Teknologi Mikrokontroler TerkiniPokok Bahasan : Sejarah Mikroprosesor dan Komputer Peranan Chip Mikrokontroler pada Teknologi Elektronika Berbagai Tipe Mikrokontroler Mengenal AT89S52

1.1 Sejarah Mikroprosesor dan Komputer1.1.1 Komputer Generasi PertamaHalo pembaca yang budiman, bersyukurlah saat ini Anda diberi kesempatan untuk dapat membaca buku saya, karena pada Bab 1 ini akan saya paparkan betapa pentingnya teknologi mikrokontroler pada berbagai aspek kehidupan. Meskipun perkembangan mikrokontroler didahului dengan munculnya mikroprosesor yang berdampak pada pesatnya pengembangan teknologi komputer, mikrokontroler sangat dibutuhkan untuk menjadi pengontrol utama sistem elektronika digital berukuran kecil dan menengah. Dengan memahami berbagai kelebihan dan penerapan mikrokontroler, maka sesungguhnya banyak hal berguna yang dapat kita lakukan untuk bangsa kita. Jauh sebelum ditemukannya transistor pada tahun 1947, sebenarnya komputer berukuran besar sudah digunakan untuk melakukan komputasi data. Bahasa pemrograman juga sudah ada pada sekitar tahun 1945 yang bernama Plankalkul yang dibuat oleh ilmuwan Jerman bernama Konrad Zuse ( baca : Tsoo zuh), namun belum sempat diterapkan karena kondisi pada saat itu sedang perang. Gambar dibawah ini merupakan foto dari Departemen Amerika yang menggunakan komputer digital pertama bernama ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). Digunakan untuk menghitung jarak tembakan pada perang dunia ke 2. Komputer tersebut menggunakan tabung vakum 19.000 buah setara dengan kecepatan kalkulator standar kita.

Gambar 1.1 Komputer digital pertama di US Army

Dengan ditemukannya transistor maka ukuran komputer yang berukuran 1 ruangan besar dapat diperkecil. Ukuran komputer menjadi sangat kecil dikarenakan penggunakan teknologi nano yang mampu menghasilkan chip yang terdiri dari ribuan bahkan jutaan transistor.

Gambar 1.2 transistor generasi pertama

Gambar diatas menampilkan hasil penelitian John Barden dan Walter Brattain di labolatorium Bell yang sedang melakukan penelitian crystal surfaces. Penelitian pada tahun 1947 menghasilkan kemajuan dengan menggantikan material yang lebih baik, dihasilkan transistor yang berfungsi sebagai penguat arus atau saklar elektronik. Transistor inilah yang menjadi cikal bakal dihasilkannya chip yang yang mampu membuat komputer kita menjadi seukuran jam tangan.

1.1.2 ProsesorPada sebuah komputer, terdapat mikroprosesor yang digunakan untuk memproses data. Mikroprosesor ialah suatu chip yang berfungsi sebagai pemroses data dari input yang diterima pada suatu system digital. Mikroprosesor paling mudah ditemukan pada Komputer (Central Processing Unit). Mikroprosesor yang umum pada komputer biasanya bermerek INTEL, AMD, atau CYRIX. Saat ini kecepatan prosesor INTEL Pentium 4 sudah sampai 3 GHz. Semakin tinggi

frekwensi prosesor dan lebar data (saat ini mencapai 64 Bit) maka semakin cepat pemrosesan yang dilakukan prosesor. Mikroprosesor merupakan bagian yang sangat penting di dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Pada tahun 1971, Intel memperkenalkan mikroprosesor pertama di dunia dengan seri 4004, yang digunakan untuk kalkulator. 4004 hanya mempunyai 2300 transistor dan merupakan chip 4 bit. Berselang 1 tahun kemudian, muncul mikroprosesor 8008, yang merupakan mikroprosesor 8 bit pertama dengan 3300 transistor. 2 tahun kemudian (tahun 1974) Intel memperkenalkan mikroprosesor general purpose, 8080 dengan 6000 transistor yang digunakan sebagai mikroprosesor untuk komputer di rumah-rumah.

1.1.3 Processor 8086 Pada tahun 1978, Intel memperkenalkan mikroprosesor 16 bit bernama 8086, yang mana merupakan pengembangan dari mikroprosesor sebelumnya yaitu 8080/8085. 8086 ialah mikroprosesor dengan lebar bus data sebesar 16 bit secara internal dan eksternal. Maksudnya ialah seluruh register lebarnya 16 bit dan ada bus data selebar 16 bit untuk mentransfer data ke dalam dan keluar CPU. Karena masih ada perangkat keras yang hanya berukuran 8 bit serta harga PCB dengan lebar 16 bit data yang sangat mahal, mikroprosesor ini mengalami masalah dengan lebar datanya. Oleh karena itu Intel meluncurkan mikroprosesor 8088 yang mampu menangani data 16 bit juga 8 bit data. Oleh karena itu pada tahun 1981 Intel mengubah komputer IBM menggunakan mikroprosesor 8088 yang ternyata sangat sukses di pasaran karena kompatibilitasnya.

1.2 Peranan Mikrokontroler pada Teknologi Elektronika1.2.1 Munculnya Mikrokontroler

Dengan berkembangnya teknologi mikroprosesor 8 bit dan 16 bit, seiring dengan itu muncul pula kebutuhan agar perangkat elektronika dapat dikemas sekecil mungkin. Seperti Atari, Nintendo, Sega, dan peralatan hiburan serta peralatan rumah tangga seperti AC dan Audio/Video. Untuk mendukung hal tersebut, tidak dapat dilakukan oleh mikroprosesor standar. Hal ini dikarenakan mikroprosesor membutuhkan komponen eksternal tambahan seperti Memori, pengolah analog ke digital dan perangkat komunikasi serial misalnya. Oleh karena itu dikembangkanlah chip yang di dalam kemasan tersebut sudah terdapat mikroprosesor, I/O Pendukung, Memori, bahkan ADC yang dikenal dengan istilah mikrokontroler. Mikrokontroler dapat disebut sebagai one chip solution karena terdiri dari :

CPU (central processing unit) CPU ialah bagian yang paling penting dari suatu mikroprosesor, ia melakukan pemrosesan data. RAM (Random Access Memory) RAM digunakan Untuk menimpan data sementara EPROM/PROM/ROM (Erasable Programmable Read Only Memory) ROM digunakan untuk menyimpan program yang bersifat permanent I/O (input/output) - serial and parallel

Unit ini berfungsi agar mikrokontroler dapat berkomunikasi dalam format serial atau paralel, sehingga dapat berkomunikasi dengan mudah dengan PC dan devais standar digital lainnya. Timers Timer berguna untuk mengatur pwaktuan pada system berbasis mikrokontroler, misal untuk delay atau pencacah. interrupt controller Berfungsi menangani suatu request pada saat mikrokontroler sedang running.

Memang benar, bahwa mikrokontroler digunakan untuk orientasi pengontrolan, seperti pengontrol temperature, penampil display LCD, pemroses sinyal digital, pemroses dan pengontrol mesinmesin industri dan sebagainya. Dengan mikrokontroler, anda dapat membuat robot hanya sebesar genggaman tangan anak / adik kita

1.2.2

Peranan Mikrokontroler saat ini

Mikrokontroler saat ini sudah dikenal dan digunakan secara luas pada dunia industri. Banyak sekali penelitian atau tugas akhir mahasiswa atau peneliti menggunakan berbagai versi mikrokontroler yang dapat dibeli dengan murah dari harga 15.000 350.000. Hal ini dikarenakan produksi massal yang dilakukan oleh para produsen chip seperti Atmel, Maxim dan Microchip. Mikrokontroler saat ini merupakan chip utama pada hampir setiap peralatan elektronika canggih. Robot-robot canggih bun bergantung pada kemampuan mikrokontroler dan ketekunan pembuat program mikrokntroler tersebut, hal ini karena menentukan kecepatan eksekusi program pada mikrokontroler dan kecerdasan pada mikrokontroler tersebut. Mikrokontroler umumny bekerja pada frekwensi sekitar 12 MHz hingga 40 MHz. Untuk meningkatkan kecerdasan pada mikrokontroler tersebut, berbagai penelitian berbasis kecerdasan buatan telah dilakukan. Salah satunya ialah penggunaan algoritma genetik untuk mencari jalur terpendek pada gerakan robot pencari sumber api. Jika anda tertarik pada aplikasi mikrokontroler pada robot, sudah selayaknya Anda memperdalam bidang ini, karena tiap tahun kita mengadakan Kontes Robot Cerdas Indonesia yang melibatkan berbagai universitas dan perusahaan di bidang elektronika. Penyebaran ilmu pengetahuan mikrokontroler di Indonesia sangat tidak merata. Berdasarkan pemantauan penulis, banyak sekali para ahli mikrokontroler terpusat di Jawa timur, Jawa Barat dan Jakarta. Penulis sangat berharap, hadirnya buku ini yang merupakan buku mikrokontroler terlengkap yang pernah ada dapat memperkecil kesenjangan hal tersebut. Mungkin anda akan bertanya, apa perbedaan prosesor embedded (prosesor yang dipasang pada system untuk tujuan tertentu)dengan mikrokontroler ? Saat ini mungkin sedikit sekali perbedaannya. Sebagai contoh saat ini arsitektur standar proseror berubah menjadi seperti mikrokontroler. Misalnya Motorola 68EC300, Intel 386 EX, and the IBM PowerPC 403GB. Chip-chip tersebut disebut sebagai supermicrocontrollers.

1.3 berbagai Tipe Mikrokontroler1.3.1 Mikrokontroler ATMEL

Mikrokontroler keluaran ATMEL dapat dikatakan sebagai mikrokontroler terlaris dan termurah saat ini. Chip mikrokontroler ini dapat diprogram menggunakan port paralel atau serial. Selain itu, dapat beroperasi hanya dengan 1 chip dan beberapa komponen dasar seprti kristal, resitor dan kapasitor. Silahkan kunjungi situs www.atmel.com untuk melihat dan mendowload informasi berbagai product dari ATMEL.

1.3.2

MikrokontrolerPIC

PIC ialah keluarga mikrokontroler tipe RISC buatan Microchip Technology. Bersumber dari PIC1650 yang dibuat oleh Divisi Mikroelektronika General Instruments. Teknologi Microchip tidak menggukana PIC sebagai akronim,melaikan nama brandnya ialah PICmicro. Hal ini karena PIC singkatan dari Peripheral Interface Controller, tetapi General Instruments mempunyai akronim PIC1650 sebagai Programmabel Intelligent Computer. PIC pada awalnya dibuat menggunakan teknologi General Instruments 16 bit CPU yaitu CP1600. * bit PIC dibuat pertama kali 1975 untuk meningkatkan performa sistem peningkatan pada I/). Saat ini PIC telah dilengkapi dengan EPROM dan komunikasi serial, UAT, kernel kontrol motor dll serta memori program dari 512 word hingga 32 word. 1 Word disini sama dengan 1 instruki bahasa assembly yang bervariasi dari 12 hingga 16 bit, tergantung dari tipe PICmicro tersebut. Silahkan kunjungi www.microchip.com untuk melihat berbagai produk chip tersebut.

1.3.3

Maxim

Maxim merupakan salah satu produsen chip yang fokus pada komponen digital dan kompunikasi seperti mikrocontroler, akuisisi data dan komponen RF (Radio Frekwensi). Maxim cukup inovatif dengan meluncurkan mikrokontroler yang mendukung jaringan komputer antara lain 80C400 dengan kecepatan tinggi. Anda dapat mengunjungi situs www.maxim-ic.com untuk melihat berbagai produk dan mendownload datasheet, atau contoh aplikasi. Beberapa chip mikrokontroler juga mendukung penggunakan compiler berbasis bahsaa C antara lai softwaqre Keil yang berfungsi sebagai compiler C , macro assemblers, real-time kernels, debuggers, simulator pada lingkungan IDE (Interface Design Environment) yang bagus.

1.4 Mikrokontroler Generasi terbaru1.4.1 Mikrokontroler AT89S52

Mikrokontroler 89S52 merupakan versi terbaru dibandingkan mikrokontroler AT89C51 yang telah banyak digunakan saat ini. AT89S52 mmpunyai kelebihan yaitu mempunyai flash memori sebesar 8K bytei, RAM 256 byte serta 2 buah data pointer 16 bit. Spesifikasinya :

Kompatibel dengan keluarga mikrokontroler MCS51 sebelumnya 8 K Bytes In system Programmable (ISP) flash memori dengan kemampuan 1000 kali baca/tulis tegangan kerja 4-5.0V Bekerja dengan rentang 0 33MHz 256x8 bit RAM internal 32 jarul I/) dapat deprogram 3 buah 16 bit Timer/Counter 8 sumber interrupt

saluran full dupleks serial UART watchdog timer dual data pointer Mode pemrograman ISP yang fleksibel (Byte dan Page Mode)

1.4.2 Spesial Function RegisterMikrokontroler mempunyai sebuah peta memori yang disebut sebagai Special Functin Register (SFR) seperti gambar dibawah ini.

1.4.3 Data MemoriAT89S52 menggunakan 256 bytes RAM dimaan 128 bytes bagian atas menempati alamat parallel ke special function register (SFR). Artinya 128 bagian atas mempunyai alamat yang sama dengan SFR namun secara fisik terpisah dari SFR. Ketika instruksi mengakses lokasi internal diatas 7FH, mode alama tyang digunakan pada instruksi menentukan apakah CPU mengakses 128 btyes atas atau SFR. Instruksi yang menggunakan pengalamatan langsung akan mengakses ruang SFR.

1.5 Aplikasi Pengkonversi Analog/Digital1.5.1 ADC Max158 , 8 channel 8 bit adc

1.5.2 DS1722 digital temperature (Harga IC 75.000)

di3039.txt ; ****************************************************************************************** ******* ; ; LISTING 1 - TURBO C FOR DATA-TRANSFER CYCLE ; ; "Parallel port provides high-resolution temperature sensing," EDN, October 3, 2002, pg 90 ; ; ****************************************************************************************** ******* #include #include #include #include #include #define VDD_ON 0x01 /* power to PIC through VDD_ON on pin 2 (D0) */ #define SCK #define PCSDO 0x02 /* serial clock for SPI provided by PC 0x04 /* serial data out from PC on Data bit 2 */ */

#define PCSDI #define SSOUT

0x20 /* note this is on Status register (bit 1) */ 0x40 /* =CE, active high, not low as for PIC SPI */ */

#define MCLR_HI 0x80 /* MCLR* on pin 9 (Data bit 7) normally high */ #define OPERATE VDD_ON | MCLR_HI /* normal operation of DS1722 /* adjust these to match the CPU speed */ #define DELTIME 10000 #define SECDELA 10000000 void dodelay(long); void outportd(unsigned char); int dport,sport; void main(void) { unsigned char LSB,transfer(unsigned char,unsigned char); char MSB; /* note this is signed */ void outportd(unsigned char outbyte); int i,j,it; float T; /* LPT1 port addresses */ if(!(dport = peek(0x40,0x08))) { printf("\n\n\nLPT1 not available... aborting\n\n\n"); exit(1); } sport = dport + 1; /* status port address */ /* settling time after transfers */ /* to get about 1 s sampling */

/* Initialize the Printer DATA Port for PIC operation */ /* includes putting SCK in the neutral 0 position: ~ is bitwise negation */ outportd(OPERATE&~SSOUT); printf("hit key to stop list\n"); transfer(0x80,0xE8); /* initialize DS1722 */ for(j=0;j