mikrokontroler - UIGM | Login Student

mikrokontroler
Erna Kumalasari Nurnawati
1
mikroprosesor
• Abad 21 abad mikroprosesor
• Semua peralatan rumah tangga
menggunakan mikroprosesor: handphone, tv,
kulkas, mesin cuci, setrika, alat masak, oven,
mikrowave, dll. Sampai alat-alat untuk ruang
angkasa menggunakan mikroprosesor
Erna Kumalasari Nurnawati
2
mikroprosesor
• Perangkat makin canggih, kemampuan
meningkat, kompleks tetapi ukuran
mengecil. Jutaan transistor termuat
dalam suatu mikroprosesor ukuran 1 x 1
cm2
• Perkembangan perangkat lunak
mengikuti perangkat keras
Erna Kumalasari Nurnawati
3
Sejarah mikroprosesor
• 1969 : ide awal membangun
mikroprosesor dalam suatu IC
(integrated circuit) dikemukakan oleh
Intel.
• 1971: pertama kali mikroprosesor dalam
satu IC dipasarkan, yaitu Intel 4004
menggunakan teknologi 4 bit
Erna Kumalasari Nurnawati
4
Sejarah mikroprosesor
• 1976 : Intel meluncurkan
mikrokontroller pertama yang dinamai
seri MCS-48 yang berisi 17.000
transistor
• 2005: Intel pentium IV berisi jutaan
transistor dengan orde kecepatan
gyga hearz.
• 2007: Inter Core 2 duo  lebih dari
2Ghz
Erna Kumalasari Nurnawati
5
mikroprosesor
• Mikroprosesor merupakan perangkat keras
yang tidak bisa bekerja tanpa software.
• Mempunyai kemampuan diprogram atau
program ulang
• Mis. Lampu pengatur lalin yang
menggunakan mikroprosesor bisa diubah set
waktunya dengan hanya mengubah program,
dan bukan rangkaian sirkuitnya
Erna Kumalasari Nurnawati
6
Jenis mikroprosesor
• Dalam perkembangannya mikroprosesor
dibuat sesuai kebutuhan, mis:
• RISC(Reduced Instruction Set of
Computing) dan CISC(Complex Instruction
Set of Computing) digunakan untuk
pengolahan inf dengan software yang rumit.
Mis.untuk komputer
• DSP (digital signal processing) yaitu
mempermudah proses sinyal digital.mis unk
VCD,DVD,multimedia card,dll
Erna Kumalasari Nurnawati
7
Jenis mikroprosesor
• Mikrokontroler: mikroprosesor yang
dikhususkan untuk implementasi kendali.
Misalnya : untuk kendali motor berperan
sebagai PLC (programmable Logic
Controller), pengaturan pengapian pada
motor jenis injeksi, gerakan2 pada robot,
pengatur besaran, suhu, tekanan,
kelembaban, lampu lalin, kamera pengintai
dsb.
Erna Kumalasari Nurnawati
8
Jenis mikroprosesor
• Dalam perkembangannya mikroprosesor
dibuat sesuai kebutuhan, mis:
• RISC(Reduced Instruction Set of
Computing) dan CISC(Complex Instruction
Set of Computing) digunakan untuk
pengolahan inf dengan software yang rumit.
Mis.untuk komputer
• DSP (digital signal processing) yaitu
mempermudah proses sinyal digital.mis unk
VCD,DVD,multimedia card,dll
Erna Kumalasari Nurnawati
9
Kelebihan sistem mikroprosesor
• Reprogrammable
• Rangkaian lebih terintegrasi, kompak,
sederhana, dan lebih mudah membuat
PCB (packed Circuit Block)
• Pengembangan fleksibel
Erna Kumalasari Nurnawati
10
Kelemahan sistem mikroprosesor
• Banyak jenis, banyak nama, membingungkan
pemakai, karena satu sama lain banyak tidak
kompatibel
• Kerusakan program menyebabkan sistem
macet
• Tergantung pada software
• Lebih sensitif terhadap derau
• Cepat usang (obsolete)
Erna Kumalasari Nurnawati
11
mikrokontroler
•
•
•
•
•
•
Adalah sebuah single chip yang di
dalam-nya sudah berisi
CPU ( Central Processing Unit )
RAM (Random Acces Memory)
ROM (Read Only Memory)
I/O (Unit Input / Output) langsung
Timer/Counter , Serial COM Port.
Program sederhana
Erna Kumalasari Nurnawati
12
Aplikasi mikrokontroler
Karakteristik
•
•
•
•
•
•
Memiliki program khusus. Biasanya kecil saja
Konsumsi daya kecil
Rangkaian sederhana dan kompak
Murah, karena komponen sedikit
I/O sederhana,mis keypad, LCD
Lebih tahan terhadap kondisi ekstrim,mis
suhu, tekanan, kelembaban udara dll
Erna Kumalasari Nurnawati
13
Perangkat pengembang
(develompment tools)
• Compiler : bahasa yang digunakan untuk
membuat aplikasi, mis C++, Assembler, Basic
• Simulator (software), komputer untuk simulasi
• Emulator, software dan hardware
• ICE (in Circuit Emulator), pengembangan
emulator tetapi sudah dihub dengan sirkuit
• Programer, alat untuk membuat program
yaitu komputer beserta perangkatnya
Erna Kumalasari Nurnawati
14
Data Bus (8)
CPU
RAM
ROM
I/O
Port
Address Bus (16)
Blok Diagram MIKROPROSESSOR
Erna Kumalasari Nurnawati
15 15
CPU
RAM
ROM
I/O Port
Serial Port
Timer/Counter
Program aplikasi
Blok Diagram MIKROKONTROLLER
Erna Kumalasari Nurnawati
16 16
Mikroprosessor diproduksi mulai ± th 1971
dng INTEL yang produksinya type µP
8080
Selanjutnya perkembangan µP :
•
Motorolla
6800
•
RCA
1801
•
MOS Technology
68502
•
Zilog
Z80
Erna Kumalasari Nurnawati
17 17

Mikrokontroller diproduksi mulai
tahun 1976 dengan INTEL yang produksinya
type 8748 ( MCS-48) yang di dalamnya sdh ada
1 KByte EPROM, 64 Byte RAM, 27 I/O dan 8 bit
Timer
 Keluarga MCS-48 antara lain 8021, 8022,8048,
8049. Saat ini masih digunakan untuk alat
kedokteran modern
Erna Kumalasari Nurnawati
18 18
• Th 1980 muncul generasi kedua
mikrokontroller 8 bit, yang disebut
keluarga 8051 dengan nama MCS 51.
Masuk keluarga MCS 51 adalah
8031,80C31,8051AH,8751
• Generasi ke tiga tahun 2000 adalah
mikrokontroler 16 bit yang disebut seri
MCS 96.
Erna Kumalasari Nurnawati
19
• Saat ini telah dibuat varian dari serial
8051 yang kompatibel, misalnya yang
dibuat oleh AMD, OKI, philips, Siemens,
dll (atas lisensi dari Intel)
• Intel pelopor mikrokontroller
• Saat ini dikuasai oleh motorola, NEC,
mitsubishi, hitachi dll
Erna Kumalasari Nurnawati
20
Keluarga Mikrokontroler MCS-51
Type
8051
8051AH
8052AH
80C51BH
83C51FA
83C51FB
ROM
4 K Byte
4 K Byte
4 K Byte
4 K Byte
4 K Byte
4 K Byte
RAM
128 Byte
128 Byte
256 Byte
128 Byte
256 Byte
256 Byte
Erna Kumalasari Nurnawati
I/O
4 X 8 Bit
4 X 8 Bit
4 X 8 Bit
4 X 8 Bit
4 X 8 Bit
5 X 8 Bit
21 21
Erna Kumalasari Nurnawati
22 22
Deskripsi PIN pada MCS-51
No.
Pin
Nama Pin Alter
natif
20
40
GND
VCC
32 ... 39
P0.7 ….P0.0
1…8
P1.0 …. P1.7
21 … 28
P2.0 ….. P2.7
Keterangan
Ground
Power Supply
D7 . D0
A7 .. A0
Port 0 dapat berfungsi sbg I/O biasa, low
order multiplex addres/data
(Port 1) adalah port parallel 8 bit dua
arah (bidirectional) yang dapat
digunakan untuk berbagai keperluan (
general purpose ) I/O
A8 .. A15 (Port 2) Port 2 berfungsi sebagai I/o
biasa atau high order address pada saat
mengakses memory secara 16 bit
Erna Kumalasari
Nurnawati
23 23
( MOVX
@DPTR )
No.
Pin
Nama
Pin
10 … 17
Alter
natif
PORT 3
RXD
TXD
INT0
INT1
T0
T1
WR
RD
Keterangan
Adalah port paralel 8 bit dua arah yang
memiliki fungsi pengganti sebagai berikut :
10
11
12
13
14
15
16
17
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
Port Serial Input
Port Serial Output
Port External Interrupt 0
Port External Interrupt 1
Port External Timer 0 input
Port External Timer 1 input
External Data Memory Write Strobe
External Data Memory Read Strobe
9
RST
Reset akan aktif dng memberikan input
high selama 2 cycle
30
ALE
Address Latch Enable. Yang digunakan
untuk menahan alamat memory eksternal
selama pelaksanaan Instruksi.
Erna Kumalasari Nurnawati
24 24
No.
Pin
Nama
Pin
Alter
natif
Keterangan
29
PSEN
Adalah pin PSEN (Program Store Enable)
Yang merupakan sinyal pengontrol yang
membolehkan program memory eksternal
masuk kedalam bus selama proses
pemberian/pengambilan intruksi (fetching)
31
EA
Pada kondisi LOW pin ini akan berfungsi
sbg EA (Enable Address) yaitu
mikrokontroller akan menjalankan program
yang ada pada memory eksternal setelah
sistem di RESET
19
XTAL1
Input Oscilator
18
XTAL2
Output Oscilator
Erna Kumalasari Nurnawati
25 25
Sistem Bilangan
•
•
•
•
Sistem bilangan DESIMAL
Sistem bilangan BINER
Sistem bilangan OKTAL
Sistem bilangan HEKSADESIMAL
Erna Kumalasari Nurnawati
26 26
1.2.1. Sistem bilangan BINER
-
Bilangan BINER adalah bilangan berbasis 2
Lambang bilangannya 0 dan 1
Sistem bilangan ini dipakai pada sistem mikrokontroler.
Contoh konversi bilangan DESIMAL ke bilangan BINER
Desimal
Biner
Desimal
Biner
--------------------------------------------------------------------------------0
1
2
3
4
5
0000
0001
0010
0011
0100
0101
6
7
8
9
10
11
Erna Kumalasari Nurnawati
0110
0111
1000
1001
1010
1011
27 27
Sistem bilangan OKTAL
-
Bilangan OKTAL adalah bilangan berbasisi 8
Lambang bilangannya 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7
Contoh konversi bilangan DESIMAL ke bilangan OKTAL
Desimal
Oktal
Desimal
Oktal
---------------------------------------------------------------------------0
0
7
7
1
1
8
10
2
2
9
11
3
3
10
12
4
4
11
13
5
5
12
14
6
6
13
15
Erna Kumalasari Nurnawati
28 28
1.2.3. Sistem bilangan HEKSADESIMAL
- Bilangan dengan dasar 16
- Lambang bilangannya :
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E dan F
- Contoh konversi bilangan Heksadesimal ke bilangan
Biner
Desimal
Heksadesimal
Desimal
Heksadesimal
------------ -------------------------------------------------------------------------------------0
0
18
12
1
1
19
13
10
A
20
14
11
B
21
15
12
C
22
16
13
D
23
17
14
E
24
18
15
F
25
19
16
10
26
1A
17
11
27
1B
Erna Kumalasari Nurnawati
29 29