCL-75 ns

tQVWX Data Valid to WR Transition 23 tCLCL-30 ns

tQVWH Data Valid to WR High 433 7tCLCL-130 ns

tWHQX Data Hold After WR 33 tCLCL-25 ns

tRLAZ RD Low to Address Float 0 0 ns

tWHLH RD or WR High to ALE High 43 123 tCLCL-25 tCLCL+25 ns

212487A–10/01

External Program Memory Read Cycle

External Data Memory Read Cycle

tLHLL

tLLIV

tPLIV

tLLAXtPXIZ

tPLPH

tPLAZtPXAV

tAVLL tLLPL

tAVIV

tPXIX

ALE

PSEN

PORT 0

PORT 2 A8 - A15

A0 - A7 A0 - A7

A8 - A15

INSTR IN

tLHLL

tLLDV

tLLWL

tLLAX

tWHLH

tAVLL

tRLRH

tAVDV

tAVWL

tRLAZ tRHDX

tRLDV tRHDZ

A0 - A7 FROM RI OR DPL

ALE

PSEN

RD

PORT 0

PORT 2 P2.0 - P2.7 OR A8 - A15 FROM DPH

A0 - A7 FROM PCL

A8 - A15 FROM PCH

DATA IN INSTR IN

22 AT89S512487A–10/01

AT89S51

External Data Memory Write Cycle

External Clock Drive Waveforms

tLHLL

tLLWL

tLLAX

tWHLH

tAVLL

tWLWH

tAVWL

tQVWXtQVWH

tWHQX

A0 - A7 FROM RI OR DPL

ALE

PSEN

WR

PORT 0

PORT 2 P2.0 - P2.7 OR A8 - A15 FROM DPH

A0 - A7 FROM PCL

A8 - A15 FROM PCH

DATA OUT INSTR IN

tCHCX

tCHCX

tCLCX

tCLCL

tCHCLtCLCHV - 0.5VCC

0.45V0.2 V - 0.1VCC

0.7 VCC

External Clock DriveSymbol Parameter Min Max Units


tCLCL Clock Period 30 ns

tCHCX High Time 12 ns

tCLCX Low Time 12 ns

tCLCH Rise Time 5 ns

tCHCL Fall Time 5 ns

232487A–10/01

Shift Register Mode Timing Waveforms

AC Testing Input/Output Waveforms(1)

Note: 1. AC Inputs during testing are driven at VCC - 0.5V for a logic 1 and 0.45V for a logic 0. Timing measurements are made at VIHmin. for a logic 1 and VIL max. for a logic 0.

Float Waveforms(1)

Note: 1. For timing purposes, a port pin is no longer floating when a 100 mV change from load voltage occurs. A port pin begins tofloat when a 100 mV change from the loaded VOH/VOL level occurs.

Serial Port Timing: Shift Register Mode Test ConditionsThe values in this table are valid for VCC = 4.0V to 5.5V and Load Capacitance = 80 pF.

Symbol Parameter

12 MHz Osc Variable Oscillator

UnitsMin Max Min Max

tXLXL Serial Port Clock Cycle Time 1.0 12tCLCL µs

tQVXH Output Data Setup to Clock Rising Edge 700 10tCLCL-133 ns

tXHQX Output Data Hold After Clock Rising Edge 50 2tCLCL-80 ns

tXHDX Input Data Hold After Clock Rising Edge 0 0 ns

tXHDV Clock Rising Edge to Input Data Valid 700 10tCLCL-133 ns

tXHDV

tQVXH

tXLXL

tXHDX

tXHQX

ALE

INPUT DATA

CLEAR RI

OUTPUT DATA

WRITE TO SBUF

INSTRUCTION

CLOCK

0

0

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

SET TI

SET RI

8

VALID VALIDVALID VALIDVALID VALIDVALID VALID

0.45V

TEST POINTS

V - 0.5VCC 0.2 V + 0.9VCC

0.2 V - 0.1VCC

VLOAD+ 0.1V

Timing ReferencePoints

V

LOAD- 0.1V

LOAD

V VOL+ 0.1V

VOL- 0.1V

24 AT89S512487A–10/01

AT89S51

Ordering InformationSpeed(MHz)

PowerSupply Ordering Code Package Operation Range

24 4.0V to 5.5V AT89S51-24ACAT89S51-24JC

AT89S51-24PC

44A44J

40P6

Commercial(0° C to 70° C)

AT89S51-24AIAT89S51-24JIAT89S51-24PI

44A44J40P6

Industrial(-40° C to 85° C)

33 4.5V to 5.5V AT89S51-33AC

AT89S51-33JCAT89S51-33PC

44A

44J40P6

Commercial

(0° C to 70° C)

= Preliminary Availability

Package Type

44A 44-lead, Thin Plastic Gull Wing Quad Flatpack (TQFP)

44J 44-lead, Plastic J-leaded Chip Carrier (PLCC)

40P6 40-pin, 0.600" Wide, Plastic Dual Inline Package (PDIP)

252487A–10/01

Packaging Information

*Controlling dimension: millimeters

1.20(0.047) MAX

10.10(0.394)9.90(0.386)

SQ

12.21(0.478)11.75(0.458)

SQ

0.75(0.030)0.45(0.018)

0.15(0.006)0.05(0.002)

0.20(.008)0.09(.003)

07

0.80(0.031) BSC

PIN 1 ID

0.45(0.018)0.30(0.012)

26 AT89S51

.045(1.14) X 45° PIN NO. 1IDENTIFY

.045(1.14) X 30° - 45° .012(.305).008(.203)

.021(.533)

.013(.330)

.630(16.0)

.590(15.0)

.043(1.09)

.020(.508)

.120(3.05)

.090(2.29).180(4.57).165(4.19)

.500(12.7) REF SQ

.032(.813)

.026(.660)

.050(1.27) TYP

.022(.559) X 45° MAX (3X)

.656(16.7)

.650(16.5)

.695(17.7)

.685(17.4)SQ

SQ

2.07(52.6)2.04(51.8) PIN

1

.566(14.4)

.530(13.5)

.090(2.29)MAX

.005(.127)MIN

.065(1.65)

.015(.381)

.022(.559)

.014(.356).065(1.65).041(1.04)

015

REF

.690(17.5)

.610(15.5)

.630(16.0)

.590(15.0)

.012(.305)

.008(.203)

.110(2.79)

.090(2.29)

.161(4.09)

.125(3.18)

SEATINGPLANE

.220(5.59)MAX

1.900(48.26) REF

JEDEC STANDARD MS-011 AC

44A, 44-lead, Thin (1.0 mm) Plastic Gull Wing Quad Flat Package (TQFP)Dimensions in Millimeters and (Inches)*

44J, 44-lead, Plastic J-leaded Chip Carrier (PLCC)Dimensions in Inches and (Millimeters)

40P6, 40-pin, 0.600" Wide, Plastic Dual Inline Package (PDIP)Dimensions in Inches and (Millimeters)

2487A–10/01

© Atmel Corporation 2001.Atmel Corporation makes no warranty for the use of its products, other than those expressly contained in the Company’s standard warrantywhich is detailed in Atmel’s Terms and Conditions located on the Company’s web site. The Company assumes no responsibility for any errorswhich may appear in this document, reserves the right to change devices or specifications detailed herein at any time without notice, and doesnot make any commitment to update the information contained herein. No licenses to patents or other intellectual property of Atmel are grantedby the Company in connection with the sale of Atmel products, expressly or by implication. Atmel’s products are not authorized for use as criticalcomponents in life support devices or systems.

Atmel Headquarters Atmel Product Operations

Corporate Headquarters2325 Orchard ParkwaySan Jose, CA 95131TEL (408) 441-0311FAX (408) 487-2600

EuropeAtmel SarLRoute des Arsenaux 41Casa Postale 80CH-1705 FribourgSwitzerlandTEL (41) 26-426-5555FAX (41) 26-426-5500

AsiaAtmel Asia, Ltd.Room 1219Chinachem Golden Plaza77 Mody Road TsimhatsuiEast KowloonHong KongTEL (852) 2721-9778FAX (852) 2722-1369

JapanAtmel Japan K.K.9F, Tonetsu Shinkawa Bldg.1-24-8 ShinkawaChuo-ku, Tokyo 104-0033JapanTEL (81) 3-3523-3551FAX (81) 3-3523-7581

Atmel Colorado Springs1150 E. Cheyenne Mtn. Blvd.Colorado Springs, CO 80906TEL (719) 576-3300FAX (719) 540-1759

Atmel GrenobleAvenue de RochepleineBP 12338521 Saint-Egreve Cedex, FranceTEL (33) 4-7658-3000FAX (33) 4-7658-3480

Atmel HeilbronnTheresienstrasse 2POB 3535D-74025 Heilbronn, GermanyTEL (49) 71 31 67 25 94FAX (49) 71 31 67 24 23

Atmel NantesLa ChantrerieBP 7060244306 Nantes Cedex 3, FranceTEL (33) 0 2 40 18 18 18FAX (33) 0 2 40 18 19 60

Atmel RoussetZone Industrielle13106 Rousset Cedex, FranceTEL (33) 4-4253-6000FAX (33) 4-4253-6001

Atmel Smart Card ICsScottish Enterprise Technology ParkEast Kilbride, Scotland G75 0QRTEL (44) 1355-357-000FAX (44) 1355-242-743

[email protected]

Web Sitehttp://www.atmel.com

Printed on recycled paper.

ATMEL® is the registered trademark of Atmel.

MCS-51® is the registered trademark of Intel Corporation. Terms and product names in this document may betrademarks of others.

2487A–10/01/xM

PENGENDALI UTAMA PADA SISTEM PRIORITAS LAMPU LALU …

Documents

Transcript of PENGENDALI UTAMA PADA SISTEM PRIORITAS LAMPU LALU …