RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN(RPP)

Satuan Pendidikan : SMK Negeri 1 Kota CirebonTahun Pelajaran : 2014/2015Kelas/Semester : XI/3Program Keahlian : Teknik KetenagalistrikanPaket Keahlian : Teknik Otomasi IndustriMata Pelajaran : Sistem Kontrol Terprogram Alokasi Waktu : 6 jp (1 x 6 jp)Materi Pokok : Dasar-dasar mikrokontroller

(1) Pengertian mikrokontroller V.S. mikroprosesor,(2) Prinsip dan operasi, (3) konfigurasi, jenis mikrokontroller, (4) Lay Out dan Blok diagram mikrokontroller, (5) arsitektur mikrokontroller (Bus data dan

alamat, Pembacaan dan penulisan memory, memory dan perluasan kapasitas memory), clock, register,interupsi, Timer/Counter

Pertemuan ke : 7

A. Kompetensi Inti1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya 2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin,

tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran,damai), santun, responsif dan proaktif, dan menunjukkan sikapsebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalamberinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alamserta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalampergaulan dunia.

3. Memahami, menerapkan dan menganalisis pengetahuan faktual,konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunyatentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, danhumaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan,dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalambidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah.

4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranahabstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya disekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifikdi bawah pengawasan langsung

B. Kompetensi Dasar1.1

Menyadari sempurnanya konsep Tuhan tentang benda-benda denganfenomenanya untuk dipergunakan sebagai aturan dalam melaksanakanpekerjaan di bidang kontrol terprogram

1.2

Mengamalkan nilai-nilai ajaran agama sebagai tuntunan dalammelaksanakan pekerjaan di bidang kontrol terprogram

2 Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, teliti, kritis, rasa ingin

1

.1

tahu, inovatif dan tanggung jawab dalam dalam melaksanakanpekerjaan di bidang kontrol terprogram.

2.2

Menghargai kerjasama, toleransi, damai, santun, demokratis,dalam menyelesaikan masalah perbedaan konsep berpikirdalammelakukan tugas di bidang kontrol terprogram.

2.3

Menunjukkan sikap responsif, proaktif, konsisten, danberinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial sebagaibagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam melakukanpekerjaan di bidang kontrol terprogram.

3.5

Menentukan program pengendalian system otomasi industry dengan mikrokontroller.Indikator :3.5.1 Mendeskripsikan perbedaan fungsi blok diagram

mikroprosesor dengan mikrokontroller3.5.2 Menjelaskan konfigurasi mikrokontroler3.5.3 Menjelaskan prinsip kerja mikrokontroller 3.5.4 Menyebutkan jenis-jenis mikrokontroller

4.5

Mengoperasikan rangkaian pengendalian dengan menggunakan mikrokontrollerIndikator :4.5.1 Mengidentifikasi jenis mikrokontroler4.5.2 Menggambarkan konfigurasi pin Mikrokontroller ATMEGA

8535

C. Tujuan PembelajaranSetelah mengikuti kegiatan pembelajaran dasar logika dan digital,peserta didik mampu:1. Mendeskripsikan perbedaan fungsi blok diagram mikroprosesor

dengan mikrokontroller sesuai dengan modul secara jujur dan tanggung jawab.

2. Menjelaskan konfigurasi mikrokontroler sesuai dengan modul secara jujur dan tanggung jawab.

3. Menjelaskan prinsip kerja mikrokontroller sesuai dengan modul secara jujur dan tanggung jawab.

4. Menyebutkan jenis-jenis mikrokontroller sesuai dengan modul secara jujur dan tanggung jawab.

5. Mengidentifikasi jenis mikrokontroler sesuai dengan modul secara jujur dan tanggung jawab.

6. Menggambarkan konfigurasi pin Mikrokontroller ATMEGA 8535 sesuai dengan modul secara jujur dan tanggung jawab.

D. Materi Pembelajaran

Perbedaan Mikrokontroler dan MikroprosesorMikroprosesor

Mikroprosesor dalam perkembangan komputer digital disebutsebagai Central Processing Unit (CPU) yang bekerja sebagai pusat

2

pengolah dan pengendalian pada sistem komputer mikro. Sebuahmikroprosesor tersusun dari tiga bagian penting yaitu : - Arithmetic Logic Unit (ALU) berfungsi menyediakan fungsi

pengolahan- Register Unit (RU) berfungi mengontrol fungsi prosesor- Control Unit (CU) berfungi penyimpan sementara dalam

mikroprosesorseperti terlihat pada Gambar 1 di bawah ini.

Gambar. Blok Diagram Mikroprosesor

Untuk membangun fungsi sebagai komputer mikro, sebuahmikroprosesor harus dilengkapi dengan memori, biasanya memoriprogram yang hanya bisa dibaca (Read Only Memory=ROM) dan memoriyang bisa dibaca dan ditulisi (Read Write Memory=RWM), decodermemori, osilator, dan sejumlah peralatan input output seperti portdata seri dan paralel.Pokok dari penggunaan mikroprosesor adalah untuk mengambil data,membentuk kalkulasi, perhitungan atau manipulasi data, danmenyimpan hasil perhitungan pada peralatan penyimpan ataumenampilkan hasilnya pada sebuah monitor atau cetak keras.

MikrokontrolerMikrokontroler adalah komputer mikro dalam satu chip tunggal.

Mikrokontroler memadukan CPU, ROM, RWM, I/O paralel, I/O seri,counter-timer, dan rangkaian clock dalam satu chip tunggal sepertiterlihat pada Gambar 2 di bawah ini.

Gambar. Blok Diagram Mikrokontroler

Sama halnya dengan mikroprosesor, mikrokontroler adalah pirantiyang dirancang untuk kebutuhan umum. Penggunaan pokok darimikrokontroler adalah untuk mengontrol kerja mesin atau sistemmenggunakan program yang disimpan pada sebuah ROM. Untuk melihatperbedaan konsep diantara mikroprosesor dan mikrokontroler dibawah ini ditunjukan tabel perbandingan konfigurasi, arsitektur,

3

dan set instruksi diantara mikroprosesor Z-80 CPU denganmikrokontroler 8051.

Tabel: Perbedaan Mikrokontroler dan Mikroprosesor

Perbandingan Mikrokontroler dan Mikroprosesor bukanlah berartimenunjukkan bahwa yang satu lebih baik dari yang lainnya. Keduarancangan tersebut memiliki penekanan dan tujuan yang berbeda.

KONSEP DASAR MIKROKONTROLER

Dengan  memahami bagian-bagian dan fungsi bagian-bagiandari mikrokontroler secara umum untuk keluarga tertentu merupakanpedoman pemahaman  konsep dasar bagaimana prinsip kerja suatumikrokontroler.

Deskripsi Mikrokontroler.  Pemahaman konsep dasar darimikrokontroler ditunjukkan pada Gambar 2.1 Diagram blokmikrokontroler umum.

4

No. Konfigurasi PIN

Mikroprosesor

Z-80 CPU

Mikrokontroler

80511. Jumlah PIN 40 402. Jumlah PIN Alamat 16 163. Jumlah PIN Data 8 84. Jumlah PIN Interupt 2 2

5. Jumlah PIN I/O - 4 x 8 (A, B,C, D)

6. Register 8 bit 20 347. Register 16 bit 4 28. Ukuran Stack 64 K 1289. ROM Internal - 4 K byte10. RAM Internal - 128 Kbyte

11. Memory External 64 Kbyte 128 Kbyte

12. Flag 6 4

13. Timer 0 2

14. Port Paralel 0 4 x 8 bit

15 Port Serial 0 1

Gambar Diagram blok mikrokontroler umum

Masing-masing bagian tersebut saling dihubungkan melalui internalbus, umumnya terdiri dari 3 bus yaitu address bus, data bus, dan controlbus. Masing-masing bagian memiliki fungsi-fungsi :a. Register adalah suatu tempat penyimpanan (variabel) bilanganbulat 8 atau 16 bit. Pada umumnya register jumlahnya banyak,masing-masing ada yang memiliki fungsi khusus dan ada pula yangmemiliki kegunaan umum. Register yang memiliki fungsi khususmisalnya adalah register timer yang berisi data penghitungan pulsauntuk timer, atau register pengatur mode operasi counter (pencacahpulsa). Sedangkan register yang bersifat umum digunakan untukmenyimpan data sementara yang diperlukan untuk prosespenghitungan dan proses operasi mikrokontroler. Register dengankegunaan umum dibutuhkan mengingat pada saat yang bersamaanmikrokontroler hanya mampu melakukan operasi aritmatika ataulogika hanya pada satu atau dua operand saja. Sehingga untukoperasi-operasi yang melibatkan banyak variabel harusdimanipulasi dengan menggunakan variabel-variabel register umum.

b. Accumulator merupakan salah satu register khusus yang berfungsisebagai operand umum proses aritmetika dan logika.

c. Program Counter merupakan salah satu register khusus yangberfungsi sebagai pencacah/penghitung eksekusi programmikrokontroler.

d. ALU (Arithmetic and Logic Unit) memiliki kemampuan mengerjakanproses-proses aritmatika (penjumlahan, pengurangan, perkalian,pembagian)   dan  operasi logika (misalnya AND, OR, XOR, NOT)terhadap    bilangan bulat 8 atau 16 bit.

e. Clock Circuits mikrokontroler adalah rangkaian logika sekuensial,dimana proses kerjanya berjalan melalui sinkronisasi clock. Karenanya diperlukan clock circuits yang menyediakan clock bagiseluruh bagian rangkaian.

f.  Internal ROM  (Read Only Memory) merupakan  memori penyimpandata yang isinya tidak dapat diubah atau dihapus (hanya dapatdibaca). ROM biasanya diisi dengan program untuk menjalankanmikrokontroler segera setelah power dinyalakan, dan berisi data-data konstanta yang diperlukan oleh program. Isi ROM tidak dapathilang walaupun power dimatikan.

5

g. Internal RAM (Random Access Memory) merupakan  memoripenyimpan data yang isinya dapat diubah atau dihapus. RAMbiasanya berisi data-data variabel dan register. Data yangtersimpan pada RAM bersifat hilang jika catu daya yang terhubungpadanya dimatikan.

h. Stack Pointer adalah bagian dari RAM yang memiliki metodepenyimpanan dan pengambilan data secara khusus. Data yangdisimpan dan dibaca tidak dapat dilakukan dengan metode acak.Karena data yang masuk ke dalam stack pada urutan yang terakhiradalah data yang pertama kali dibaca   kembali. Stack Pointer berisioffset dimana posisi data stack yang terakhir  masuk (atau yangpertama kali dapat diambil).

i. I/O (input/output) Ports merupakan sarana yang dipergunakan olehmikrokontroler untuk mengakses peralatan-peralatan lain di luardirinya, berupa pin-pin yang dapat berfungsi untuk mengeluarkandata digital ataupun menginputkan data.

j. Interrupt circuits adalah rangkaian yang memiliki fungsi untukmengendalikan sinyal-sinyal interupsi baik internal maupuneksternal. Adanya  sinyal interupsi akan menghentikan eksekusinormal program mikrokontroler untuk selanjutnya menjalankan sub-program untuk melayani interupsi tersebut.

      Diagram blok tersebut tidaklah selalu sama untuksetiap jenis mikrokontroler. Beberapa mikrokontroler menyertakanrangkaian ADC (Analog to Digital Converter) di dalamnya, ada pula yangmenyertakan port I/O serial di samping port I/O paralel yangsudah ada.

Cara Kerja MikrokontrolerBeberapa tahun terakhir, mikrokontroler sangat banyak

digunakan ter dalam pengontrolan robot. Seiring perkembanganelektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak dengan bahasapemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalahmikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) ATmega8535yang menggunakan teknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing)dimana program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan satusiklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program. Secaraumum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu kelas ATtiny,keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnyayang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, danfungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan,mereka bisa dikatakan hampir sama.Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap.Mikrokontroler AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADCinternal, EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator,dll (M.Ary Heryanto, 2008). Sehingga dengan fasilitas yang lengkapini memungkinkan kita belajar mikrokontroler keluarga AVR denganlebih mudah dan efisien, serta dapat mengembangkan kreativitaspenggunaan mikrokontroler ATmega8535.

Prinsip kerja  mikrokontroler adalah  :

6

a.  Berdasarkan nilai yang berada pada register Program Counter,mikrokontroler mengambil data pada ROM dengan address sebagaimananilai yang tertera pada Program Counter. Selanjutnya Program Counterditambah nilainya dengan 1 (increment) secara otomatis. Data yangdiambil tersebut adalah urutan instruksi program pengendalimikrokontroler yang sebelumnya telah dibuat oleh pemakai. 

b. Instruksi tersebut diolah dan dijalankan. Proses pengerjaanbergantung   pada jenis instruksi: bisa membaca, mengubah nilai-nilai pada register, RAM, isi port atau melakukan pembacaan dandilanjutkan dengan pengubahan data. 

c.  Program Counter telah berubah nilainya (baik karena penambahanotomatis sebagaimana pada langkah 1 di atas atau karenapengubahan pada langkah b. Selanjutnya yang dilakukanmikrokontroler adalah mengulang kembali siklus ini pada langkah1. Demikian seterusnya hingga power dimatikan.

            Dari pengertian di atas dapat disimpulkan bahwa padadasarnya unjuk kerja mikrokontroler sangatlah bergantung padaurutan instruksi yang dijalankannya, yaitu program yang ditulis diROM.             Dengan membuat program yang bermacam-macam, makatentunya mikrokontroler dapat mengerjakan proses yang bermacam-macam pula. Fasilitas-fasilitas yang ada misalnya timer/counter, portI/O, serial port, Analog to Digital Converter (ADC) dapat dimanfaatkan olehprogram untuk menghasilkan proses yang diinginkan.  Misalnya sajaADC dipergunakan oleh sebuah mikrokontroler pengendali alat ukurdigital untuk mengukur tegangan sinyal input. Kemudian hasilpembacaan ADC diolah untuk kemudian dikirimkan ke sebuah displayyang terhubung pada port I/O, menampilkan hasil pembacaan yangtelah diolah. Proses pengendalian ADC, pemberian sinyal-sinyalyang tepat pada display, kesemuanya dikerjakan secara berurutanpada program yang ditulis di ROM.            Penulisan program mikrokontroler pada umumnya adalahmenggunakan bahasa assembly untuk mikrokontroler yang bersangkutan(setiap mikrokontroler memiliki instruksi bahasa assembly yangberlainan). Kemudian dengan bantuan sebuah komputer, bahasaassembly tersebut diubah menjadi bahasa mesin mikrokontroler, dandisalin ke dalam ROM mikrokontroler.

Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega8535 adalahsebagai berikut:1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, danport D.2. ADC internal sebanyak 8 saluran.3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.5. SRAM sebesar 512 byte.6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.7. Port antarmuka SPI8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

7

9. Antarmuka komparator analog.10. Port USART untuk komunikasi serial.11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatanmaksimal 16 MHz.12. Dan lain-lainnya.

Gambar Arsitektur mikrokontroler Atmega 8535

Konstruksi ATmega8535Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memoriprogram, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruangsendiri dan terpisah.a. Memori program

ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyteyang terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing-masingalamat memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagimenjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian programaplikasi.b. Memori data

ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byteyang terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, registerI/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memoriRAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diaksessebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 bytedigunakan untuk memori data SRAM.c. Memori EEPROM

ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yangterpisah dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM inihanya dapat diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu

8

register EEPROM Address, register EEPROM Data, dan register EEPROMControl. Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan sepertimengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebihlama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM. ATmega8535merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADCinternal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADCATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended inputmaupun differential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memilikikonfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dankemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudahdisesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.Jenis-Jenis Mikrokontroler

Jenis-Jenis Mikrokontroler secara umum mikrokontroler terbagimenjadi 3 keluarga besar yang ada di pasaran. Setiap keluargamemepunyai cirri khas dan karekteriktik sendiri sendiri, berikutpembagian keluarga dalam mikrokontroler:Keluarga MCS51

Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktrolerCISC buatan ATMEL. Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12siklus clock. Mikrokontroler ini berdasarkan arsitektur Harvarddan meskipun awalnya dirancang untuk aplikasi mikrokontroler chiptunggal, sebuah mode perluasan telah mengizinkan sebuah ROM luar64KB dan RAM luar 64KB diberikan alamat dengan cara jalurpemilihan chip yang terpisah untuk akses program dan memori data.

Salah satu kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalahpemasukan sebuah mesin pemroses boolean yang mengijikan operasilogika boolean tingkatan-bit dapat dilakukan secara langsung dansecara efisien dalam register internal dan RAM. Karena itulahMCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (programmable LogicControl).Contoh :

AT89Sxx AT89Cxx AT89C2051

AVRMikrokonktroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering

disingkat AVR merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISCinilah sebagian besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklusclock. AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakaidalam bidang elektronika dan instrumentasi.

Secara umum, AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas. Padadasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori,peripheral dan fungsinya. Keempat kelas tersebut adalah keluargaATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx.PIC

PIC ialah keluarga mikrokontroler tipe RISC buatan MicrochipTechnology. Bersumber dari PIC1650 yang dibuat oleh Divisi

9

Mikroelektronika General Instruments. Teknologi Microchip tidakmenggukana PIC sebagai akronim,melaikan nama brandnya ialahPICmicro. Hal ini karena PIC singkatan dari Peripheral InterfaceController, tetapi General Instruments mempunyai akronim PIC1650sebagai Programmabel Intelligent Computer.

PIC pada awalnya dibuat menggunakan teknologi GeneralInstruments 16 bit CPU yaitu CP1600. * bit PIC dibuat pertama kali1975 untuk meningkatkan performa sistem peningkatan pada I/). Saatini PIC telah dilengkapi dengan EPROM dan komunikasi serial, UAT,kernel kontrol motor dll serta memori program dari 512 word hingga32 word. 1 Word disini sama dengan 1 instruki bahasa assembly yangbervariasi dari 12 hingga 16 bit, tergantung dari tipe PICmicrotersebut. Silahkan kunjungi www.microchip.com untuk melihatberbagai produk chip tersebut.

Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari ProgrammableInterface Controller. Tetapi pada perkembangannya berubah menjadiProgrammable Intelligent Computer. PIC termasuk keluargamikrokonktroler berarsitektur Harvard yang dibuat oleh MicrochipTechnology. Awalnya dikembangkan oleh Divisi MikroelektronikGeneral Instruments dengan nama PIC1640. Sekarang Microhip telahmengumumkan pembuatan PIC-nya yang keenam.

PIC cukup popular digunakan oleh para developer dan para penghobi ngoprek karena biayanya yang rendah, ketersediaan dan penggunaan yang luas, database aplikasi yang besar, serta pemrograman (dan pemrograman ulang) melalui hubungan port  serial yang terdapat pada komputer.

Konfigurasi Pin Mikrokontroller AVR ATMega 8535/16/32 Konfigurasi pin Mikrokontroler AVR ATMega 8535/16/32 yang

memiliki 40 buah pin (kaki), dengan 32 pin diantaranya digunakansebagai port paralel .Satu port paralel terdiri dari 8 pin, sehinggajumlah port pada mikrokontroler adalah 4 port, yaitu port A, port B,port C dan port D. Sebagai contoh adalah port A memiliki pin antara portA.0 sampai dengan port A.7, demikian selanjutnya untuk port B, port C,port D. Diagram pin mikrokontroler dapat dilihat pada gambarberikut:susunannya dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

10

        AVR ATmega8535AVR ATmega16/32

Dari gambar di atas dapat dilihat perbedaan dari pin Mikrokontroler AVR ATMega 8535/16/32, yang terletak pada pin 24 sampai pin ke 27 yang mempunyai fungsi khusus.

  Berikut adalah penjelasan mengenai fungsi dari tiap-tiap pin (kaki) yang ada pada Mikrokontroler AVR ATMega 8535/16/32:

VCC: (Pin 10) merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukancatu daya.

GND: (Pin 11) merupakan pin ground. Port A (PA0-PA7): (Pin 33-40) merupakan pin I/O dua arah (bi-

directional) dan pin masukan ADC. Port B (PB0-PB7): (Pin 1-8) merupakan pin I/O dua arah dan pin

fungsi khusus, yaitu timer/counter, komparator analog, dan SPI. Port C (PC0-PC7): (Pin 22-29) merupakan pin I/O dua arah dan pin

fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan TimerOscilator.

Port D (PD0-PD7): (Pin 14-21) merupakan pin I/O dua arah dan pinfungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dankomunikasi serial.

Reset merupakan pin yang digunakan untuk me-resetmikrokontroler.

XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

E. Pendekatan/Model/Metodeo Pendekatan : Pendekatan saintifiko Model Pembelajaran: Discovery learningo Metode : Paparan, Praktek terbimbing, Diskusi dan Tanyajawab

F. Alat/Media/Sumber Pembelajaran

11

Alato Laptop/PC Dekstopo LKS (Lembar Kerja Siswa)o Bascom AVR

Mediao LCD projector, Powerpoint.o Trainer mikrokontrolero Downloader SP200SE

Sumber Pembelajaran1. Teknik Digital, mikroprosesor dan mikrokomputer, Lukas Willa.2. Mengenal Teknik Digital, Deddy Rusmadi.3. Rangkaian Digital, Muchlas.4. Data Sheet Komponen5. Buku referensi dan artikel yang sesuai

G. Kegiatan PembelajaranAlokasi waktu yang disediakan untuk penyajian topik : 1. Pengertian mikrokontroller V.S. mikroprosesor, 2. Prinsip dan operasi, 3. konfigurasi, jenis mikrokontroller,

4. Lay Out dan Blok diagram mikrokontroller, arsitektur mikrokontroller (Bus data dan alamat, Pembacaan dan penulisan memory, memory dan perluasan kapasitas memory), clock, register, interupsi, Timer/Counter, 5. ulangan harian materi pertemuan 3 - 6 (45 menit)Pertemuan 7: Software compiler Bascom ( Menginstal, menulis, mesnimulasikan program) Kegiatan Deskripsi Kegiatan Alokasi

WaktuPendahul

uan1. Siswa dan guru bersama-sama memulai pembelajaran dengan berdo’a.

2. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru berhubungan dengan kesiapan belajar.

3. Siswa menerima informasi tentang keterkaitan kebutuhan industri dengan pembelajaran yang akandilaksanakan.(apersepsi)

4. Siswa menerima informasi tentang penilaian yang akan dilaksanakan terkait Penerapan Rangkaian Digital (45 menit), kompetensi dan materi yang akan dipelajari, langkah pembelajaran dan penggunaan mikrokontroler dalam sistem otomasi.

15menit

Inti Fase 1: Stimulation (Pemberian rangsangan)Siswa memperhatikan dan mencatat penjelasan tentang. Pengertian dan perbedaan mikrokontroller V.S. mikroprosesor, Prinsip dan operasi, konfigurasi, jenis mikrokontroller, Lay Out dan Blok diagram mikrokontroller, arsitektur mikrokontroller (Bus data dan alamat, Pembacaan

45menit

ulanganharian

(materipertemu

12

Kegiatan Deskripsi Kegiatan AlokasiWaktu

dan penulisan memory, memory dan perluasan kapasitas memory), clock, register, interupsi, Timer/Counter Mengamati. Guru mengajukan pertanyaan mengenai perbedaan setiap konfigurasi pin keluarga mikrokontroler untuk memicu sikap berfikir telitidan kritis siswa (Menanya)Fase 2: Problem statement (pertanyaan/identifikasi masalah)Guru memberikan orientasi masalah tentangperbedaan setiap keluarga mikrokontroler (MCS51,AVR, dan PIC). Fase 3: Data collection (pengumpulan data/mencoba)5. Peserta didik mecoba browsing tentang perbedaan keluarga mikrokontroler (MCS51, AVR, dan PIC). (Mengumpulkan informasi/ mencoba).

Fase 4: Data Proccessing (pengolahan data)6. Peserta didik menganalisis perbedaan

mikrokontroler (MCS51, AVR, dan PIC) berdasarkan konfigurasi pin dan fitur yang tersedia di setiap keluarga miikrokontroller.

7. Secara berkelompok peserta mendiskusikan permasalahan yang diajukan mengenai perbedaan mikrokontroler (MCS51, AVR, dan PIC). (Mengasosiasi/menalar)

Fase 5: Generalization (menarik kesimpulan/generalisasi)8. Setelah kegiatan praktek selesai, setiap

kelompok secara bergiliran menyerahkan data hasil diskusi kelompoknya. (Mengkomunikasikan)

9. Siswa mencermati penguatan yang diberikan oleh guru.

an ke-3s/d 6)

200menit

Penutup 10. Guru melakukan tanya jawab dengan siswauntuk membuat rangkuman materi belajar.

11. Guru memberikan penguatan konsep dari materiyang diajarkan (Konfirmasi).

12. Guru mengakhiri kegiatan pembelajaran denganberdo’a, dan memberikan motivasi untuk tetapsemangat serta mengingatkan siswa untukmempelajari materi baru yang lebih menantang.

10menit

2. Penilaian Teknik penilaian : Pengamatan dan Tes Tertulis Prosedur penilaian :

N Aspek yang dinilai Teknik Penilaian Waktu Penilaian

13

o1.

Sikapa. Menunjukkan sikap jujur dalam kegiatan mengerjakan tugas/latihan.

b. Menunjukkan sikap disiplin dalam kegiatan pembelajaran.

c. Menunjukkan sikap tanggung jawab dalam kegiatan melaksanakan tugas yang diberikan.

d. Menunjukkan sikapteliti dalam kegiatan melaksanakan tugas yang diberikan.

1.Pengamatan/observasi Lampiran 1

2.Penilaianantar teman Lampiran 2

3.Penilaian diri Lampiran 3

4.Jurnal Lampiran 4

Selama pembelajarandan saat diskusi

Dilakukan diakhir semester 1 peserta didik dinilai oleh 5 peserta didik lainnya

Dilakukan diakhir semester

Selama pembelajarandan saat diskusi

2.

Pengetahuana. Mendeskripsikanperbedaan fungsi blok diagram mikroprosesor dengan mikrokontroller

b. Menjelaskan konfigurasi mikrokontroler

c. Menjelaskan prinsip kerja mikrokontroller

d. Menyebutkan jenis-jenis mikrokontroller

1. Tes tertulis Lampiran 5

Mengerjakan soal setelah selesai pembelajaran

3.

Keterampilana. Mengidentifikasi jenis mikrokontroler

b. Menggambarkan konfigurasi pin Mikrokontroller ATMEGA 8535.

1. Praktik Lampiran 6

2. Portofolio Lampiran 7

Penyelesaian tugas (baik individu maupun kelompok) pada saat melakukanpraktik di lab

Pada saat diskusi dan menyusun laporan

14

LAMPIRAN 1

LEMBAR PENGAMATAN PENILAIAN SIKAPPENILAIAN OBSERVASI

No

Nama Siswa/Kelompok

Jujur Disiplin

Tanggung Jawab teliti

NilaiAkhir

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 41.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.1

15

6.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32

16

.33.34.35.

Keterangan:4 = jika empat indikator terlihat3 = jika tiga indikator terlihat2 = jika dua indikator terlihat1 = jika satu indikator terlihatIndikator Penilaian Sikap:Jujura. Menyampaikan sesuatu berdasarkan keadaan yang sebenarnyab. Tidak menutupi kesalahan yang terjadic. Tidak mencontek atau melihat data/pekerjaan orang lain d. Mencantumkan sumber belajar dari yang dikutip/dipelajariDisiplina. Tertib mengikuti instruksib. Mengerjakan tugas tepat waktuc. Tidak melakukan kegiatan yang tidak dimintad. Tidak membuat kondisi kelas menjadi tidak kondusifTanggung Jawaba Melaksanakan tugas secara teratur.b Peran serta aktif dalam kegiatan diskusi kelompokc Mengajukan usul pemecahan masalah.d Mengerjakan tugas sesuai yang ditugaskanTelitia. Mengerjakan tugas dengan baik dan benar b. Memanfaatkan bahan praktek dengan efektif dan efisienc. Membaca parameter alat ukur dengan benard. Menggunakan peralatan praktek sesuai SOP

Nilai akhir sikap diperoleh dari modus (skor yang palingsering muncul) dari keempat aspek sikap di atas.

Kategori nilai sikap:a. Sangat baik jika memperoleh nilai akhir 4b. Baik jika memperoleh nilai akhir 3c. Cukup jika memperoleh nilai akhir 2d. Kurang jika memperoleh nilai akhir 1

17

Cirebon, … ………….. 2014Guru Mata Pelajaran

MO C H. TAPSIR , S.Pd NIP. 19760323 200902 1 004

18

LAMPIRAN 2

LEMBAR PENILAIAN SIKAPPENILAIAN TEMAN SEBAYA

PetunjukBerilah tdi ceklist (V) pada pilihan yang paling menggambarkan kondisi teman sejawat kamu dalam kurun waktu 2 minggu terakhir

Nama Teman yang dinilai.........

No Aspek Penilaian 4 3 2 11. Siswa menunjukkan kerjasama dalam

mengerjakan tugas kelompok2. Siswa menerima pendapat orang lain yang

diekspresikan dengan pernyataan maumenerima atau mengharap orang lainmemberikan pendapat

3. Siswa menerima kritikan. yang diekspresikan dengan pernyataan mau menerima atau mengharap orang lain memberikan masukan

4. Sopan dan santun dalam memberikankritikan kepada siswa lain yangdiekspresikan dengan cara memintakesempatan dan rela jika pendapatnyatidak diterima

5. Kerelaan membantu teman yang lain yangmengalami kesulitan dalam mengemukakanpendapat yang diekspresikan denganmendorong atau memberikan kesempatanteman untuk berpendapat

Keterangan:4 = jika selalu dilakukan3 = jika sering dilakukan2 = jika jarang dilakukan1 = jika tidak pernah dilakukan

Nilai akhir sikap diperoleh dari modus (skor yang palingsering muncul) dari keempat aspek sikap di atas.

Kategori nilai sikap:a. Sangat baik jika memperoleh nilai akhir 4b. Baik jika memperoleh nilai akhir 3c. Cukup jika memperoleh nilai akhir 2d. Kurang jika memperoleh nilai akhir 1

19

Cirebon, … ………….. 2014Guru Mata Pelajaran

MO C H. TAPSIR , S.Pd NIP. 19760323 200902 1 004

LAMPIRAN 3

LEMBAR PENILAIAN SIKAPPENILAIAN DIRI

PENILAIAN DIRI

Nama : …………………………….…………...

Untuk pertanyaan 1 sampai dengan 7, tulis masing-masinghuruf sesuai dengan pendapatmu!

A = Selalu (4)B = Sering (3)C = Jarang (2)D = Tidak pernah (1)

1 _____

Saya bekerja-sama dalam menyelesaikan tugas kelompok

2 _____

Saya menunjukkan sikap disiplin dalam menyelesaikan tugas individu maupun kelompok

3 _____

Saya menunjukkan rasa percaya diri dalam mengemukakan gagasan, bertanya, atau menyajikan hasil diskusi

4 _____

Saya berusaha untuk berpikir kritis dalam mempelajari penggunaan mikrokontroler dalam ketenagalistrikan

5 _____

Saya bertanggung-jawab terhadap tugas-tugas yang diberikan, baik dalam tugas individu maupun kelompok

6 _____

Saya berusaha untuk selalu jujur dalam mengerjakansoal-soal latihan maupun saat ulangan/evaluasi

7 ____ Saya memiliki rasa ingin tahu berkaitan dengan

20

_ materi yang disampaikan

Cirebon, … ………….. 2014Guru Mata Pelajaran

MO C H. TAPSIR , S.Pd NIP. 19760323 200902 1 004

21

LAMPIRAN 4

LEMBAR PENILAIAN JURNALNama : ……………………………………………….Kelas

: ………………

No Hari / Tanggal

Sikap/Perilaku KeteranganPositif

Negatif

123456

Ket :1. Ceklist () sikap/perilaku yang dilakukan siswa2. Isi keterangan dengan deskripsi sikap perilaku siswa

Cirebon, … ………….. 2014Guru Mata Pelajaran

MO C H. TAPSIR , S.Pd NIP. 19760323 200902 1 004

22

LAMPIRAN 5LEMBAR TES TULIS

Penilaian PengetahuanTes Tertulis (Post Test)1. Berdasarkan fungsi dan blok diagramnya, jelaskan perbedaan

antara mikroprocessor dengan mikrokontroler !2. Jelaskan fungsi konfigurasi mikrokontroler di bawah ini :

- Register - Accumulator- Program Counter.- ALU (Arithmetic and Logic Unit) - Clock Circuits- Internal ROM  (Read Only Memory) - Internal RAM (Random Access Memory)- Stack Pointer- I/O (input/output) Ports- Interrupt circuits

3. Jelaskan proinsip kerja mokrokontroler secara umum !4. Sebutkan jenis mikrokontroller desertai contohnya5. Gambarkan konfigurasi/fiungsi pin mikrokontroller atmega

8535 !Teknik PenskoranNomor

SoalLangkah penyelesaian Pensko

ran

1. Mikroprosesor berfungsi sebagai pusat pengolahdan pengendalian pada sistem komputer mikro.Sebuah mikroprosesor tersusun dari tiga bagianpenting yaitu : - Arithmetic Logic Unit (ALU) berfungsimenyediakan fungsi pengolahan

- Register Unit (RU) berfungi mengontrol fungsiprosesor

- Control Unit (CU) berfungi penyimpan sementaradalam mikroprosesor

6

23

Blok diagram mikroprocessor digambarkan seperti dibawah ini.

Mikrokontroler adalah komputer mikro dalam satuchip tunggal yang memadukan fungsi CPU, ROM, RWM,I/O paralel, I/O seri, counter-timer, danrangkaian clock Blok diagram Mikrokontrolerdigambarkan seperti di bawah ini.

Fungsi mikrokontroler adalah untuk mengontrol kerja mesin atau sistem menggunakan program yang disimpan pada sebuah ROM.

2. Fungsi konfigurasi mikrokontroler :a. Register secara umum digunakan untuk menyimpandata sementara yang diperlukan untuk prosespenghitungan dan proses operasi mikrokontroler.Register yang memiliki fungsi khusus misalnyaadalah register timer yang berisi data penghitunganpulsa untuk timer, atau register pengatur modeoperasi counter (pencacah pulsa.

b. Accumulator merupakan salah satu register khususyang berfungsi sebagai operand umum prosesaritmetika dan logika.

c. Program Counter merupakan salah satu registerkhusus yang berfungsi sebagaipencacah/penghitung eksekusi programmikrokontroler.

d. ALU (Arithmetic and Logic Unit) berfungsimengerjakan proses-proses aritmatika(penjumlahan, pengurangan, perkalian,pembagian)   dan  operasi logika (misalnya AND,OR, XOR, NOT) terhadap    bilangan bulat 8 atau16 bit.

e. Clock Circuits mikrokontroler adalah rangkaianlogika sekuensial, berfungsi mensinkronkanproses kerja mikrokontroler.

8

24

f.  Internal ROM  (Read Only Memory) merupakan memori penyimpan data yang isinya tidak dapatdiubah atau dihapus (hanya dapat dibaca)walaupun power dimatikan. ROM biasanya diisidengan program untuk menjalankan mikrokontrolersegera setelah power dinyalakan, dan berisidata-data konstanta yang diperlukan olehprogram.

g. Internal RAM (Random Access Memory) merupakanmemori penyimpan data yang isinya dapat diubahatau dihapus. RAM biasanya berisi data-datavariabel dan register. Data yang tersimpan padaRAM bersifat hilang jika catu daya yangterhubung padanya dimatikan.

h. Stack Pointer adalah bagian dari RAM yang memilikimetode penyimpanan dan pengambilan data secarakhusus secara berurutan. Stack Pointer berisioffset dimana posisi data stack yang terakhirmasuk (atau yang pertama kali dapat diambil).

i. I/O (input/output) Ports berfungsiuntuk mengaksesperalatan-peralatan lain di luar, berupa pin-pinyang dapat berfungsi untuk mengeluarkan datadigital ataupun menginputkan data.

j. Interrupt circuits berfungsi untuk mengendalikansinyal-sinyal interupsi baik internal maupuneksternal. Adanya  sinyal interupsi akanmenghentikan eksekusi normal programmikrokontroler untuk selanjutnya menjalankansub-program untuk melayani interupsi tersebut.

3. Prinsip kerja  mikrokontroler adalah  :a.  Berdasarkan nilai yang berada pada register

Program Counter, mikrokontroler mengambil datapada ROM dengan address sebagaimana nilai yangtertera pada Program Counter. Selanjutnya ProgramCounter ditambah nilainya dengan 1 (increment)secara otomatis. Data yang diambiltersebut adalah urutan instruksi programpengendali mikrokontroler yang sebelumnya telahdibuat oleh pemakai. 

b. Instruksi tersebut diolah dan dijalankan.Proses pengerjaan bergantung pada jenisinstruksi: bisa membaca, mengubah nilai-nilaipada register, RAM, isi port atau melakukanpembacaan dan dilanjutkan dengan pengubahandata. 

c.  Program Counter telah berubah nilainya (baik karena penambahan otomatis sebagaimana pada langkah 1 di atas atau karena pengubahan pada langkah b. Selanjutnya yang dilakukan

4

25

mikrokontroler adalah mengulang kembali siklus inipada langkah 1. Demikian seterusnya hingga power dimatikan.

4. Jeinis-jenis mikrokontroller :- Keluarga MCS51Contoh : AT89Sxx, AT89Cxx, AT89C2051 - AVR (Alv and Vegard’s Risc processor)Contoh : keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx,keluarga ATMega dan AT86RFxx.- PIC (Programmable Intelligent Computer)Contoh : PIC 16F877A, PIC1650, PIC1640.

8

5. Gambar konfigurasi IC ATMEGA 8535

Konfigurasi pin Mikrokontroler AVR ATMega 8535/16/32 :- 32 pin port terbagi dalam 4 bagian (@8 pin) masing 4

port, yaitu port A (A.0 – A.7), port B (B.0 – B.7),port C (C.0 – C.7), dan port D (D.0 – D.7)

- 5 pin Power DC ( Vcc, GND, GND, ARef, Avcc)- 1 pin Reset- 2 Clock (Crystal

4

Jumlah skor 30Nilai 100

Nilai yang diperoleh siswa = jumlahskoryangdiperolehjumlahbobotskor×100

26

LAMPIRAN 6LEMBAR PENILAIAN KINERJA

Penilaian Kinerja Praktikum

No Nama Siswa

KeterampilanSkor

MembacaKode IC

Menentukanmikrokontrol

ler

Menentukantata letakpin IC

1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.

27

16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.

Keterangan:C : Kurang Terampil (1)B : Terampil (3)A : Sangat Terampil (5)

Penilaian Hasil Praktek

No Nama SiswaKeterampilan

SkorKecermatan Gambarkonfigurasi IC

1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11

28

PenilaianKeterampilan=JumlahSkor

TotalSkorMaksimalx100

.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33

29

.34.35.36.

Keterangan:C : Kurang Terampil (1)B : Terampil (3)A : Sangat Terampil (5)

LAMPIRAN 7PENILAIAN PORTOFOLIO

Jenis Portofolio : Kumpulan Hasil Tugas individu atau Kelompok

Tujuan Portofolio : Memantau perkembangan kemampuan keterampilan siswa untuk dapat perbedaan keluarga mikrokontroler (MCS51, AVR, dan PIC)

Tugas :1. Buat rangkuman tentang perbedaan fitur dan konfigurasikeluarga mikrokontroler (MCS51, AVR, dan PIC ).

2. Simpan setiap tugas yang diberikan ke dalam map individusiswa

3. Batas waktu pengumpulan tugas adalah di pertemuanterakhir.

Pedoman Penskoran

-Kriteria SkorMaksimal

Siswa menyimpan semua tugas yang telah dikerjakan dengan lengkap, dan tugas dikerjakan dengan benar, serta dikumpulkan tepat waktu

4

Siswa menyimpan tugas-tugas yang telah dikerjakan, dan sebagian besar benar tapi kurang lengkap, serta dikumpulkan tepat waktu

3

Siswa menyimpan tugas-tugas yang telah dikerjakan, namun sebagian besar salah, kurang lengkap, dan tidak dikumpulkan tepat waktu

2

Siswa menyimpan tugas-tugas yang telah 1

30

PenilaianKeterampilan=JumlahSkor

TotalSkorMaksimalx100

dikerjakan, namun tugas yang dikerjakan salah, dan kurang lengkap, serta tidak dikumpulkan tepat waktu Siswa tidak menyimpan satu pun tugas-tugas yang diberikan karena tidak pernah mengumpulkan tugas

0

LEMBAR PENILAIAN PORTOFOLIONama siswa/Kelompok : Kelas : Semester/Tahun Pelajaran :

No

JenisTugas KD Nila

i

Tdi Tangan Keterangan(Tgl

Pengumpulan)

PesertaDidik Guru

1.2.3.4.5.

31