Sistem Mikroprosesor Arsitektur Mikrokontroler AT89S51

  • View
    72

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

mikroprosesor

Text of Sistem Mikroprosesor Arsitektur Mikrokontroler AT89S51

  • MIKROKONTROLERArsitektur Mikrokontroler AT89S51

  • Ringkasan Pendahuluan Mikrokontroler

    Mikrokontroler = P + Memori (RAM & ROM) +I/O Port + Programmable IC

    Mikrokontroler digunakan sebagai komponenpengendali

    Mikrokontroler digunakan untuk 1 tujuan (singlepurpose)

    Aplikasi mikrokontroler: dunia industri, kontrolproses, instrumentasi, home applications,robotika, dll

    Materi Mikrokontroler 8051 Atmel 89S51SAP

  • Outline

    Spesifikasi Mikrokontroler AT89S51 Diagram Blok Deskripsi Pin Port I/O

  • Spesifikasi Mikrokontroler AT89S51

    Kompatibel dengan produk MCS-51. 4K Byte flash memori yang dapat diprogram dan

    dihapus. Catu tegangan sebesar 4V 5,5V. Frekuensi operasi dari 0 Hz 33 MHz. 128 Byte RAM internal. 32 jalur I/O yang dapat diprogram (P0-P3). Dua buah Timer/Counter 16 bit. Lima vektor interupsi. Port serial (UART) full duplex.

  • Diagram Blok

  • Diagram Pin

    ControlBus

    Port 0

    Port 2

    VCC

    Port 3

    Port 1

    Reset

    OscillatorGround

  • Control Bus

    PSENProgram Store Enable, digunakan untuk mengaksesprogram memori eksternal. Biasanya pin inidikoneksikan dengan pin OE pada EPROM.

    ALE/PROGPin ini berfungsi untuk me-latch low byte alamatpada saat mengakses memori eksternal. Sedangsaat flash programming (PROG) berfungsi sebagaipulsa input.

    EA / VPPJika EA=1 maka mikrokontroler akan melaksanakaninstruksi dari ROM internalJika EA=0 maka mikrokontroler akan melaksanakaninstruksi dari ROM eksternal

    RSTMerupakan pin untuk memberikan sinyal reset padamikrokontroler. Pulsa dari low ke high akan meresetmikrokontroler

  • Port I/O

    Port 0Port 0 merupakan port paralel 8 bit dua arah (bi-directional)yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan.Port 0 juga memultipleks alamat dan data jika digunakanuntuk mengakses memori eksternal

    Port 1Port 1 merupakan port paralel 8 bit bi-directional denganinternal pull-up.Port 1 juga digunakan dalam proses pemrograman (InSystem Programming) P1.5 MOSI; P1.6 MISO ; P1.7 SCK

    Port 2Port 2 merupakan port paralel 8 bit bi-directional denganinternal pull-up.Port 2 akan mengirim byte alamat jika digunakan untukmengakses memori eksternal.

    Port 3Port 3 merupakan port paralel 8 bit bi-directional denganinternal pull-up.Port 3 juga bisa difungsikan untuk keperluan khusus

  • Fungsi Khusus Port 3

    PIN FUNGSI ALTERNATIFP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7

    RXD (port input serial)TXD (port output serial)INT0 (interrupt eksternal 0)INT1 (interrupt eksternal 1)T0 (input eksternal timer 0)T1 (input eksternal timer 1)WR (strobe penulisan data eksternal)RD (strobe pembacaan data eksternal)

  • Fungsi Pin Lain

    VCC

    Sumber tegangan, dapat menggunakansumber tegangan dari +2,5 V 6 V,biasanya menggunakan sumber tegangan+5 V

    GND Ground

    XTAL1Merupakan input untuk amplifier osilatorinverting dan input untuk rangkaian clockinternal

    RSTMerupakan keluaran dari amplifier osilatorinverting.

  • Perancangan Rangkaian Minimum

    Rangkaian minimal yang harus ada agarmikrokontroler dpt bekerja.

    Komponen Yg Harus Ada CPU Memori Program (ROM) Memori Data (RAM) Port I/O Pewaktuan CPU (Crystal 4-24 MHz) Reset Power Supply (5 Volt) EA, VPP dihubungkan ke VCC

    Internal (Sudah AdaDalamMikrokontroler)

    Eksternal

  • Pewaktuan CPU (Crystal)

    Mikrokontroler 8951 memiliki osilator internalbagi sumber clock CPU.

    Untuk menggunakan osilator internal diperlukankristal antara XTAL1 dan XTAL 2 dan sebuahkapasitor ground.

    Untuk kristalnya dapat digunakan frekuensi dari4 sampai 24 MHZ.

    Sedang untuk kapasitor dapat bernilai 20 pFsampai 40 pF.

    Bila menggunakan clock eksternal rangkaiandihubungkan seperti berikut :

  • Rangkaian Oscilator

  • Siklus Mesin

    Dalam mikrokontroler dikenal istilah MachineCycle (MC) / Siklus Mesin, dimana :

    1 MC = 6 state = 12 periode clock Jika frekuensi crystal yang digunakan adalah 12

    MHz maka 1 MC = 12/frekuensi crystal = 12/12MHz =1uS

  • Waktu Eksekusi

    Waktu eksekusi sebuah instruksi olehmikrokontroler tergantung dari jenis instruksidan frekuensi clock yang digunakan.

    Setiap instruksi memiliki panjang byte danjumlah siklus yang berbeda.

    Byte instruksi (Byte) menandakan jumlah lokasimemori yang dipakai

    Siklus instruksi (Cycle) menandakan jumlahmachine cycle yang dibutuhkan.

    Waktu eksekusi dapat dihitung dengan rumus :

  • Waktu Eksekusi

    Dimana :Tinst : Waktu yang dibutuhkan untuk mengeksekusi1 instruksi (Secon)C : Jumlah machine cycle

  • Waktu Eksekusi

    Contoh :Diketahui sebuah mikrokontroler dengan frekuensi crystal

    12 MHz. Berapakah waktu yang diperlukan untukmengeksekusi perintah berikut ini?

    Mov A,#30hJawab :Dari lembaran data 8051 Operational Code Mnemonics

    diketahui bahwa instruksi dengan formatMov A,#n adalah instruksi dengan Byte = 1 dan Cycle = 1Maka : Tinst = (1x12)/12MHz=1uS

  • Contoh Opcode (Operational Code Mnemonics)

  • Reset

    Mengapa Perlu Reset? Saat power dinyalakan, instruksi yang pertamakali dieksekusi oleh

    mikrokontroler adalah instruksi yang tersimpan pada address0000h.

    Agar Program Counter (PC) dapat menunjuk address 0000h padasaat awal maka mikrokontroler perlu di-reset.

    Caranya adalah dengan memberikan pulsa high pada pin Resetselama minimal 2 machine cycle ( jika f crystal = 12 MHz maka 2MC= 2uS).

    Setelah itu baru diberikan pulsa low. Kondisi ini dapat dipenuhidengan memasang rangkaian RC yang akan mensuplai teganganVcc ke pin 9 selama kapasitor mengisi muatan / charging.

    Konstanta waktu pengisian dapat dihitung dengan mengalikan nilaiR dan C.

    Pada rangkaian dibawah adalah : T=R.C = (8K2).(10uF) = 82mS.Setelah kapasitor terisi, maka pin 9 akan low.

  • Rangkaian Reset

  • Rangkaian Minimum

    Tombol push buttondipasang agar pada saatrunning Mikrokontroler dapatjuga di-reset.Pin EA / External Accessharus dihubungkan ke +5Vagar mikrokontroler dapatmengambil byte instruksidari ROM internalmikrokontroler.

  • Untuk Pertemuan Minggu Depan

    Baca dan pahami Arsitektur MikrokontrolerAT89S51

    Mengulang sekilas pelajaran hari ini Mempunyai Modul Rangkaian AT89S51 Baca dan pahami mengenai Organisasi Memori

    Mikrokontroler AT89S51