7 BAB 2 TINJAUAN TEORITIS 2.1 Cahaya Matahari Spektrum sinar

7
BAB 2
TINJAUAN TEORITIS
2.1 Cahaya Matahari
Spektrum sinar matahari terdiri dari sinar tampak dan tidak tampak. Sinar tampak
meliputi: merah, oranye, kuning, hijau dan ungu (diketahui sebagai warna pelangi).
Sinar-sinar tidak tampak antara lain adalah: Sinar Ultraviolet, Sinar-X, Sinar Gamma,
Sinar Kosmik, Mikrowave, Gelombang listrik dan Sinar Inframerah.
Gambar 2.1 Klasifikasi Cahaya Matahari
Sinar Inframerah (infrared ray - FIR) juga merupakan sinar tidak tampak yang
berada pada spektrum warna merah, mendekati spektrum sinar tampak. Dapat
dikatakan bahwa 80% cahaya matahari adalah sinar inframerah karena lebarnya
jangkauan gelombang sinar ini (0,75-1000 micron) dengan panjang gelombang 800
Universitas Sumatera Utara
8
nm sampai 1200 nm. Sinar infra merah dikelompokkan dalam 3 zone : near infrared
ray (0,75-1,5 micron), middle infrared ray (1,5-4 micron) dan far infrared ray (FIR 41000 micron).
Tabel 2.1 Spesifikasi Sinar – Sinar yang Terdapat pada
Cahaya Matahari
2.2 Fotodioda sebagai sensor cahaya
2.2.1 Gambaran umum
Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang ada di sekitar kita. Sensor
yang terkenal untuk mendeteksi cahaya ialah fotodioda. Fotodioda merupakan piranti
semikonduktor dengan struktur p-n atau p-i-n untuk mendeteksi cahaya.
Gambar 2.2 Bentuk fisik fotodioda
Fotodioda biasanya digunakan untuk mendeteksi cahaya. Fotodioda adalah
piranti semikonduktor yang mengandung sambungan p-n, dan biasanya terdapat
lapisan intrinsik antara lapisan n dan p. Piranti yang memiliki lapisan intrinsik disebut
p-i-n atai PIN fotodioda. Cahaya diserap di daerah persambungan atau daerah intrinsik
Universitas Sumatera Utara
9
menimbulkan pasangan elektron-hole, kebanyakan pasangan tersebut menghasilkan
arus yang berasal dari cahaya.
2.2.2 Karakteristik bahan fotodioda
Fotodioda terdiri dari beberapa jenis berdasarkan bahan pembuatannya. Berikut ini
akan dijelaskan mengenai beberapa karakteristik dari bahan pembuatan dioda.
1. Silikon (Si) : arus lemah saat gelap, kecepatan tinggi, sensitivitas yang bagus
antara 400 nm sampai 1000 nm ( terbaik antara 800 sampai 900 nm).
2. Germanium (Ge): arus tinggi saat gelap, kecepatan lambat, sensitivitas baik
antara 600 nm sampai 1800 nm (terbaik 1400 sampai 1500 nm).
3. Indium Gallium Arsenida (InGaAs): mahal, arus kecil saat gelap, kecepatan
tinggi sensitivitas baik pada jarak 800 sampai 1700nm (terbaik antara 1300
sampai 1600nm).
2.2.3 Prinsip Kerja fotodioda
Fotodioda dapat dioperasikan dalam 2 mode yang berbeda:
1. Mode Fotovoltaik: seperti solar sel, penyerapan pada fotodioda menghasilkan
tegangan yang dapat diukur. Bagaimanapun, tegangan yang dihasilkan dari
tenaga cahaya ini sedikit tidak linier, dan range perubahannya sangat kecil.
2. Mode Fotokonduktivitas:
disini, fotodioda diaplikasikan sebagai tegangan
revers (tegangan balik) dari dioda (yaitu tegangan pada arah tersebut pada
dioda tidak akan menhantarkan tanpa terkena cahaya)
dan pengukuran
menghasilkan arus foto. ( hal ini juga bagus untuk mengaplikasikan tegangan
mendekati nol). Ketergantungan arus foto pada kekuatan cahaya dapat sangat
linier .
Gambar 2.3 Simbol Fotodioda
Universitas Sumatera Utara
10
2.3 Penguat Operasioal (Penguat operasional)
2.3.1 Gambaran umum
Penguat operasional (Op - Amp) adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi
beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial yang telah dijelaskan di atas.
Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki
penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional
memerlukan tegangan catu yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif (+V)
dan tegangan yang berharga negatif (-V) terhadap tanah (ground).
Operational Amplifier atau di singkat Op - Amp merupakan komponen analog
yang popular digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi
penguat operasional popular yang paling sering dibuat antara lain adalah rangkaian
inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada bagian ini akan dipaparkan
beberapa aplikasi penguat operasional yang paling dasar, dimana rangkaian feedback
(umpan balik) negatif memegang peranan penting. Secara umum, umpan balik positif
akan menghasilkan osilasi sedangkan umpan balik negatif menghasilkan penguatan
yang dapat terukur.
Penguat operasional pada dasarnya adalah differential amplifier (penguat
diferensial) yang memiliki dua masukan. Input (masukan) penguat operasional seperti
yang telah dimaklumi ada yang dinamakan input inverting dan non-inverting. Penguat
operasional ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak
terhingga besarnya.
Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian penguat
operasional berdasarkan karakteristik penguat operasional ideal. Aturan ini dalam
beberapa literatur dinamakan golden rule, yaitu :
Aturan 1 : Perbedaan tegangan antara input v+ dan v- adalah nol (v+-v- = 0 / v+ = v- )
Universitas Sumatera Utara
11
Aturan 2 : Arus pada input Penguat operasional adalah nol (i+ = i- = 0)
Inilah dua aturan penting penguat operasional ideal yang digunakan untuk
menganalisa rangkaian penguat operasional.
2.3.2 Karakteristik Ideal Penguat Operasional
Penguat operasional banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena beberapa
keunggulan yang dimilikinya, seperti penguatan yang tinggi, impedansi masukan yang
tinggi, impedansi keluaran yang rendah dan lain sebagainya. Berikut ini adalah
karakteristik dari Penguat operasional ideal:
1. Penguatan tegangan lingkar terbuka
Penguatan tegangan lingkar terbuka (open loop voltage gain) adalah penguatan
diferensial Penguat operasional pada kondisi dimana tidak terdapat umpan
balik (feedback). Secara ideal, penguatan tegangan lingkar terbuka adalah:
AVOL = Vo / Vid = − ∞
AVOL = Vo/(V1-V2) = − ∞
Tanda negatif menandakan bahwa tegangan keluaran VO berbeda fasa dengan
tegangan masukan Vid. Konsep tentang penguatan tegangan tak berhingga
tersebut sukar untuk divisualisasikan dan tidak mungkin untuk diwujudkan.
Suatu hal yang perlu untuk dimengerti adalah bahwa tegangan keluaran VO
jauh lebih besar daripada tegangan masukan Vid. Dalam kondisi praktis, harga
AVOL adalah antara 5000 (sekitar 74 dB) hingga 100000 (sekitar 100
dB).Tetapi dalam penerapannya tegangan keluaran VO tidak lebih dari
tegangan catu yang diberikan pada Penguat operasional. Karena itu Penguat
Universitas Sumatera Utara
12
operasional baik digunakan untuk menguatkan sinyal yang amplitudonya
sangat kecil.
2. Tegangan ofset keluaran
Tegangan ofset keluaran (output offset voltage) VOO adalah harga tegangan
keluaran dari Penguat operasional terhadap tanah (ground) pada kondisi
tegangan masukan Vid = 0. Secara ideal, harga VOO = 0 V. Penguat operasional
yang dapat memenuhi harga tersebut disebut sebagai Penguat operasional
dengan CMR (common mode rejection) ideal.
Tetapi dalam kondisi praktis, akibat adanya ketidakseimbangan dan
ketidakidentikan dalam penguat diferensial dalam Penguat operasional
tersebut, maka tegangan ofset VOO biasanya berharga sedikit di atas 0 V.
Apalagi apabila tidak digunakan umpan balik maka harga VOO akan menjadi
cukup besar untuk menimbulkan saturasi pada keluaran. Untuk mengatasi hal
ini, maka perlu diterapakan tegangan koreksi pada Penguat operasional. Hal ini
dilakukan agar pada saat tegangan masukan Vid = 0, tegangan keluaran VO
juga = 0.
3. Hambatan Masukan
Hambatan masukan (input resistance) Ri dari Penguat operasional adalah besar
hambatan di antara kedua masukan Penguat operasional. Secara ideal
hambatan masukan Penguat operasional adalah tak berhingga. Tetapi dalam
kondisi praktis, harga hambatan masukan Penguat operasional adalah antara 5
kΩ hingga 20 MΩ, tergantung pada tipe Penguat operasional.
Harga ini
Universitas Sumatera Utara
13
biasanya diukur pada kondisi Penguat operasional tanpa umpan balik. Apabila
suatu umpan balik negatif (negative feedback) diterapkan pada Penguat
operasional, maka hambatan masukan Penguat operasional akan meningkat.
Dalam suatu penguat, hambatan masukan yang besar adalah suatu hal
yang diharapkan. Semakin besar hambatan masukan suatu penguat, semakin
baik penguat tersebut dalam menguatkan sinyal yang amplitudonya sangat
kecil. Dengan hambatan masukan yang besar, maka sumber sinyal masukan
tidak terbebani terlalu besar.
4. Hambatan Keluaran
Hambatan Keluaran (output resistance) RO dari Penguat operasional adalah
besarnya hambatan dalam yang timbul pada saat Penguat operasional bekerja
sebagai pembangkit sinyal. Secara ideal harga hambatan keluaran RO Penguat
operasional adalah = 0. Apabila hal ini tercapai, maka seluruh tegangan
keluaran Penguat operasional akan timbul pada beban keluaran (RL), sehingga
dalam suatu penguat, hambatan keluaran yang kecil sangat diharapkan.
Dalam kondisi praktis harga hambatan keluaran Penguat operasional
adalah antara beberapa ohm hingga ratusan ohm pada kondisi tanpa umpan
balik. Dengan diterapkannya umpan balik, maka harga hambatan keluaran
akan menurun hingga mendekati kondisi ideal.
5. Lebar Pita
Lebar pita (band width) BW dari Penguat operasional adalah lebar frekuensi
tertentu dimana tegangan keluaran tidak jatuh lebih dari 0,707 dari harga
tegangan maksimum pada saat amplitudo tegangan masukan konstan. Secara
Universitas Sumatera Utara
14
ideal, Penguat operasional memiliki lebar pita yang tak terhingga. Tetapi
dalam penerapannya, hal ini jauh dari kenyataan.
Sebagian besar Penguat operasional serba guna memiliki lebar pita
hingga 1 MHz dan biasanya diterapkan pada sinyal dengan frekuensi beberapa
kiloHertz. Tetapi ada juga Penguat operasional yang khusus dirancang untuk
bekerja pada frekuensi beberapa MegaHertz. Penguat operasional jenis ini juga
harus didukung komponen eksternal yang dapat mengkompensasi frekuensi
tinggi agar dapat bekerja dengan baik.
6. Waktu Tanggapan
Waktu tanggapan (respon time) dari Penguat operasional adalah waktu yang
diperlukan oleh keluaran untuk berubah setelah masukan berubah. Secara ideal
harga waktu respon Penguat operasional adalah = 0 detik, yaitu keluaran harus
berubah langsung pada saat masukan berubah.Tetapi dalam prakteknya, waktu
tanggapan dari Penguat operasional memang cepat tetapi tidak langsung
berubah sesuai masukan. Waktu tanggapan Penguat operasional umumnya
adalah beberapa mikro detik hal ini disebut juga slew rate. Perubahan keluaran
yang hanya beberapa mikrodetik setelah perubahan masukan tersebut
umumnya disertai dengan oveshoot yaitu lonjakan yang melebihi kondisi
steady state. Tetapi pada penerapan biasa, hal ini dapat diabaikan.
7. Karakteristik Terhadap Suhu
Sebagai mana diketahui, suatu bahan semikonduktor yang akan berubah
karakteristiknya apabila terjadi perubahan suhu yang cukup besar. Pada
Penguat operasional yang ideal, karakteristiknya tidak berubah terhadap
Universitas Sumatera Utara
15
perubahan suhu. Tetapi dalam prakteknya, karakteristik Penguat operasional
pada umumnya sedikit berubah, walaupun pada penerapan biasa, perubahan
tersebut dapat diabaikan.
2.3.3 Penguat non-inverting
Prinsip utama rangkaian penguat non-inverting adalah seperti yang diperlihatkan pada
gambar 2.3 berikut ini. Seperti namanya, penguat ini memiliki masukan yang dibuat
melalui input non-inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan
satu fasa dengan tegangan inputnya.
Gambar 2.4 Rangkaian dasar penguat non-inverting
Dengan menggunakan aturan 1 dan aturan 2, kita uraikan dulu beberapa fakta yang
ada, antara lain :
vin = v+
v+ = v- = vin.
Dari sini ketahui tegangan jepit pada R2 adalah vout – v- = vout – vin, atau iout = (voutvin)/R2. Lalu tegangan jepit pada R1 adalah v- = vin, yang berarti arus iR1 = vin/R1.
Hukum kirchoff pada titik input inverting merupakan fakta yang mengatakan bahwa :
iout + i(-) = iR1
Universitas Sumatera Utara
16
Aturan 2 mengatakan bahwa i(-) = 0 dan jika disubsitusi ke rumus yang sebelumnya,
maka diperoleh
iout = iR1 dan Jika ditulis dengan tegangan jepit masing-masing maka diperoleh
(vout – vin)/R2 = vin/R1 yang kemudian dapat disederhanakan menjadi :
vout = vin (1 + R2/R1)
Jika penguatan G adalah perbandingan tegangan keluaran terhadap tegangan masukan,
maka didapat penguatan penguat operasional non-inverting :
2.3.4 Penguat Inverting
Rangkaian dasar penguat inverting adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4,
dimana sinyal masukannya dibuat melalui input inverting. Seperti tersirat pada
namanya, bahwa fase keluaran dari penguat inverting ini akan selalu berbalikan
dengan inputnya. Pada rangkaian ini, umpan balik negatif di bangun melalui resistor
R2.
Gambar 2.5 Rangkaian dasar penguat inverting
Universitas Sumatera Utara
17
Input non-inverting pada rangkaian ini dihubungkan ke ground, atau v+ = 0. Dengan
mengingat dan menimbang aturan 1 (lihat aturan 1), maka akan dipenuhi v- = v+ = 0.
Karena nilainya = 0 namun tidak terhubung langsung ke ground, input penguat
operasional v- pada rangkaian ini dinamakan virtual ground. Dengan fakta ini, dapat
dihitung tegangan jepit pada R1 adalah vin – v- = vin dan tegangan jepit pada reistor R2
adalah vout – v- = vout. Kemudian dengan menggunakan aturan 2, di ketahui bahwa :
iin + iout = i- = 0, karena arus masukan penguat operasional adalah 0.
iin + iout = vin/R1 + vout/R2 = 0
Selanjutnya
vout/R2 = - vin/R1 atau
vout/vin = - R2/R1
Jika penguatan G didefenisikan sebagai perbandingan tegangan keluaran terhadap
tegangan masukan, maka dapat ditulis
Impedansi rangkaian inverting didefenisikan sebagai impedansi input dari sinyal
masukan terhadap ground. Karena input inverting (-) pada rangkaian ini diketahui
adalah 0 (virtual ground) maka impendasi rangkaian ini tentu saja adalah Zin = R1.
2.3.5 Penguat diffrensiator
Penguat Differensial bisa mengukur maupun memperkuat sinyal-sinyal kecil yang
terbenam dalam sinyal-sinyal yang jauh lebih besar. Empat tahanan presisi (1 %) dan
penguat operasional membentuk penguat differensial, seperti terlihat pada gambar
2.2.5 terminal inputnya ada dua, input (-) dan (+), dihubungkan dengan terminal
penguat operasional yang terdekat.
Universitas Sumatera Utara
18
Sumber masukan penguat differensial ada 2, yaitu E1 dan E2. Jika E2
dihubung singkat, maka E1 mendapat penguatan pembalik sebesar -mR/R = -m.
Karena tegangan keluaran akibat E1 adalah -mE1.
Jika E1 dihubung singkat, maka E2 akan terbagi antara R dan mR, sehingga terminal
positif dari penguat operasional menerima tegangan sebesar mendapat penguatan
pembalik sebesar -mR/R = -m. Karena tegangan keluaran akibat E1 adalah mE2/(1+m), dengan penguatan sebesar (1+m).
Gambar 2.6 Rangkaian dasar penguat differensial
Karena itu tegangan keluaran akibat E1 adalah:
Dengan demikian jika E1 dan E2 sama-sama dimasukan, maka tegangan keluaran Vo
adalah:
Dari persamaan diatas, dapat dilihat bahwa tegangan keluaran dari Penguat
differensial sebanding dengan perbedaan tegangan masukan E1 dan E2. Pengali ini
adalah merupakan gain diferensial yang ditentukan oleh perbandingan tahanannya.
Universitas Sumatera Utara
19
2.3.6 Penguat jumlah (summing amplifier)
Penguat operasional sering digunakan sebagai penjumlah berbagai input sinyal.
Berikut ini adalah gambar dari summing amplifier.
Gambar 2.7 Rangkaian dasar penguat jumlah (summing amplifier)
Rangkaian summing amplifier mempunyai penguatan tegangan sebanyak dua
penguatan tegangan. Untuk penguatan tegangan 1 adalah sebagai berikut:
Untuk penguatan tegangan 2 adalah sebagai berikut:
Penguatan tegangan total dari summing amplifier adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
20
2.4 Mikrokontroler AT89S52
2.4.1 Gambaran umum
Mikrokontroler AT89S52 adalah mikrokomputer CMOS 8 bit yang memiliki 8 KB
Programmable and Erasable Read Only Memory (PEROM). Set instruksi dan kaki
keluaran AT89S52 sesuai dengan standar industri 80C51 dan 80C52. Atmel AT89S52
adalah mikrokontroler yang sangat bagus dan fleksibel dengan harga yang relatif
murah untuk banyak aplikasi sistem kendali berkerapatan tinggi dari Atmel ini sangat
kompatibel dengan mikrokontroler MCS-51 misalnya mikrokontroler 8031 yang
terkenal dan banyak digunakan dan telah menjadi standar industri baik dalam jumlah
pin IC maupun set instruksinya.
Mikrokontroler
AT89S52
merupakan
versi
terbaru
dibandingkan
mikrokontroler AT89S51 yang telah banyak digunakan saat ini. AT89S52 mempunyai
kelebihan yaitu mempunyai flash memori sebesar 8Kbyte, RAM 256 byte serta 2
buah data pointer 16 bit.
2.4.2 Fungsi pin (kaki) pada Mikrokontroler AT89S52
Adapun fungsi dari masing-masing pin (kaki) dari mikrokontroler AT89S52 akan
dijelaskan berikut ini :
1. Pin 1 sampai pin 8
Pin 1 – 8 adalah port 1 yang merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah dengan
internal pull-up yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti
mengendalikan empat input TTL. Port ini juga digunakan sebagai saluran alamat
saat pemrograman dan verifikasi.
2. Pin 9
Universitas Sumatera Utara
21
Merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan
me-reset mikrokontroler ini.
Gambar 2.8 Konfigurasi pin (kaki) pada mikrokontroler AT89S52
3. Pin 10 sampai pin 17
Pin 10 – pin 17 merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah dengan internal
pull-ups yang memiliki fungsi pengganti. Bila fungsi pengganti tidak dipakai
maka dapat digunakan sebagai port paralel 8 bit serbaguna. Selain itu, sebagian
port 3 dapat berfungsi sebagai sinyal kontrol saat proses pemrograman dan
verifikasi.
4. Pin 18 dan pin 19
Pin-pin ini merupakan jalur masukan ke penguat osilator berpenguat tinggi.
Mikrokontroler ini memiliki seluruh rangkaian osilator yang diperlukan pada chip,
kecuali rangkaian kristal yang mengendalikan frekuensi osilator. Oleh karena itu,
pin 18 dan 19 ini sangat diperlukan untuk dihubungkan dengan kristal. Selain itu
XTAL 1 juga dapat digunakan sebagai input untuk inverting osilator amplifier dan
Universitas Sumatera Utara
22
input rangkaian internal clock, sedangkan XTAL 2 merupakan output dari
inverting oscillator amplifier.
5. Pin 20
Pin 20 merupakan ground sumber tegangan dan diberi simbol “gnd”.
6. Pin 21 sampai pin 28
Pin-pin ini adalah port 2 yang merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah
dengan internal pull-ups. Saat pengambilan data dari program memori eksternal
atau selama pengaksesan data memori eksternal yang menggunakan alamat 16 bit
(MOVX@DPTR), port 2 berfungsi sebagai saluran /bus alamat tinggi (A8-A15).
Akan tetapi, saat mengakses data memori eksternal yang menggunakan alamat 8
bit (MOVX@DPTR), port 2 mengeluarkan isi P2 pada special function register.
7. Pin 29
Pin 29 merupakan program Store Enable (PSEN) merupakan sinyal pengontrol
untuk mengakses program memori eksternal agar masuk ke dalam bus selama
proses pemberian/pengambilan instruksi (fetching).
8. Pin 30
Pin 30 sebagai Adress Lacth Enable (ALE)/PROG merupakan penahan alamat
memori eksternal (pada port 1) selama mengakses ke memori. Pin ini juga
berfungsi sebagai pulsa/sinyal input pemograman (PROG) selama proses
pemograman.
9. Pin 31
Pin 31 adalah External Access Enable (EA) merupakan sinyal kontrol untuk
pembacaan memori program. Apabila diset rendah (L) maka mikrokontroler akan
melaksanakan seluruh instruksi dari memori program eksternal, sedangkan jika
diset tinggi (H) maka mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari
Universitas Sumatera Utara
23
memori program internal.. Port ini juga berfungsi sebagai tegangan pemograman
(Vpp=+12V) selama proses pemograman.
10. Pin 32 sampai pin 39
Pin 32-pin 39 adalah port 0 yang merupakan saluran bus I/O 8 bit open collector,
dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama
adanya akses ke memori program eksternal. Saat proses pemograman dan
verifikasi, port 0 digunakan sebagai saluran/bus data. Pull-up eksternal diperlukan
selama proses verifikasi.
11. Pin 40
Pin 40 merupakan sumber tegangan positif yang diberi simbol Vcc.
2.4.3 Register pada Mikrokontroler AT89S52
Register adalah penampung data sementara yang terletak dalam CPU. Pada
mikrokontroler AT89S52, register-registe-rnya adalah sebagai berikut :
a. Register A ( Accumulator)
Accumulator ialah register 8 bit yang merupakan pusat dari semua operasi
accumulator, termasuk dalam operasi aritmatika dan operasi logika.
b. Register B
Register ini memiliki fungsi yang sama dengan register A.
c. Program counter (PC)
Program counter (Pencacah program) merupakan register 16 bit yang selalu
menunjukkan lokasi memori instruksi yang akan diakses.
d. Data pointer
Data pointer atau DPATR merupakan register 16 bit yang terletak di alamat
Universitas Sumatera Utara
24
82H untuk DPL dan 83H untuk DPH. Biasanya Data pointer digunakan untuk
mengakses data atau source kode yang terletak di memori eksternal.
e. Stack Pointer (SP)
Stack Pointer adalah register 8 bit yang mempunyai fungsi khusus sebagai
penunjuk alamat atau data paling atas pada operasi penumpukan di RAM.
Stack Pointer terletak di alamat 81H. Penunjuk penumpukan selalu berkurang
dua tiap kali data didorong masuk kedalam lokasi penumpukan dan selalu
bertambah dua tiap kali data ditarik keluar dari lokasi penumpukan.
f. Program Status Word
Program Status Word merupakan register yang berisi beberapa bit status yang
mencerminkan keadaaan mikrokontroler.
g. Bit Carry Flag (CY)
Bit carry merupakan bit ke 8 yang memiliki dua fungsi :
1. Carry akan menunjukkan apakah operasi penjumlahan mengandung
carry (sisa) atau apakah operasi pengurangan mengandung borrow
(kurang). Apabila operasi ini mengandung carry, bit ini akan diset agar
bernilai satu, sedangkan jika mengandung borrow, bit ini akan di set
agar bernilai nol (0).
2. Carry dimanfaatkan sebagai bit ke-8 untuk operasi pergeseran (shift)
atau perputaran.
h. Bit Auxiliary Carry (AC)
Bit ini menunjukkan adanya carry (bawaan) dari bit ketiga menuju bit keempat
atau dari empat bit rendah ke empat bit tinggi pada operasi aritmatika. Bit ini
jarang digunakan dalam program, tetapi digunakan oleh mikrokontroler secara
implisit pada operasi aritmatika bilangan BCD.
Universitas Sumatera Utara
25
i. Bit Flag 0 (F0)
Bit ini menunjukkan apakah hasil operasi bernilai nol atau tidak. Apabila hasil
operasi adalah nol (0), bit ini akan diset agar bernilai 1, sedangkan apabila
hasil operasinya bukan nol (0) maka bit ini akan di-reset. Bit ini juga
digunakan pada perbandingan dua buah data. Jika kedua data bernilai sama
maka bit ini akan diset agar bernilai satu, sedangkan jika kedua data itu
berbeda maka bit ini akan direset agar bernilai nol (0).
j. Bit Register Select (RS)
RS0 dan RS1 digunakan untuk memilih bank register. Delapan buah register
ini merupakan register serbaguna. Lokasinya pada awal 32 byte RAM internal
yang memiliki alamat dari 00H sampai 1FH. Register ini dapat diakses melalui
simbol assembler (R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6 dan R7).
2.4.4 Karakteristik Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 mempunyai memori yang terdiri dari RAM internal dan
Special Function Register (SFR). RAM internal pada mikrokontroler AT89S52
memiliki ukuran 256 byte dan beralamatkan 00H-7FH serta dapat di akses
menggunakan RAM address register. RAM internal terdiri dari delapan buah register
(R0-R7) yang membentuk register banks. Special Function Register berada di alamat
80H-FFH. RAM ini berbeda pada lokasi dengan Flash PEROM dengan alamat 000H7FFH.
Mikrokontroler AT89S52 menggunakan 256 bytes RAM dimana 128 bytes
bagian atas menempati alamat paralel ke special function register (SFR). Artinya 128
bytes bagian atas mempunyai alamat yang sama dengan SFR namun secara fisik
terpisah dari SFR. Ketika instruksi mengakses lokasi internal diatas 7FH, mode
Universitas Sumatera Utara
26
alamat yang digunakan pada instruksi menentukan apakah CPU mengakses 128 bytes
atas atau SFR. Instruksi yang menggunakan pengalamatan langsung akan mengakses
ruang SFR.
2.4.5 Fasilitas pendukung mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 adalah mikrokomputer yang sangat bagus dan fleksibel
dengan harga yang rendah untuk banyak aplikasi sistem kendali. Hal ini dikarenakan
mikrokontroler AT89S52 dilengkapi dengan berbagai fasilitas pendukung yang
membuatnya sangat banyak digunakan dalam berbagai aplikasi. Adapun fasilitas
pendukung dari mikrokontroler AT89S52 adalah sebagai berikut :
a.
Sesuai dengan produk-produk MCS-51.
b.
Terdapat memori flash yang terintegrasi dalam sistem. Dapat ditulis ulang
hingga 1000 kali.
c.
Beroperasi pada frekuensi 0 sampai 24MHz.
d.
Tiga tingkat kunci memori program.
e.
Memiliki 256 x 8 bit RAM internal.
f.
Terdapat 32 jalur masukan/keluaran terprogram.
g.
Tiga pewaktu/pencacah 6-bit (untuk AT89S52) & dua pewaktu/pencacah 16bit (untuk AT89S51)
h.
Memiliki 8 sumber interupsi (untuk AT89S52) & 6 sumber instruksi untuk
AT89S51
i.
Kanal serial terprogram.
j.
Mode daya rendah dan mode daya mati.
Universitas Sumatera Utara