Cara Kerja Komunikasi UART dan USART

UART (Universal Asincrhounus Recivier transmiter)

UART atau Universal Asynchronous Receiver-Transmitter adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal. UART sekarang ini termasuk di dalam beberapa mikrokontroler (contohnya, PIC16F628).

UART atau Universal Asynchronous Receiver Transmitter adalah protokol komunikasi yang umum digunakan dalam pengiriman data serial antara device satu dengan yang lainnya. Sebagai contoh komunikasi antara sesama mikrokontroler atau mikrokontroler ke PC. Dalam pengiriman data serial , clock antara pengirim dan penerima harus sama karena paket data dikirim tiap bit mengandalkan clock tersebut. Inilah salah satu keuntungan model asynchronous dalam pengiriman data karena dengan hanya satu kabel transmisi maka data dapat dikirimkan. Berbeda dengan model synchronous yang terdapat pada protokol SPI (Serial Peripheral Interface) dan I2C (Inter-Integrated Circuit) karena protokol membutuhkan minimal dua kabel dalam transmisi data, yaitu transmisi clock dan data. Namun kelemahan model asynchronous adalah dalam hal kecepatannya dan jarak transmisi. Karena semakin cepat dan jauhnya jarak transmisi membuat paket-paket bit data menjadi terdistorsi sehingga data yang dikirim atau diterima bisa mengalami error.

Tipe-tipe UART :

1.       8250 UART pertama pada seri ini. Tidak memiliki register scratch, versi 8250A merupakan versi perbaikan dari 8250 yang mampu bekerja dengan lebih cepat

2.       8250A UART ini lebih cepat dibandingkan dengan 8250 pada sisi bus. Lebih mirip secara perangkat lunak dibanding 16450;

3.       8250B Sangat mirip dengan 8250;

4.       16450 Digunakan pada komputer AT dengan kecepatan 38,4 Kbps, masih banyak digunakan hingga sekarang;

5.       16550 Generasi pertama UART yang memiliki penyangga, dengan panjang 16-byte, namun tidak bekerja (produk gagal) sehingga digantikan dengan 16550A;16550A UART yang banyak digunakan pada komunikasi kecepatan tinggi, misalnya 14,4 Kbps atau 28,8 Kbps;16650 UART baru, memiliki penyangga FIFO 32-byte, karakter Xon/Xoff terprogram dan mendukung manajemen sumber daya;

6.       16750 Diproduksi oleh Texas Instrument, memiliki FIFO 64-byte.

USART (Universal Synchronous-Asynchronous Receiver/Transmitter)

USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART.

USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja. Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronousharus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK.

Komunikasi serial data antara master dan slave pada SPI diatur melalui 4 buah pin yang terdiri dari SCLK, MOSI, MISO, dan SS sbb:

1.       SCLK dari master ke slave yang berfungsi sebagai clock

2.       MOSI jalur data dari master dan masuk ke dalam slave

3.       MISO jalur data keluar dari slave dan masuk ke dalam master

4.       SS (slave select) merupakan pin yang berfungsi untuk mengaktifkan slave

Kebutuhan komputer minimal

JENIS-JENIS RAM

1.     

DRAM (Dynamic Random Access Memory)

DRAM (Dynamic Random Access Memory) yang merupakan memori semikonduktor yang memerlukan kapasitor sebagai tumpuan untuk menyegarkan data yang ada di dalamnya. RAM ini memiliki kecepatan lebih tinggi dari EDO-RAM. Namun lebih rendah dibandingkan SRAM.

Dalam strukturnya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan kapasitor per bit, sehingga memiliki kepadatan sangat tinggi. DRAM mempunyai frekuensi kerja yang bervariasi, yaitu antara 4,77MHz hingga 40MHz.

2.     

SDRAM (Sychronous Dynamic Random Access Memory)

SDRAM (Sychronous Dynamic Random Access Memory) adalah jenis RAM yang merupakan kelanjutan dari DRAM namun telah diskronisasi oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. Cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz.

3.     

RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory)

RAM jenis ini memiliki kecepatan sangat tinggi, pertama kali digunakan untuk komputer dengan prosesor Pentium 4. Slot Memori untuk RD RAM adalah 184 pin. Bentuk RD RAM adalah Rate Inline Memory Modul (RIMM). Memiliki kecepatan hingga 800 MHz.

4.     

SRAM (Static Random Access Memory)

SRAM (Static Random Access Memory) adalah jenis RAM yang terbuat dari semacam semikonduktor yang tidak memerlukan kapasitor dan tidak memerlukan penyegaran secara berkala sehingga lebih cepat. Namun SRAM memiliki kelemahan, yakni biaya produksinya mahal sehingga hanya tersedia dalam kapasitas kecil dan menangani bagian yang benar-benar penting

5.     

EDORAM (Extended Data Out Random Access Memory)

RAM jenis ini memiliki kemampuan yang lebih cepat dalam membaca dan mentransfer data dibandingkan dengan RAM biasa. Slot memori untuk EDO � RAM adalah 72 pin. Bentuk EDO-RAM lebih panjang daripada RAM yaitu bentuk Single Inline Memory Modul (SIMM). Memiliki kecepatan lebih dari 66 Mhz.

6.     

FPM DRAM (First Page Mode DRAM)

FPM DRAM (First Page Mode DRAM) adalah merupakan bentuk asli dari DRAM. Laju transfer maksimum untuk cache L2 mendekati 176 MB per sekon. FPM bekerja pada rentang frekuensi 16MHz hingga 66MHz dengan access time sekitar 50ns.

7.     

Flash RAM

Flash RAM adalah jenis memory berkapasitas rendah yang digunakan pada perngkat elektronika seperti, TV, VCR, radio mobil, dan lainnya. Memerlukan refresh dengan daya yang sangat kecil.

8.      VGRAM (Video Graphic Random Acces Memory)

VGRAM (Video Graphic Random Acces Memory) Yaitu VGRAM biasanya digunakan untuk menyimpan kandungan pixel bagi sebuah paparan grafik. Penggunaan cip VGRAM akan memberikan prestasi video yang baik dan mengurangi tekanan pada CPU.

9.      DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Acces Memory)

RAM jenis ini memiliki kecepatan sangat tinggi dengan menggandakan kecepatan SD RAM, dan merupakan RAM yang banyak beredar saat ini. RAM jenis ini mengkonsumsi sedikit power listrik. Slot Memori untuk DDR SDRAM adalah 184 pin, bentuknya adalah RIMM.

10. 

SO-DIMM (Small Outline Dual In-Line Memory Module)

SO-DIMM (Small Outline Dual In-Line Memory Module) merupakan jenis memory yang digunakan pada perangkat notebook. Bentuk fisiknya kira-kira setengah dari besar DDR biasa sehingga dapat lebih menghemat ruang yang tentunya sangat berharga pada perangkat mobile seperti notebook. Perkembangan generasi SO-DIMM biasanya sejalan dengan perkembangan RAM untuk komputer desktop. Ketika DDR3 SDRAM diluncurkan dipasaran, DDR3 SO-DIMM juga ikut diluncurkan. Modul tersebut menggunakan slot yang memiliki 204 pin.

Perbedaan RAM dan Chace

Perbedaan cache memory dan main memory (RAM) adalah cache memory lebih mahal dari memori utama. Perbedaan antara RAM disk dan disk cache adalah dalam masalah siapa yang mengendalikan disk tersebut. RAM disk dikendalikan oleh peng guna sepenuhnya, sedangkan disk cache dikendalikan oleh sistem operasi. Random Access Memory (RAM), merupakan bagian memory yang bisa digunakan oleh para pemakai untuk menyimpan program dan data. Kas Memori / Memory Cache (cache dibaca seperti cash: ‘kesh’) adalah mekanisme penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data / instruksi yang sering diakses. Cache memory Memori berkapasitas terbatas, Main Memory berukuran bermega-mega byte atau bergiga-giga byte. Ukuran cache memori adalah kecil, semakin besar kapasitasnya maka akan memperlambat proses operasi cache memori itu sendiri Cache memory harus lebih cepat dari main memory. Kerja cache adalah antisipasi terhadap permintaan data memori yang akan digunakan CPU.

Apa perbedaan Chace 1 L1 dan L2

Perbedaan Chace L1 dan L2 adalah :

Cache L1 adalah memori yang utama. Kecepatannya sama dengan kecepatan processor.

Cache L2 adalah memori yang kedua (sekunder) Kecepatannya dibawah kecepatan Cache L1.

Fungsi Cache L1:
Sejumlah kecil SRAM memori yang digunakan sebagai cache yang terintegrasi atau satu paket di dalam modul yang sama pada prosesor. L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang sama pada prosesor. Berguna untuk menyimpan secara sementara instruksi dan data, dan memastikan bahwa prosesor memiliki supply data yang stabil untuk diproses sementara memori mengambil dan menyimpan data baru.

Fungsi Cache L2:
Fungsinya sama dengan L1 Cache, L2 Cache dikenal juga dengan nama secondary cache, adalah memory yang memiliki urutan kecepatan kedua (tipe memori yang paling cepat adalah L1 Cache) yang disediakan untuk mikroprosesor.

Cache memori level 1 (L1) adalah cache memori yang terletak dalam prosesor (cache internal). Cache ini memiliki kecepatan akses paling tinggi dan harganya paling mahal.Ukuran memori berkembang mulai dari 8Kb, 64Kb dan 128Kb.Cache level 2 (L2) memiliki kapasitas yang lebih besar yaitu berkisar antara 256Kb sampai dengan 2Mb. Namun cache L2 ini memiliki kecepatan yang lebih rendah dari cache L1. Cache L2 terletak terpisah dengan prosesor atau disebut dengan cache eksternal.

Gambar dan sebutkan bagian yang ada pada harddisk beserta fugsinya

Sebutkan Cara Kerja CD

CD dan DVD sudah ada dimana-mana saat ini. CD digunakan untuk menyimpan semua file anda. Musik, gambar, video, dan berbagai software bisa masuk dalam satu keping CD. Compact Disk sangat mudah digunakan dan sangatlah murah. Dengan Rp. 10.000, banyak toko yang memberikan 4 keping CD sekaligus. Jika anda memiliki CD-R Drive, maka anda bisa memindahkan semua data-data anda ke sebuah CD.

CD menggunakan beberapa material, sehingga dapat menyimpan informasi. Bahan untuk membuat CD adalah sebagai berikut:

1.                  Label

2.                  Acrylic

3.                  Aluminium

4.                  Polycarbonate plastic

Sebuah CD dapat menampung informasi hingga 783 MB jika dihitung secara pasnya. CD memiliki diameter 4,8-inch (12 cm). Untuk menampung 783 MB pada ukuran kecil seperti ini, bentuk byte secara individual sangatlah kecil.

download disini

Gambar skematik piranti mikrokontroler

Komputer Terapan (Mikrokontroler)

1.      Jenis-Jenis Mikrokontroler

Jenis-Jenis Mikrokontroler yang populer

Keluarga MCS51

Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC. Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock. Mikrokontroler ini berdasarkan arsitektur Harvard dan meskipun awalnya dirancang untuk aplikasi mikrokontroler chip tunggal, sebuah mode perluasan telah mengizinkan sebuah ROM luar 64KB dan RAM luar 64KB diberikan alamat dengan cara jalur pemilihan chip yang terpisah untuk akses program dan memori data.

Salah satu kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalah pemasukan sebuah mesin pemroses boolean yang mengijikan operasi logika boolean tingkatan-bit dapat dilakukan secara langsung dan secara efisien dalam register internal dan RAM. Karena itulah MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (programmable Logic Control).

AVR

Mikrokonktroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering disingkat AVR merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklus clock. AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi.

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

PIC

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.

Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari Programmable Interface Controller. Tetapi pada perkembangannya berubah menjadi Programmable Intelligent Computer. PIC termasuk keluarga mikrokonktroler berarsitektur Harvard yang dibuat oleh Microchip Technology. Awalnya dikembangkan oleh Divisi Mikroelektronik General Instruments dengan nama PIC1640. Sekarang Microhip telah mengumumkan 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.

ARM

ARM adalah prosesor dengan arsitektur set instruksi 32­bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM merupakan singkatan dari Advanced RISC Machine (sebelumnya lebih dikenal dengan kepanjangan Acorn RISC Machine). Pada awalnya ARM prosesor dikembangkan untuk PC (Personal Computer) oleh Acorn Computers, sebelum dominasi Intel x86 prosesor­ Microsoft di IBM PC kompatibel menyebabkan Acorn Computers bangkrut.

Melalui izin dari seluruh dunia, arsitektur ARM adalah yang paling umum dilaksanakan32-bit set instruksi arsitektur. Arsitektur ARM diimplementasikan pada Windows,Unix, dan sistem operasi mirip Unix, termasuk Apple iOS, Android, BSD, Inferno,Solaris, WebOS, Plan 9 dan GNU / Linux. Advanced RISC Machine awalnya dikenal sebagai Mesin Acorn RISC.

Masing-masing keluarga mempunyai turunan sendiri-sendiri. Sekarang kita akan membahas pembagian jenis-jenis mikrokontroler yang telah umum digunakan.

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 V
• Bekerja dengan rentang 0 – 33MHz
• 256×8 bit RAM internal
• 32 jalur I/O 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)

Jenis-jenis Mikrokontroler Atmel lain yang ada di pasaran adalah sebagai berikut:

Atmel AT91 series (ARM THUMB architecture)

• Atmel AVR32
• AT90, Tiny & Mega series – AVR (Atmel Norway design)
• Atmel AT89 series (Intel 8051/MCS51 architecture)
• MARC4

AMCC

Hingga Mei 2004, mikrokontroler ini masih dikembangkan dan dipasarkan oleh IBM, hingga kemudian keluarga 4xx dijual ke Applied Micro Circuits Corporation, jenis-jenisnya yaitu:

• 403 PowerPC CPU (PPC 403GCX)
• 405 PowerPC CPU (PPC 405EP, PPC 405GP/CR, PPC 405GPr, PPC NPe405H/L)
• 440 PowerPC Book-E CPU (PPC 440GP, PPC 440GX, PPC 440EP/EPx/GRx, PPC 440SP/SPe)

Cypress MicroSystems

Jenis dari Cypress MicroSystems yang ada di pasaran adalah CY8C2xxxx (PSoC)

Freescale Semiconductor

Hingga 2004, mikrokontroler ini dikembangkan dan dipasarkan oleh Motorola, yang divisi semikonduktornya dilepas untuk mempermudah pengembangan Freescale Semiconductor, adapun jenis-jenisnya yaitu sebagai berikut:

• 8-bit (68HC05 (CPU05), 68HC08 (CPU08), 68HC11 (CPU11))
• 16-bit (68HC12 (CPU12), 68HC16 (CPU16), Freescale DSP56800 (DSPcontroller))
• 32-bit (Freescale 683XX (CPU32), MPC500, MPC 860 (PowerQUICC), MPC 8240/8250 (PowerQUICC II), MPC 8540/8555/8560 (PowerQUICC III))

Fujitsu

Jenis chip mikrokontroler yang dikeluarkan oleh fujitsu diantaranya adalah sebagai berikut:

• F²MC Family (8/16 bit)
• FR Family (32 bit)
• FR-V Family (32 bit RISC)

Holtek

Chip mikrokontroler keluaran holtek adalah jenis HT8.

Intel

Intel adalah salah satu perusahan yang banyak mengeluarkan jenis chip di pasaran, secara umum intel mengeluarkan dua jenis chip mikrokontroler yaitu:

• 8-bit (8XC42, MCS48, MCS51, 8061, 8xC251)
• 16-bit (80186/88, MCS96, MXS296, 32-bit, 386EX, i960)

Microchip

Dalam mengeluarkan prduknya, microchip membagi produknya kedalam beberapa jenis yaitu:

• Low End, Mikrokontroler PIC 12-bit
• Mid Range, Mikrokontroler PIC 14-bit (PIC16F84, PIC16F877)
• 16-bit instruction PIC
• High End, Mikrokontroler PIC 16-bit

National Semiconductor

Jenis chip mikrokontroler yang dikeluarkan oleh National Semiconductor adalah jenis COP8 dan CR16.

NEC

NEC mempunyai beberapa jenis chip mikrokontroler yang ada dipasaran yaitu : jenis 17K, 75X, 78K, V850.

Philips Semiconductors

Ada tiga jenis chip mikrokontroler yang dikeluarkan oleh perusahaan ini yaitu : LPC2000, LPC900, LPC700.

Renesas Tech. Corp.

Renesas adalah perusahan patungan Hitachi dan Mitsubishi. Perusahaan ini mengeluarkan beberapa jenis mikrokontroler yang ada dipasaran yaitu : H8, SH, M16C, M32R.

ST Microelectronics

STMicroelectronic merupakan salah satu perusahaan yang bergerak juga dalam produksi chip mikrokontroler, diantaranya produknya adalah : ST 62, ST 7.

Texas Instruments

Dua jenis chip mikrokontroler yang di produksi oleh perusahaan ini adalah : TMS370, MSP430.

Western Design Center

Perusahaan Wistern Design Center memproduksi dua tipe chip mikrokontroler yang beredar di pasaran yaitu:

• Tipe 8-bit (W65C02-based µCs)
• Tipe 16-bit (W65816-based µCs)

Ubicom

Ubicom memproduksi beberapa tipe chip mikrokontroler diantaranya adalah:

• SX-28, SX-48, SX-54
  Seri Ubicom’s SX series adalah jenis mikrokontroler 8 bit yang, tidak seperti biasanya, memiliki kecepatan tinggi, memiliki sumber daya memori yang besar, dan fleksibilitas tinggi. Beberapa pengguna menganjurkan mikrokontroller pemercepat PICs. Meskipun keragaman jenis mikrokontroler Ubicom’s SX sebenarnya terbatas, kecepatan dan kelebihan sumber dayanya yang besar membuat programmer bisa membuat perangkat virtual lain yang dibutuhkan. Referensi bisa ditemukan di Parallax’s Web site, sebagai penyalur utama.
• IP2022
  Ubicom’s IP2022 adalah mikrokontroler 8 bit berkecepatan tinggi (120 MIPs). Fasilitasnya berupa: 64k FLASH code memory, 16k PRAM (fast code dan packet buffering), 4k data memory, 8-channel A/D, various timers, and on-chip support for Ethernet, USB, UART, SPI and GPSI interfaces.

Xilinx

Ada dua jenis chip mikrokontroler yang dikeluarkan oleh perusahaan Xilink diataranya adalah:

• Microblaze softcore 32 bit microcontroller
• Picoblaze softcore 8 bit microcontroller

ZiLOG

Dua jenis chip mikrokontroler dari ZiLOG yang ada di pasaran adalah:

• Z8
• Z86E02

Disamping itu, Ada banyak mikrokontroller yang dirancang oleh produsen sebagai sarana hobi. Biasanya mikrokontroller seperti ini dimuati interpreter BASIC, dihubungkan ke bagian Dual Inline Pin bersama power regulator dan beberapa fasilitas lain. PICs sepertinya sangat popular untuk jenis ini, barangkali karena adanya perlindungan terhadap listrik statis. Diantara produk ini adalah:

Parallax, Inc

• BASIC Stamp. Nama besar di mikrokontroler BASIC, meskipun sebenarnya lamban dan harganya tidak sebanding.
• SX-Key. Harga murahnya harus dibayar dengan kualitas yang buruk.

PicAxe

Murah, tidak lebih dari sekedar PIC yang dimuati BASIC. Bagian programmernya ditancapi dengan 3 resistors. Penawaran BASIC menawarkan fungsionalitas yang besar dengan adanya fasilitas IF..GOTO secara terbatas.

2.      VARIAN MIKROKONTROLER

Varian Mikrokontroler AVR

Antar seri mikrokontroler AVR memiliki beragam tipe dan fasilitas, namun kesemuanya memiliki arsitektur yang sama, dan juga set instruksi yang relatif tidak berbeda. Tabel dibawah ini membandingkan beberapa seri mikrokontroler AVR buatan Atmel.

Keterangan:

• Flashadalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program hasil buatan manusia yang harus dijalankan oleh mikrokontroler
• RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang running
• Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran ataupun masukan bagi program
• Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa

·         UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial asynchronous

• PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa
• ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal analog dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital dalam range tertentu
• SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial secara serial synchronous
• ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang minimal

 Arsitektur Mikrokontroler AVR

 Mikrokontroler AVR sudah menggunakan konsep arsitektur Harvard yang memisahkan memori dan bus untuk data dan program, serta sudah menerapkan single level pipelining. Selain itu mikrokontroler AVR juga mengimplementasikan RISC (Reduced Instruction Set Computing) sehingga eksekusi instruksi dapat berlangsung sangat cepat dan efisien. Blok sistem mikrokontroler AVR dapat dilihat dalam Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Blok Diagram Mikrokontroler AVR

Salah satu seri mikrokontroler AVR yang banyak menjadi andalan saat ini adalah tipe ATtiny2313 dan ATmega8535. Seri ATtiny2313 banyak digunakan untuk sistem yang relatif sederhana dan berukuran kecil. Berikut adalah feature-feature mikrokontroler seri ATtiny2313.

• Kapasitas memori Flash 2 Kbytes untuk program
• Kapasitas memori EEPROM 128 bytes untuk data
• Maksimal 18 pin I/O
• 8 interrupt
• 8-bit timer
• Analog komparator
• On-chip oscillator
• Fasilitas In System Programming (ISP)

Sedangkan ATmega8535 banyak digunakan untuk sistem yang kompleks, memiliki input sinyal analog, dan membutuhkan memori yang relatif lebih besar. Berikut adalah feature-feature mikrokontroler seri ATmega8535.

• Memori Flash 8 Kbytes untuk program
• Memori EEPROM 512 bytes untuk data
• Memori SRAM 512 bytes untuk data
• Maksimal 32 pin I/O
• 20 interrupt
• Satu 16-bit timer dan dua 8-bit timer
• 8 channel ADC 10 bit
• Komunikasi serial melalui SPI dan USART
• Analog komparator
• 4 I/O PWM
• Fasilitas In System Programming (ISP)

VARIAN Mikrokontroler MCS-51

Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC (Complex Instruction Set Computer). Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock.

Mikrokontroler MCS51 buatan Atmel terdiri dari dua versi, yaitu versi 20 kaki dan versi 40 kaki. Semua mikrokontroler ini dilengkapi dengan Flash PEROM (Programmable Eraseable Read Only Memory) sebagai media memori-program, dan susunan kaki IC-IC tersebut sama pada tiap versinya.

Perbedaan dari mikrokontroler-mikrokontroler tersebut terutama terletak pada kapasitas memori-program, memori-data dan jumlah pewaktu 16-bit. Perbedaan mikrokontroler Atmel MCS51 tersebut ditunjukan pada Tabel 1.1 berikut.

Tabel 1.1. Perbandingan antar Mikrokontroler MCS51Atmel

Mikrokontroler MCS51 Atmel versi mini (20 pin) dan versi 40 pin secara garis besar memiliki struktur dasar penyusun arsitektur mikrokontroler yang sama. Bagian-bagian tersebut secara lebih lengkap (detil) ditunjukan dalam diagram blok berikut.

Gambar 1.2 Diagram blok Mikrokontroler MCS51 Atmel

Mikrokontroler MCS51 Atmel versi 40 kaki mempunyai 32 kaki sebagai port paralel dan 8 pin yang lain untuk konfigurasi kerja mikrokontroler. Satu port paralel terdiri dari 8 kaki, dengan demikian 32 kaki tersebut membentuk 4 buah port paralel yang masing-masing dikenal sebagai port 0, port 1, port 2, port 3. Nomor dari masing-masing jalur (kaki) dari port paralel mikrokontroler MCS51 Atmel mulai dari 0 sampai 7, jalur (kaki) pertama dari port 0 disebut sebagai P0.0 dan jalur terakhir untuk port 3 adalah P3.7. Mikrokontroler MCS51 Atmel versi mini mempunyai 20 kaki, 15 kaki diantaranya adalah kaki port 1 dan port 3. 5 kaki yang lain untuk konfigurasi kerja mikrokontroler.Port 1 terdiri dari 8 jalur yaitu P1.0 sampai P1.7 dan port 3 terdiri dari 7 jalur yaitu P3.0 sampai P3.5 dan P3.7. Susunan kaki mikrokontroler MCS51 atmel versi 40 kaki dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut.

Gambar 2.2 Susunan kaki Mikrokontroler MCS51 Atmel

3.      FUNGSI-FUNGSI  PIN DARI MIKROKONTROLER MCS-51

Mikrokontroler MCS51 buatan Atmel terdiri dari dua versi, yaitu versi 20 kaki dan versi 40 kaki. Semua mikrokontroler ini dilengkapi dengan Flash PEROM (Programmable Eraseable Read Only Memory) sebagai media memori-program, dan susunan kaki IC-IC tersebut sama pada tiap versinya. Perbedaan dari mikrokontroler-mikrokontroler tersebut terutama terletak pada kapasitas memori-program, memori-data dan jumlah pewaktu 16-bit. Mikrokontroler MCS51 Atmel versi mini (20 pin) dan versi 40 pin secara garis besar memiliki struktur dasar penyusun arsitektur mikrokontroler yang sama. Bagian-bagian tersebut secara lebih lengkap (detil) ditunjukan dalam diagram blok berikut. Diagram Blok Microcontroller Atmel MCS51 Mikrokontroler MCS51 Atmel  versi 40 kaki mempunyai 32 kaki sebagai port paralel dan 8 pin yang lain untuk konfigurasi kerja mikrokontroler. Satu port paralel terdiri dari 8 kaki, dengan demikian 32 kaki tersebut membentuk 4 buah port paralel yang masing-masing dikenal sebagai port 0, port 1, port 2, port 3. Nomor dari masing-masing jalur (kaki) dari port paralel mikrokontroler MCS51 Atmel mulai dari 0 sampai 7, jalur (kaki) pertama dari port 0 disebut sebagai P0.0 dan jalur terakhir untuk port 3 adalah P3.7. Mikrokontroler MCS51 Atmel versi mini mempunyai 20 kaki, 15 kaki diantaranya adalah kaki port 1 dan port 3. 5 kaki yang lain untuk konfigurasi kerja mikrokontroler. Port 1 terdiri dari 8 jalur yaitu P1.0 sampai P1.7 dan port 3 terdiri dari 7 jalur yaitu P3.0 sampai P3.5 dan P3.7. Susunan kaki mikrokontroler MCS51 atmel versi 40 kaki dapat dilihat pada gambar berikut. Gambar Konstruksi Microcontroller Atmel MCS51

Fungsi Kaki-Kaki (Pin) Microcontroller Atmel MCS51

·         VCC, Kaki VCCdigunakan untuk masukan suplai tegangan.

·         GND, Kaki (pin) GNDfunsinya sebagai saluran ground atau pentanahan.

·         RST, Kaki RST fungsinya sebagai masukan reset. Kondisi “1” selama 2 siklus mesin pada saat oscillator bekerja akan me-reset mikrokontroler yang bersangkutan.

·         ALE/PROG, Kaki ALEdigunakan sebagai keluaran ALE  atau Adreess Latch Enable yang akan menghasilkan pulsa-pulsa untuk menahan byte rendah (low byte) alamat selama mengakses memori eksternal. Kaki ini juga berfungsi sebagai masukan pulsa program (the program pulse input) atau  selama pemrograman flash. Pada operasi normal, ALEakan berpulsa dengan laju 1/6 dari frekuensi kristal dan dapat digunakan sebagai pewaktuan (timing) atau pendekatan (clocking) rangkainan eksternal.  

·         PSEN, Kaki  (Program Store Enable) merupakan sinyal baca untuk memori program eksternal. Saat mikrokontroler MCS51 menjalankan program dari memori eksternal,  akan diaktifkan dua kali per-siklus mesin, kecuali dua aktivasi  dilompati (diabaikan) saat mengakses memori data eksternal.

·         EA/VPP, Kaki VPP( Exkternal Access Enable) fungsinya sebagai kontrol untuk mengakses memori.  harus dihubungkan ke ground, jika mikrokontroler akan mengeksekusi program dari memori eksrternal. Selain itu  harus dihubungkan ke VCCjika akan mengakses program secara internal. Kaki ini juga berfungsi untuk menerima tegangan 12V (VPP) selama pemrograman flash, khususnya untuk tipe mikrokontroler 12V volt.

·         XTAL1, Kaki XTAL1merupakan masukan untuk penguat inverting oscillator dan masukan untuk clock internal pada rangkaian operasi mikrokontroler.

·         XTAL2, Kaki XTAL2merupakan keluaran dari rangkaian penguat inverting oscilator

·         Port 0, Port 0 merupakan port keluaran/masukan (I/O) 8-bit bertipe open drain bi-directional. Sebagai port keluaran, masing-masing kaki dapat menyerap arus (sink current) delapan masukan TTL (sekitar 3,8 mA). Pada saat logika “1” dituliskan ke port 0, maka kaki-kaki port 0 ini dapat digunakan sebagai masukan-masukan berimpedansi tinggi. Port 0 juga dapat dikonfigurasikan sebagai jalur alamat/data bagian rendah (low byte) selama proses pengaksesan memori data dan program eksternal. Jika digunakan dalam mode ini maka port 0 memiliki pull-up internal. Port 0 juga dapat menerima kode-kode yang dikirimkan kepadanya selama proses pemrograman dan mengeluarkan kode-kode selama proses verifikasi program yang telah tersimpan dalam Flash PEROM. Dalam hal ini dibutuhkan pull-up eksternal selama proses verifikasi program.

·         Port 1, Port 1 merupakan port I/O 8-bit bertipe bidirectional yang dilengkapi dengan pull-up internal. Penyangga keluaran port 1 mampu memberikan/menyerap arus empat masukan TTL(sekitar 1,6 mA). Jika logika “1” dituliskan ke kaki-kaki port 1, maka masing-masing kaki port 1 akan di-pull-up high dengan pull-up internal sehingga dapat digunakan sebagai masukan. Sebagai masukan jika kaki-kaki port 1 dihubungkan ke ground (di-pull-up low), maka masing-masing kaki akan memberikan arus (source current) karena di-pull-up high secara internal. Port 1 juga menerima alamat bagian rendah (low byte) selama pemrograman dan verifikasi pada Flash PEROM.

·         Port 2, Port 2 merupakan port I/O 8-bit bertipe bidirectional yang dilengkapi dengan pull-up internal. Penyangga keluaran port 2 mampu memberikan/menyerap arus empat masukan TTL (sekitar 1,6 mA). Jika logika “1” dituliskan ke kaki-kaki port 2, maka masing-masing kaki port 2 akan di-pull-up high dengan pull-up internal sehingga dapat digunakan sebagai masukan. Sebagai masukan jika kaki-kaki port 2 dihubungkan ke ground (di-pull-up low), maka masing-masing kaki akan memberikan arus (source current) karena di-pull-up high secara internal. Port 2 akan memberikan byte alamat bagian tinggi (high byte) selama pengambilan instruksi dari memori program eksternal dan selama pengaksesan memori data yang menggunakan perintah dengan alamat 16-bit (misalnya: MOVX @DPTR). Dalam aplikasi ini, jika ingin mengirimkan “1”, maka digunakan pull-up internal yang sudah disediakan. Selama pengaksesan memori data eksternal yang menggunakan perintah dengan alamat 8-bit (misalnya: MOVX @R1), port 2 akan mengirimkan isi dari SFR P2. Port 2 juga menerima alamat bagian tinggi selama pemrograman dan verifikasi pada Flash PEROM.

·         Port 3, Port 3 merupakan port I/O 8-bit bertipe bidirectional yang dilengkapi dengan pull-up internal. Penyangga keluaran port 3 mampu memberikan/menyerap arus empat masukan TTL(sekitar 1,6 mA). Jika logika “1” dituliskan ke kaki-kaki port 3, maka masing-masing kaki port 3 akan di-pull-up high dengan pull-up internal sehingga dapat digunakan sebagai masukan. Sebagai masukan jika kaki-kaki port 3 dihubungkan ke ground (di-pull-up low), maka masing-masing kaki akan memberikan arus (source) karena di-pull-up high secara internal. Port 3 juga digunakan untuk menerima sinyal-sinyal kontrol (P3.6 dan P3.7), bersama-sama dengan port 2 (P2.6 dan P2.7) selama proses pemrograman dan verifikasi pada Flash PEROM.