Makalah MikroKontroller

Tugas Makalah :

Mikroprosesor dan Mikrokontroler

Disusun Oleh :

MUSA

211 03 016

AKADEMI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER GLOBAL KENDARI

2013

PENDAHULUAN

Puji dan syukur kita hadiratkan kepada ALLAH SWT, karena hanya dengan ridho-Nya  lah kita dapat belajar dan menyelesaikan laporan ini. Dan tak pula Shalawat serta salam kepada Rasulullah SAW.

1.1  Latar Belakang

Latar belakang disusunnya makalah ini adalah untuk  membahas tentang Mikrokontroler Makalah ini disusun berdasarkan pelajaran yang telah kami terima dan peraktikan. Disini penyusun ingin memberikan hasil pembelajaran kami tentang Mikroprosesor dan Mikrokontroler untuk merangkum dan menyimpulkan hasil pembelajaran.

1.2  Tujuan

Tujuan penyusunan ini adalah untuk mencari tahu, menjelaskan, mempresentasikan, melaporkan, meringkas dan saling membagi ilmu untuk memperluas jendela pengetahuan kita semua tentang Mikroprosesor dan Mikrokontroler. Selain itu penyusun juga bertujuan agar laporan ini berguna tidak hanya bagi kami tim penyusun, akan tetapi bermanfaat bagi teman semua yang akan membaca laporan tugas makalah ini.

Teori Singkat

1.      Dasar -Dasar Mikroprosesor

Mikroprosesor adalah suatu rangkaian digital yang terpadu yang memiliki dimensi ukuran sangat kecil. Mikroprosesor merupakan komponen sentral pada system mikrokomputer. Sistem mikroprosesor terbagi menjadi dua bagian perangkat, perangkat keras dan perangkat lunak.

Gambar. Konfigurasi sistem mikroprosesor

2.      Sistem Mikroprosesor terdiri dari :

1.    Clock, yang befungsi mengirimakan pulsa ke CPU.

2.    MP, mikroprosesor atau disebut sebagai CPU(central processing unit).

3.    Memori, dibagi menjadi dua : 

1)      ROM (read only memory) berfungsi untuk menyimpan instruksi (perintah program) dasar yang disediakan di dalam sebuah mikroprosesor.

Jenis-jenis ROM :

a)      PROM (programmable ROM) yaitu memory yang sekali tulis saja tidak dapat dihapus.

b)      EPROM (erasable PROM) yaitu memory yang dapat dihapus dengan sinar UV, dapat ditulis ulang dan data permanen.

c)       EEPROM (electric EPROM), yaitu memory yang dapat dihapus dengan elektrik dan dapat ditulis ulang.

2)      RAM (random access memory) berfungsi untuk menyimpan pemrosesan sementara.

4.    I/O (input/output system), untuk pemrosesan data kedalam/keluar system.

3.      Jenis Bus pada mikroprosesor :

1.      Bus Address : berisi signal alamat dengan satu arah yaitu dari CPU keluar. Dengan 16 bit, 32 bit, 64 bit. Dari A₀ – A₁₅.

2.      Bus Data : berisi signal data dengan dua arah yaitu keluar dan kedalam CPU. Dengan 8 bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit. Dari D₀ – D₇.

3.      Bus Control : berisi signal control yaitu reset, read, write dan interrupt

I/O

Ada dua jenis komunikasi data I/O :

1. I/O paralel : pengiriman data secara bersama-sama

2. I/O serial : pengiriman data bit per bit

Cara kerja komunikasi data parallel/serial memiliki dua jenis aturan pengiriman yaitu :

1. Sinkron

2. a-Sinkron

Komunikasi Data Paralel:

1. Komunikasi Paralel Sinkron yaitu komunikasi data secara langsung tanpa protocol, dipakai untuk alat yang memiliki kecepatan sama dan berjarak pendek.

2.  Komunikasi Paralel A-Sinkron yaitu komunikasi data dengan aturan HAND-SHAKING menggunakan signal pemberitahuan. Yaitu Pengirim : memberitahukan dengan signal strobe (stb) bahwa data akan dikirim. Dan Penerima : memberitahukan dengan signal ack bahwa data telah diterima dan siap menerima data berikutnya

Komunikasi Data Serial:

1.      Serial Sinkron, yaitu data dikirim secara serial dengan menggunak signal guide (pemandu) berupa clock dengan tujuan supaya ada keseragaman kecepatan kirim dan terima data. Dengan aturan PISO ke SIPO.

2.      Serial A-Sinkron, data dikirim secara serial dengan menggunakan protocol serial. Yaitu : 1 bit start, 8 bit data, 1 bit priority(pengechekan) dan 1 atau 2 bit stop.

Interrupt:

Adalah layanan yang diberikan oleh system berdasarkan prioritas atau disebut juga dengan menggunakan sela. Pengaturan system akan berdasarkan prioritas mana yang lebih penting.

Ada dua jenis interrupt :

1.      NMI : non maskable interrupt, yaitu interrupt yang tidak bisa dihalangi (prioritas tertinggi).

2.       MI : maskable interrupt, yaitu interrupt yang dapat dihalangi/diatur berdasarkan prioritas

B.  Dasar -Dasar Mikrokontroler

1. Munculnya Mikrokontroler

Dengan  berkembangnya teknologi mikroprosesor 8 bit dan 16 bit, seiring dengan itu muncul pula kebutuhan agar perangkat elektronika dapat dikemas sekecil mungkin.  Seperti Atari, Nintendo, Sega, dan peralatan hiburan serta peralatan rumah tangga seperti AC dan Audio/Video.

Untuk mendukung hal tersebut,  tidak dapat dilakukan oleh mikroprosesor standar.  Hal ini dikarenakan mikroprosesor membutuhkan komponen eksternal tambahan seperti Memori, pengolah analog ke digital dan perangkat komunikasi serial misalnya.  Oleh karena itu dikembangkanlah chip yang di dalam kemasan tersebut sudah terdapat mikroprosesor, I/O Pendukung, Memori, bahkan ADC yang dikenal dengan istilah mikrokontroler.

Mikrokontroler dapat disebut sebagai “one chip solution” karena terdiri dari :

CPU (central processing unit)

CPU ialah bagian yang paling penting dari suatu mikroprosesor, ia melakukan pemrosesan data.

RAM (Random Access Memory)

RAM digunakan Untuk menimpan data sementara

EPROM/PROM/ROM (Erasable Programmable Read Only Memory)

ROM digunakan untuk menyimpan program yang bersifat permanent

I/O (input/output) - serial and parallel

            Unit ini berfungsi agar mikrokontroler dapat berkomunikasi dalam format serial atau paralel, sehingga dapat berkomunikasi dengan mudah dengan PC dan devais standar digital  lainnya.

Timers

            Timer berguna untuk mengatur pwaktuan  pada system berbasis mikrokontroler, misal untuk delay atau pencacah.

interrupt controller

2. Jenis-Jenis Mikrokontroler

AMCC

Hingga Mei 2004, mikrokontroler ini masih dikembangkan dan dipasarkan oleh IBM, hingga kemudian keluarga 4xx dijual ke Applied Micro Circuits Corporation.

* 403 PowerPC CPU (PPC 403GCX)

* 405 PowerPC CPU (PPC 405EP, PPC 405GP/CR, PPC 405GPr, PPC NPe405H/L)

* 440 PowerPC Book-E CPU (PPC 440GP, PPC 440GX, PPC 440EP/EPx/GRx, PPC 440SP/SPe)

ATMEL

* Atmel AT91 series (ARM THUMB architecture)

* AT90, Tiny & Mega series – AVR (Atmel Norway design)

* Atmel AT89 series (Intel 8051/MCS51 architecture)

* MARC4

Cypress MicroSystems

* CY8C2xxxx (PSoC)

Freescale Semiconductor

Hingga 2004, mikrokontroler ini dikembangkan dan dipasarkan oleh Motorola, yang divisi semikonduktornya dilepas untuk mempermudah pengembangan Freescale Semiconductor.

* 8-bit (68HC05 (CPU05), 68HC08 (CPU08), 68HC11 (CPU11))

* 16-bit (68HC12 (CPU12), 68HC16 (CPU16), Freescale DSP56800 (DSPcontroller))

* 32-bit (Freescale 683XX (CPU32), MPC500, MPC 860 (PowerQUICC), MPC 8240/8250 (PowerQUICC II), MPC 8540/8555/8560 (PowerQUICC III))

Fujitsu

* F²MC Family (8/16 bit)

* FR Family (32 bit)

* FR-V Family (32 bit RISC)

Holtek

* HT8

Intel

* 8-bit (8XC42, MCS48, MCS51, 8061, 8xC251)

* 16-bit (80186/88, MCS96, MXS296, 32-bit, 386EX, i960)

Microchip

* Low End, Mikrokontroler PIC 12-bit

* Mid Range, Mikrokontroler PIC 14-bit

(PIC16F84, PIC16F877)

* 16-bit instruction PIC

* High End, Mikrokontroler PIC 16-bit

National Semiconductor

* COP8, CR16

NEC

* 17K, 75X, 78K, V850

Philips Semiconductors

* LPC2000, LPC900, LPC700

Renesas Tech. Corp.

(Renesas adalah perusahan patungan Hitachi dan Mitsubishi.)

* H8, SH, M16C, M32R

STMicroelectronics

* ST 62, ST 7

Texas Instruments

* TMS370, MSP430

Western Design Center

* 8-bit (W65C02-based µCs)

* 16-bit (W65816-based µCs)

Ubicom

* SX-28, SX-48, SX-54

o Seri Ubicom's SX series adalah jenis mikrokontroler 8 bit yang, tidak seperti biasanya, memiliki kecepatan tinggi, memiliki sumber daya memori yang besar, dan fleksibilitas tinggi. Beberapa pengguna menganjurkan mikrokontroller pemercepat PICs. Meskipun keragaman jenis mikrokontroler Ubicom's SX sebenarnya terbatas, kecepatan dan kelebihan sumber dayanya yang besar membuat programmer bisa membuat perangkat virtual lain yang dibutuhkan. Referensi bisa ditemukan di Parallax's Web site, sebagai penyalur utama.

* IP2022

o Ubicom's IP2022 adalah mikrokontroler 8 bit berkecepatan tinggi (120 MIPs). Fasilitasnya berupa: 64k FLASH code memory, 16k PRAM (fast code dan packet buffering), 4k data memory, 8-channel A/D, various timers, and on-chip support for Ethernet, USB, UART, SPI and GPSI interfaces.

Xilinx

* Microblaze softcore 32 bit microcontroller

* Picoblaze softcore 8 bit microcontroller

ZiLOG

* Z8

* Z86E02

C. Mikrokontroler  AT89S51/52:

1. Pendahuluan

Mikrokontroler 89S51/52 merupakan versi terbaru dibandingkan mikrokontroler AT89C51 yang telah banyak digunakan saat ini.  Mikrokontroler AT89S52 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 8KB Flash Programmable dan Erasable Read Only Memory (PEROM). Mikrokontroler berteknologi memori non volatile kerapatan tingi dari Atmel ini kompatibel dengan mikrokontroler standar industri MCS-51 baik pin kaki IC maupun set instruksinya serta harganya yang cukup murah.

2. Spesifikasi Penting AT89S52 :

• Kompatibel dengan keluarga mikrokontroler MCS51 sebelumnya
• 8 K Bytes  In system Programmable (ISP) flash memori dengan kemampuan 1000 kali baca/tulis
• tegangan kerja 4-5.0V
• Bekerja dengan rentang 0 – 33MHz
• 256x8 bit RAM internal
• 32 jalur I/0 dapat diprogram
• 3 buah 16 bit Timer/Counter
• 8 sumber interrupt
• saluran full dupleks serial UART
• watchdog timer
• dual data pointer
• Mode pemrograman ISP yang fleksibel (Byte dan Page Mode)

3. Skema Minimum AT89S91/92:

4. Contoh Layout PCB Minimum:

5. Contoh Pemrograman:

1. Program dengan menggunakan definisi, Menu dan tabel

$MOD52

;KELOMPOK 1 :   DWI,IBNU,IRFAN

                ORG       00H

;DEF

                S1            BIT          P3.0

                S2            BIT          P3.1

                S3            BIT          P3.2

                S4            BIT          P3.3

URUTAN                               EQU        20H

SIMPAN_DATA   EQU        21H

TABEL1:               

dB           10101010B            

                dB           01010101B            

                dB           00110101B            

                dB           01010100B                            

TABEL2:               

dB           10111010B

                dB           10010010B

                dB           01011101B

                dB           11100001B

TABEL3:               

dB           00110011B

                dB           11001100B

START:  MOV      P3,#11111111B

                MOV      P2,#11111111B

MENU:   JNB         S1,MENU1

                JNB         S2,MENU2

                JNB         S3,MENU3

                JNB         S4,MENU4

                JMP        menu

MENU1: JB            S1,MENU11

                JMP        MENU1

MENU11:               MOV      DPTR,#TABEL1

                MOV      SP,#50H

                MOV      A,#0

SCAN1:  MOV      URUTAN,A

                MOVC    A,@A+DPTR

                MOV      SIMPAN_DATA,A

                CALL      TAMPILKAN

                CALL      DELAY

                MOV      A,URUTAN

                INC         A

                CJNE      A,#4,SCAN1

                JNB         S4,STOP

                JMP        MENU11

               

MENU2: JB            S2,MENU22

                JMP        MENU2

MENU22:               MOV      DPTR,#TABEL2

                MOV      SP,#50H

                MOV      A,#0

SCAN2:  MOV      URUTAN,A

                MOVC    A,@A+DPTR

                MOV      SIMPAN_DATA,A

                CALL      TAMPILKAN

                CALL      DELAY

                MOV      A,URUTAN

                INC         A

                CJNE      A,#4,SCAN2

                JNB         S4,STOP

                JMP        MENU22

MENU3: JB            S3,MENU33

                JMP        MENU3

MENU33:               MOV      DPTR,#TABEL3

                MOV      SP,#50H

                MOV      A,#0

SCAN3:  MOV      URUTAN,A

                MOVC    A,@A+DPTR

                MOV      SIMPAN_DATA,A

                CALL      TAMPILKAN

                CALL      DELAY

                MOV      A,URUTAN

                INC         A

                CJNE      A,#2,SCAN3

                JNB         S4,STOP

                JMP        MENU33

MENU4: MOV      P2,#00001111B

                CALL      DELAY

                MOV      P2,#11110000B

                CALL      DELAY

                JNB         S4,STOP

                JMP        MENU4

STOP:     JB            S4,STOP1

                JMP        STOP

               

STOP1:   NOP

                MOV      P2,#0FFH

                JMP        MENU

TAMPILKAN:

                MOV      A,simpan_data

                MOV      p2,A

               

               

DELAY: MOV      R0,#0

DEL:       MOV      R1,#0

                DJNZ      R1,$

                DJNZ      R0,DEL

                RET

                END

6. cara download program ke ic mikrokontroler

1.      Siapkan Laptop dan USB   K-51 downloader. Install drivernya dulu kalau belum pernah

2.      Siapkan IC AT89S5 atau yang lain dan PCBnya jangan lupa

3.      Buat listing program seperti di atas menggunakan notepad dan simpan dengan namafile.ASM di dalam folder ASM51. Lalu assembling file.ASM itu pakai asm51.exe maka akan nambah dua file, yaitu file.lst untuk melihat ada yang salah atau tidak. Dan file.hex yang kita gunakan untuk di download ke IC

4.      Siapkan program IP Prog v. 1.3, jalankan program dengan cara :

1.    Check port USB di prt berapa dan tipe IC di Tab Menu Options > Setting Dan Device.

2.    Klik file > Load flash file, cari file.hex tadi

3.    Klik “read signature” untuk konek atau tidaknya IC

4.    Klik “chip erase” untuk delete program IC yang lama

5.    Klik “write flash” untuk download file, lalu klik “verify flash” untuk memastikan file.