Perbedaan microprocessor, mikrokontroller, dan mikrocomputer
advertisement
1. Perbedaan microprocessor, mikrokontroller, dan mikrocomputer Mikroprosesor suatu chip (IC=integrated circuits) yang di dalamnya terkandung rangkaian ALU (arithmetic-logic unit), rangkaian CU (control unit), dan register-register. Mkroprosesor disebut juga dengan CPU (Central Processing Unit) ALU: menyediakan fungsi pengolahan CU: mengontrol fungsi prosesor Register: penyimpan sementara dalam mikroprosesor Mikrokontroler suatu keping IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program (ROM) serta memori serbaguna (RAM), bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC, PLL, EEPROM dalam satu kemasan. adapun perbedaan mikrokontroler dengan mikroprosesor adalah: Mikroprosesor merupakan CPU (Central Processing Unit) tanpa memori dan I/O pendukung dari sebuah komputer, maka Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU, Memori , I/O tertentu dan unit pendukung, misalnyaAnalog to Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalam mikrokontroler tersebut. Mikrokomputer Mikrokomputer adalah sistem komputer dimana ke tiga bagian utama dari sistem di rangkai dari bagian yang terpisah (tidak dalam satu chip/IC). 2. Sejarah microprocessor sampai sekarang Mikroprosesor adalah sebuah IC (Integrated Circuit) yang digunakan sebagai otak/pengolah utama dalam sebuah sistem komputer. Mikroprosesor merupakan hasil dari pertumbuhan semikonduktor. Pertama kali MIkroprosesor dikenalkan pada tahun 1971 oleh Intel Corp, yaitu Mikroprosesor Intel 4004 yang mempunyai arsitektur 4 bit.Dengan penambahan beberapa peripheral (memori, piranti I/O, dsb) Mikroprosesor 4004 di ubah menjadi komputer kecil oleh intel. Kemudian mikroprosesor ini di kembangkan lagi menjadi 8080 (berasitektur 8bit), 8085, dan kemudian 8086 (berasitektur 16bit). Dilain pihak perusahaan semikonduktor laen juga memperkenalkan dan mengembangkan mikroprosesor antara lain Motorola dengan M6800, dan Zilog dengan Z80nya. Mikroprosesor Intel yang berasitektur 16 bit ini kebanyakan di akhiri oleh angka 86, akan tetapi karena nomor tidak dapat digunakan untuk merek dagang mereka menggantinya dengan nama pentium untuk merek dagang Mikroprosesor generasi kelima mereka. Arsitektur ini telah dua kali diperluas untuk mengakomodasi ukuran word yang lebih besar. Di tahun 1985, Intel mengumumkan rancangan generasi 386 32-bit yang menggantikan rancangan generasi 286 16-bit. Arsitektur 32-bit ini dikenal dengan nama x86-32 atau IA-32 (singkatan dari Intel Architecture, 32-bit). Kemudian pada tahun 2003, AMD memperkenalkan Athlon 64, yang menerapkan secara lebih jauh pengembangan dari arsitektur ini menuju ke arsitektur 64-bit, dikenal dengan beberapa istilah x86-64, AMD64 (AMD), EM64T atau IA-32e (Intel), dan x64 (Microsoft). Untuk melihat sejarah perkembangan komponen elektronik bisa dilihat dibawah ini: 1904: Dioda tabung pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang bernama Sir John Ambrose Fleming (1849-1945) 1906: ditemukan trioda hasil pengembangan dioda tabung oleh seorang ilmuwan Amerika yang bernama Dr. Lee De Forest. Yang kemudian terciptalah tetroda dan pentode. Akan tetapi penggunaan dari tabung hampa tersebut tergeser pada tahun 1960 setelah ditemukannya komponen semikonduktor. 1947: Transistor diciptakan di labolatorium Bell. 1965: Gordon Moore dari Fairchild semiconductor dalam sebuah artikel untuk majalan elektronik mengatakan bahwa chip semikonduktor berkembang dua kali lipat setiap dua tahun selama lebih dari tiga dekade. 1968: Moore, Robert Noyce dan Andy Grove menemukan Intel Corp. untuk menjalankan bisnis “INTegrated ELectronics.” 1969: Intel mengumumkan produk pertamanya, RAM statis 1101, metal oxide semiconductor (MOS) pertama di dunia. Ia memberikan sinyal pada berakhirnya era memori magnetis. 1971 : 4004 Microprocessor Pada tahun 1971 munculah microprocessor pertama Intel , microprocessor 4004 ini digunakan pada mesin kalkulator Busicom. Dengan penemuan ini maka terbukalah jalan untuk memasukkan kecerdasan buatan pada benda mati. 1972 : 8008 Microprocessor Pada tahun 1972 munculah microprocessor 8008 yang berkekuatan 2 kali lipat dari pendahulunya yaitu 4004. 1974 : 8080 Microprocessor Menjadi otak dari sebuah komputer yang bernama Altair, pada saat itu terjual sekitar sepuluh ribu dalam 1 bulan. 1978 : 8086-8088 Microprocessor Sebuah penjualan penting dalam divisi komputer terjadi pada produk untuk komputer pribadi buatan IBM yang memakai prosesor 8088 yang berhasil mendongkrak nama intel. 1982 : 286 Microprocessor Intel 286 atau yang lebih dikenal dengan nama 80286 adalah sebuah processor yang pertama kali dapat mengenali dan menggunakan software yang digunakan untuk processor sebelumnya. 1985 : Intel386™ Microprocessor Intel 386 adalah sebuah prosesor yang memiliki 275.000 transistor yang tertanam diprosessor tersebut yang jika dibandingkan dengan 4004 memiliki 100 kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan 4004 1989 : Intel486™ DX CPU Microprocessor Intel i486 merupakan prosesor pertama dengan lebih 1 juta transistor. Sebelumnya sudah dikenal generasi XT i186, dilanjutkan dengan generasi AT i286, i386 hingga i486. i486 dengan chip 32 bit ini bekerja dengan clock sampai 100MHz. i486 dipasarkan hingga pertengahan tahun 90-an. Processor yang pertama kali memudahkan berbagai aplikasi yang tadinya harus mengetikkan command-command menjadi hanya sebuah klik saja, dan mempunyai fungsi komplek matematika sehingga memperkecil beban kerja pada processor. 1993 : Intel® Pentium® Processor Generasi berikutnya adalah i586 yang lebih dikenal dengan Pentium I dengan lebih dari 3 juta transistor. Chip ini menyimpan sebuah bug. Pentium berjalan dengan kesalahan proses yang paling parah sepanjang sejarah. Processor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto. 1995 : Intel® Pentium® Pro Processor Processor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan workstation, yang dibuat untuk memproses data secara cepat, processor ini mempunyai 5,5 jt transistor yang tertanam. 1997 : Intel® Pentium® II Processor Perkembangan berikutnya lahir Pentium II dengan clock hingga 450 MHz dan menampung sekitar 7,5 juta transistor diintegrasikan dengan chace level 2 (L2). Processor Pentium II merupakan processor yang menggabungkan Intel MMX yang dirancang secara khusus untuk mengolah data video, audio, dan grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistor terintegrasi di dalamnya sehingga dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah berbagai data dan menggunakan internet dengan lebih baik. 1998 : Intel® Pentium II Xeon® Processor Processor ekonomis Celeron dengan basis Pentium II tetapi tanpa ketersediaan chace level 2 (L2). Processor ini dikenal dengan Pentium II Celeron.Processor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu ingin memenuhi strateginya yang ingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu. Pada tahun 1999 Pentium III lahir dengan slogan “Internet Streaming Extension”. Pentium III didukung dengan 44 juta transistor dan dapat mendukung lebih banyak proses secara paralel. 1999 : Intel® Celeron® Processor Processor Intel Celeron merupakan processor yang dikeluarkan sebagai processor yang ditujukan untuk pengguna yang tidak terlalu membutuhkan kinerja processor yang lebih cepat bagi pengguna yang ingin membangun sebuah system computer dengan budget (harga) yang tidak terlalu besar. Processor Intel Celeron ini memiliki bentuk dan formfactor yang sama dengan processor Intel jenis Pentium, tetapi hanya dengan instruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-nya lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebih lambat, dan harga yang lebih murah daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processor Celeron ini maka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu. 1999 : Intel® Pentium® III Processor Processor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan suara. 1999 : Intel® Pentium® III Xeon® Processor Intel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III yang mempunyai 70 perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepat pengolahan informasi dari system bus ke processor , yang juga mendongkrak performa secara signifikan. Processor ini juga dirancang untuk dipadukan dengan processor lain yang sejenis. 2000 : Intel® Pentium® 4 Processor Dengan clock 4 kali lebih besar dari Pentium III, Pentium 4 lahir dengan clock hingga 3.8 GHz. Processor ini mampu melaksanakan perintah jauh lebih banyak pada proses yang sama. Varian lain dari Pentium 4 ini adalah Pentium 4 Hyperthreading. Processor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatan hingga 3.06 GHz. Pertama kali keluar processor ini berkecepatan 1.5GHz dengan formafactor pin 423, setelah itu intel merubah formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478 yang dimulai dari processor Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini mampu menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz. 2001 : Intel® Xeon® Processor Processor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4 yang ditujukan khusus untuk berperan sebagai computer server. Processor ini memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel Pentium 4 serta dengan memory L2 cache yang lebih besar pula. 2001 : Intel® Itanium® Processor Itanium adalah processor pertama berbasis 64 bit yang ditujukan bagi pemakain pada server dan workstation serta pemakai tertentu. Processor ini sudah dibuat dengan struktur yang benar-benar berbeda dari sebelumnya yang didasarkan pada desain dan teknologi Intel’s Explicitly Parallel Instruction Computing ( EPIC ). 2002 : Intel® Itanium® 2 Processor Processor Itanium 2 merupakan generasi berikutnya. Itanium 2 adalah generasi kedua dari keluarga Itanium. Processor 64 bit dengan 221 juta transistor ini mencapai clock maksimum 1 GHz. Processor ini tidak sukses di pasaran, bahkan namanyapun nyaris tidak pernah terdengar. 2003 : Intel® Pentium® M Processor Processor yang ditujukan untuk notebook ini dikenal dengan Pentium M. Merupakan processor yang dirampingkan hingga 77 juta transistor. Pentium M dibuat untuk menggantikan Pentium 4 yang boros penggunaan daya pada notebook. Chipset 855, dan Intel® PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari Intel® Centrino™. Intel Centrino dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar akan keberadaan sebuah komputer yang mudah dibawa kemana-mana. 2004 : Intel Pentium M 735/745/755 processors Dilengkapi dengan chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Cache 400MHz system bus dan kecocokan dengan soket processor dengan seri-seri Pentium M sebelumnya. 2004 : Intel E7520/E7320 Chipsets 7320/7520 dapat digunakan untuk dual processor dengan konfigurasi 800MHz FSB, DDR2 400 memory, and PCI Express peripheral interfaces. Pada tahun 2005 Penggabungan kinerja Hyperthreading dan penggunaan daya Pentium M, lahir processor DualCore dengan clock maksimal 2 GHz. 2005 : Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz Sebuah processor yang ditujukan untuk pasar pengguna komputer yang menginginkan sesuatu yang lebih dari komputernya, processor ini menggunakan konfigurasi 3.73GHz frequency, 1.066GHz FSB, EM64T, 2MB L2 cache, dan HyperThreading. 2005 : Intel Pentium D 820/830/840 Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading. Pada tahun 2006 Penggunaan dan pemasaran generasi DualCore belum habis, setahun kemudian diluncurkan Core2Duo yang mengintegrasikan hampir 300 juta transistor dengan 2 buah core yang bekerja dalam 1 processor mampu bekerja hingga 3.3 GHz. 2006 : Intel Core 2 Quad Q6600 Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP ). 2006 : Intel Quad-core Xeon X3210/X3220 Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masingmasing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power (TDP). Pada tahun 2009 4 buah core dengan 731 juta transistor menjadikan Intel Core i7 ini menjadi processor paling cepat saat ini. Intel Core i3 Intel Core i3 merupakan varian paling value dibandingkan dua saudaranya yang lain. Processor ini akan mengintegrasikan GPU (Graphics Processing Unit) alias Graphics On-board didalam processornya. Kemampuan grafisnya diklaim sama dengan Intel GMA pada chipset G45. Selain itu Core i3 nantinya menggunakan manufaktur hybrid, inti processor dengan 32nm, sedangkan memory controller/graphics menggunakan 45nm. Code produk Core i3 adalah “Arrandale”. Intel Core i5 Jika Bloomfield adalah codename untuk Core i7 maka Lynnfield adalah codename untuk Core i5. Core i5 adalah seri value dari Core i7 yang akan berjalan di socket baru Intel yaitu socket LGA-1156. Tertarik begitu mendengar kata value ? Tepat ! Core i5 akan dipasarkan dengan harga sekitar US$186. Kelebihan Core i5 ini adalah ditanamkannya fungsi chipset Northbridge pada inti processor (dikenal dengan nama MCH pada Motherboard). Maka motherboard Core i5 yang akan menggunakan chipset Intel P55 (dikelas mainstream) ini akan terlihat lowong tanpa kehadiran chipset northbridge. Jika Core i7 menggunakan Triple Channel DDR 3, maka di Core i5 hanya menggunakan Dual Channel DDR 3. Penggunaan dayanya juga diturunkan menjadi 95 Watt. Chipset P55 ini mendukung Triple Graphic Cards (3x) dengan 1×16 PCI-E slot dan 2×8 PCI-E slot. Pada Core i5 cache tetap sama, yaitu 8 MB L3 cache. Intel juga meluncurkan Clarksfield, yaitu Core i5 versi mobile yang ditujukan untuk notebook. Socket yang akan digunakan adalah mPGA-989 dan membutuhkan daya yang terbilang cukup kecil yaitu sebesar 45-55 Watt. Intel Core i7 Core i7 sendiri merupakan processor pertama dengan teknologi “Nehalem”. Nehalem menggunakan platform baru yang betul-betul berbeda dengan generasi sebelumnya. Salah satunya adalah mengintegrasikan chipset MCH langsung di processor, bukan motherboard. Nehalem juga mengganti fungsi FSB menjadi QPI (Quick Path Interconnect) yang lebih revolusioner. 3. Contoh aplikasi penerapan microprocessor contoh penggunaan prosesor MSP430F413buatan Texas Instrumen mengendalikan alat ukur jarak yang menggunakan gelombang ultrasonik 40 kHz. untuk Mikroprosesor pada alat ini berperan sebagai pengendali yang mengaktifkan pengirim sinyal, mengukur waktu propagasi sinyal dengan menunggu aktifnya penerima sinyal atau menunggu kedatangan sinyal pantulan, kemudian menghitung jarak antara alat ini dengan benda yang memantulkan sinyal ultrasonik serta menampilkan hasil perhitungannya dalam bilangan desimal pada display 7-segment. Gambar 1.2. Aplikasi mikroprosesor untuk alat pengukur jarak. Secara umum, alat ini terdiri dari 4 komponen utama, yaitu Sistem mikroprosesor single chip. Atau Chip tunggal yang mengandung prosesor, memory dan I/O meskipun dengan kapasitas yang sangat kecil Rangkaian elektronika penghasil dan penerima gelombang ultrasonik Display 7-segment Program dalam bahasa asembli yang terdiri dari beberapa modul, yaitu inisialisasi, pembaca tombol aktif, pengendali pengirim dan penerima, pengukur durasi propagasi gelombang, penghitung jarak dan penampil ke 7-segment. SENSOR ULTRASONIK Yaitu suatu alat yang berfungsi mengukur besaran jarak dan kecepatan dan sensor ini tidak langsung dapat masuk ke mikrokontroller karena perlu pentesuaian besaran tegangan dan lain-lainnya maka dikondisikan dulu sinyalnya dibagian pengkondisi sinyal (signal conditioner), sehingga levelnya sesuai atau dapat dimengerti oleh bagian input mikrokontroller atau prosseor lainnya. Tampilan Kristal Cair (Liquid Crystal Display) LCD adalah : suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan di berbagai bidang misalnya dalam alat-alat elektronik seperti televisi, kalkulator ataupun layar komputer. Pada LCD berwarna semacam monitor terdapat banyak sekali titik cahaya (pixel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya, namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang susunan kristal cair tadi. Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring. Pemuat atau KAPASITOR merupakan alat elektrik atau elektronik yang mampu menyimpan tenaga di medan elektrik antara sepasang pengalir (plat). Proses menyimpan tenaga dalam kapasitor dikenali sebagai "mengecas", dan melibatkan cas elektrik yang mempunyai magnitud yang sama, tetapi kekutuban yang berlawan yang berkumpul di kedua-dua plat masing-masing. Kapasitor biasanya digunakan dalam litar elektrik dan litar elektronik sebagai alat storan tenaga. Kapasitor juga digunakan untuk memisahkan antara isyarat frekuensi tinggi dan rendah. Oleh itu, kapasitor biasanya digunakan sebagai penapis elektronik. RESISTOR atau tahanan atau penghambat, adalah suatu komponen elektronik yang memberikan hambatan terhadap perpindahan elektron (muatan negatif). Resistor disingkat dengan huruf "R" (huruf R besar). Satuan resistor adalah Ohm, yang menemukan adalah George Ohm (1787-1854), seorang ahli fisika bangsa Jerman. Tahanan bagian dalam ini dinamai konduktansi. Satuan konduktansi ditulis dengan kebalikan dari Ohm yaitu mho. Kemampuan resistor untuk menghambat disebut juga resistensi atau hambatan listrik. Besarnya diekspresikan dalam satuan Ohm. Suatu resistor dikatakan memiliki hambatan 1 Ohm apabila resistor tersebut menjembatani beda tegangan sebesar 1 Volt dan arus listrik yang timbul akibat tegangan tersebut adalah sebesar 1 ampere, atau sama dengan sebanyak 6.241506 × 1018 elektron per detik mengalir menghadap arah yang berlawanan dari arus. Hubungan antara hambatan, tegangan, dan arus, dapat disimpulkan melalui hukum berikut ini, yang terkenal sebagai [[hukum Ohm: KRISTAL ADALAH suatu padatan yang atom, molekul, atau ion penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga dimensi. Secara umum, zat cair membentuk kristal ketika mengalami proses pemadatan. Pada kondisi ideal, hasilnya bisa berupa kristal tunggal, yang semua atom-atom dalam padatannya "terpasang" pada kisi atau struktur kristal yang sama, tapi, secara umum, kebanyakan kristal terbentuk secara simultan sehingga menghasilkan padatan polikristalin. Misalnya, kebanyakan logam yang kita temui sehari-hari merupakan polikristal. Struktur kristal mana yang akan terbentuk dari suatu cairan tergantung pada kimia cairannya sendiri, kondisi ketika terjadi pemadatan, dan tekanan ambien. Proses terbentuknya struktur kristalin dikenal sebagai kristalisasi. Op-amp adalah rangkaian elektronik serbaguna yang dirancang dan dikemas khusus, sehingga dengan menambahkan komponen luar sedikit saja, sudah dapat dipakai untuk berbagai keperluan. Karakteristik terpenting dari sebuah op-amp yang ideal adalah: Penguatan loop terbuka amat tinggi Impedansi masukan yang sangat tinggi sehingga arus masukan dapat diabaikan Impedansi keluaran sangat rendah sehingga keluaran penguat tidak terpengaruh oleh pembeban. Pada op-amp terdapat satu terminal keluaran, dan dua terminal masukan. Terminal masukan yang diberi tanda (-) dinamakan terminal masukan pembalik (inverting), sedangkan terminal masukan yang diberi (+) dinamakan terminal masukan bukan pembalik (noninverting). Pengukur Jarak dengan Ultra Sonic Meminjam teknik echo sounder yang dipakai untuk mengukur kedalaman laut, bisa dibuat alat pengukur jarak dengan ultra sonic. Pengukur jarak ini memakai rangkaian yang sama dengan Jam Digital dalam artikel yang lalu, ditambah dengan rangkaian pemancar dan penerima Ultra Sonic. Prinsip kerja echo sounder untuk pengukuran jarak digambarkan dalam Gambar 1. Pulsa Ultrasonic, yang merupakan sinyal ultrasonic dengan frekwensi lebih kurang 41 KHz sebanyak 12 periode, dikirimkan dari pemancar Ultrasonic. Ketika pulsa mengenai benda penghalang, pulsa ini dipantulkan, dan diterima kembali oleh penerima Ultrasonic. Dengan mengukur selang waktu antara saat pulsa dikirim dan pulsa pantul diterima, jarak antara alat pengukur dan benda penghalang bisa dihitung. Gambar 1 Prinsip Echo Sounder Gambar 2 merupakan Rangkaian Jam Digital dalam artikel lalu yang direvisi untuk keperluan ini. Titik desimal pada tampilan satuan dinyalakan dengan tahanan R8. Setiap kali tombol Start ditekan, AT89C2051 membangkitkan pulsa ultrasonic pada Pin P3.4 yang dipancarkan dengan rangkaian Gambar 3, selanjutnya lewat pin P3.5 yang terhubung ke rangkaian penerima ultrasonic di Gambar 4, sambil mengukur selang waktu AT89C2051 memantau datangnya pulsa pantul. Hasil pengukuran waktu itu, dengan sedikit perhitungan matematis ditampilkan di sistem penampil 7 ruas sebagai besaran jarak, dengan satuan centimeter dan 1 angka dibelakang titik desimal. Gambar 2 Rangkaian Kontrol & Tampilan Pemancar pulsa Ultrasonic Pulsa Ultrasonic dibangkitkan di pin P3.4 AT89C2051 (ULTRA_OUT) dengan potongan Program 1, sebagai berikut: Potongan Program 1 - Membangkitkan sinyal ultra sonic 1 PulsaUltraSonic: 2 MOV R7,#24 Nilai awal R7 = 24 3 Loop: 4 NOP waktu untuk mengerjakan baris 4..14 5 NOP = 12 mikro-detik 6 NOP 7 NOP 8 NOP 9 NOP 10 NOP 11 NOP 12 NOP 13 CPL Ultra_Out Ultra_Out (P3.4) := not Ultra_Out 14 DJNZ R7,Loop Turunkan nilai R7, ulangi lagi kalau R7<>0 15 RET Processor memerlukan waktu untuk melaksanakan instruksi. Bagi AT89C2051 yang bekerja pada frekuensi 12 MHz, instruksi NOP (baris 4 sampai 12); instruksi CPL (baris 13) dilaksanakan dalam waktu 1 mikro detik, dan 2 mikro detik untuk melaksanakan instruksi DJNZ (baris 14). Dengan demikian waktu yang diperlukan untuk melaksanakan instruksi-instruksi di baris 3 sampai 13 adalah 12 mikro detik. Di baris 12, nilai Ultra_Out (= pin P3.4) dibalik, kalau semula Ultra_Out bernilai 0 setelah instruksi ini dijalankan Utltra_Out akan bernilai 1, dan sebaliknya kalau semula 1 dan berbalik menjadi 0. Di baris 13 nilai R7 dikurangi 1, selama R7 belum mencapai 0 AT89C2051 akan mengulang lagi baris 2 dan seterusnya. Di baris 1 R7 diberi nilai 24, dengan demikian baris 2 sampai 13 akan diulang sebanyak 24 kali, dan selama itu pin 3.4 akan berbalik dari 0 ke 1 dan 0 kembali sebanyak 12 kali. Dengan demikian, hasil kerja Potongan Program 1 adalah pulsa ultrasonic12 gelombang dengan frekuensi 1/24 mikrodetik = 41666 Hz Gambar 3 Rangkaian Pemancar Ultra Sonic Pulsa ultrasonic diperkuat dan dipancarkan dengan rangkaian pemancar Ultrasonic di Gambar 3. Rangkaian ini dibangun dengan Inverter CMOS MC14049, inverter U1B dipakai untuk membalik fasa sehingga tegangan di output gabungan U1A & U1C akan selalu berlawanan dengan tegangan di output gabungan U1D & U1E, dengan demikian amplitudo ultrasonic yang sampai di tranduser ultrasonic menjadi 2 kali lipat. C1 dipakai untuk menahan arus DC, sehingga hanya sinyal ultrasonic saja yang bisa masuk ke tranduser ultrasonic. Penerima pulsa Ultrasonic Rangkaian Penerima Ultrasonic pada Gambar 4, merupakan rangkaian yang umum dipakai untuk penerima ultrasonic, rangkaian ini bisa diganti dengan rangkaian yang lain, asalkan saat tidak ada sinyal ultrasonic keluarannya (ECHO_IN) bernilai ‘1’ dan menjadi ‘0’ begitu menerima sinyal ultrasonic, sesuai dengan kondisi yang dipantau AT89C2051 lewat Potongan Program 2. Gambar 4 Rangkaian Penerima Ultra Sonic Pengukuran selang waktu Pengukuran selang waktu dilakukan dengan bantuan Timer 1 yang ada di dalam IC AT89C2051 seperti terlihat pada Gambar 5. TL1 dan TH1 merupakan bagian dari Timer 1, masing-masing berupa pencacah 8 bit yang diuntai menjadi pencacah 16 bit (Mode 1). TR1 berfungsi untuk mengatur masuknya sinyal 1 MHz ke untaian pencacah, saat TR1 bernilai 0 tidak ada sinyal yang masuk, saat bernilai 1 maka untaian pencacah akan mencacah dari 0 sampai $FFFF (heksadesimal) dan kembali lagi ke 0, dan diikuti TF1 menjadi 1. 4. 5. Gambar 5 Pengukur Waktu Pengukuran selang waktu antara saat pulsa ultrasonic dikirim dan pulsa pantul diterima dilakukan dengan Potongan Program 2 sebagai berikut : TR1 diberi nilai 1 agar untaian pencacah bekerja (baris 1) dan ditunggu sampai isi pencacah menjadi 0 dengan cara menunggu TF1 sampai bernilai 1 (baris 2 dan 3). Segera setelah itu dibangkitkan pulsa ultrasonic dengan memanggil sub-rutin di Potongan Program 1 (baris 4), disusul menunggu pantulan pulsa dengan cara memantau P3.5 sampai bernilai 0 (baris 5 dan 7, abaikan dulu baris 6), setelah itu TR1 diberi nilai 0 (baris 7). Dengan demikian posisi untaian pencacah TL1/TH1 yang terakhir merupakan lamanya selang waktu dalam satuan mikro detik. Kalau jarak yang diukur terlalu jauh, pulsa ultrasonic yang dikirimkan tidak terpantulkan, akibatnya AT89C2051 akan menunggu terus di baris 5 dan 7, agar hal ini tidak terjadi ditambahkan baris 6, yakni sambil menunggu pulsa pantulan dipantau pula apakah untaian pencacah sudah melimpah, kalau sampai melimpah maka tidak perlu menunggu pulsa pantulan lagi, aliran program dialihkan ke Selesai, dan untaian pencacah dihentikan. Potongan Program 2 - Mengukur waktu pantulan ultra sonic 1 SET TR1 Hidupkan untaian pencacah 2 SampaiNol: 3 JNB TF1,SampaiNol Tunggu selama TF1 masih =1 4 ACALL PulsaUltraSonic Bangkitkan pulsa Ultrasonic 5 TungguPantulan: 6 JB TF1,Selesai TL1/TH1 melimpah? Ya, stop 7 JB P3.5,TungguPantulan Tunggu selama P3.5 =1 8 Selesai: 9 CLR TR1 Matikan untaian pencacah Perhitungan jarak Seperti diketahui, kecepatan rambat suara di udara adalah 34399.22 cm/detik, berarti untuk merambat sejauh 1 cm suara membutuhkan waktu 29 mikro detik. Selang waktu yang sudah tercatat di untaian pencacah TL1/TH1 (Potongan Program 3, baris 2 sampai dengan 4) setara dengan dua kali jarak pemancar ultrasonic dengan penghalang. Selang waktu tersebut dalam satuan mikro detik, untuk mengubah menjadi jarak (cm) harus membaginya dengan bilangan 58 (Potongan Program 3, baris 10 sampai dengan 13). Untuk mendapatkan angka pecahan di belakang desimal, karena rutin arithmatik yang dipakai adalah rutin perhitungan bilangan bulat (integer), maka sebelum pembagian di atas nilai TL1/TH1 dikalikan dulu dengan 10 (Potongan Program 3, baris 10 sampai dengan 13). Potongan Program 3 - Menghitung jarak 1 CLR A 2 MOV Operand,TL1 3 MOV Operand+1,TH1 4 MOV Operand+2,A 5 MOV Pengali,#10 6 MOV Pengali+1,A 7 MOV Pengali+2,A 8 ACALL Perkalian HasilKali := 10 * TL1_TH1 9; 10 MOV R0,#HasilKali 11 MOV R1,#Operand 12 ACALL Copy Copy-kan isi HasilKali ke Operand 13 MOV Pembagi,#58 14 MOV Pembagi+1,#0 15 MOV Pembagi+2,#0 16 ACALL Pembagian HasilBagi := (10*TL1_TH1) / 58 Perhitungan di atas adalah perhitungan secara biner, bilangan biner ini dirubah dulu menjadi bilangan desimal agar bisa ditampilkan. Bilangan biner tersebut dibagi dengan 1000 untuk mendapatkan angka ribuan, sisanya dibagi dengan 100 untuk mendapatkan angka ratusan dan seterusnya, seperti terlihat pada Potongan Program 4. Potongan Program 4 - Jarak dalam bentuk biner dirubah ke desimal untuk ditampilkan 1 MenampilkanHasil: 2 ACALL HapusTampilan 3; 4 MOV DPTR,#AngkaPembagi Mulai dengan 1000 5 MOV R7,#4 Maksimum 4 digit 6 MOV R4,#RuasRatusan 7 CLR F0 Belum pernah simpan 8 9 MOV R0,#HasilBagi 10 MOV R1,#SisaBagi 11 ACALL Copy 12 DigitBerikutnya: 13 MOV R0,#SisaBagi 14 MOV R1,#Operand 15 ACALL Copy 16 17 * Ambil AngkaPembagi dari Tabel 18 19 CLR A 20 MOV Pembagi+2,A 21 MOVC A,@A+DPTR 22 INC DPTR 23 MOV Pembagi,A 24 25 CLR A 26 MOVC A,@A+DPTR 27 INC DPTR 28 MOV Pembagi+1,A 29 30 ACALL Pembagian SisaBagi dibagi 1000; 100; 10 dan 1 31 32 MOV A,HasilBagi HasilBagi=0? 33 JNZ SimpanRuas Tidak, jadikan simpan ruas 34 JNB F0,Berikutnya Belum pernah simpan dan 0 35 SimpanRuas: 36 SETB F0 Sudah pernah simpan angka 37 ACALL JadikanRuas 38 MOV R0,$04 R0 <- R4 39 MOV @R0,A Simpan 40 Berikutnya: 41 INC R4 42 DJNZ R7,DigitBerikutnya 43 RET 44 45 AngkaPembagi: 46 DW 1000 47 DW 100 48 DW 10 49 DW 1 Rancangan di atas bisa dipakai untuk mengukur jarak sampai sejauh lebih kurang 10 meter, pada jarak tersebut waktu rambat suara lebih kurang sebesar 2 x 1000 cm x 29 mikro-detik/cm = 58.000 mikro detik, hampir mencapai angka maksimum yang bisa ditampung untaian pecacah TL1/TH1 yang 65535. Meskipun demikian untuk bisa mengukur sejauh itu, rangkaian pemancar dan penerima ultrasonic harus benar-benar dalam keadaan yang baik, terutama harus dipilih tranduser ultrasonic yang prima. Alat ini akan punya nilai komersil yang baik jika tampilan 7 ruas dengan LED diganti dengan tampilan LCD, agar pemakaian dayanya kecil dan bisa bekerja dengan baterai saja. Pemakaian LCD akan dibicarakan pada artikel lain. Program untuk mengendalikan AT89C2051 harus diisikan ke dalam IC microcontroller itu, untuk itu diperlukan alat yang dinamakan sebagai AT89C2051 Flash PEROM Programmer. Alat ini sangat sederhana, hanya memakai sebuah IC 74HC574A ditambah dengan sistem catu daya dan dihubungkan ke komputer PC lewat printer port
