laporan mikrokontroller

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Tujuan PraktikumSetelah menjalankan praktikum ini diharapkan praktikan dapat menjalankan berbagai

perangkat lunak untuk membuat program aplikasi mikrokontroler yang meliputi compiler ASM51, mengubah berkas objek ke heksa dengan OH serta menjalankan emulator T5 control emulator 8051.

1.2. Dasar Teori

If you were to look at different manufacturer’s products, you would probably be bewildered at the number of different devices that are out there and all their features and capabilities. I find it useful to think of the microcontroller marketplace having the three majorsubheadings:

■Embedded (self-contained) microcontrollers■Microcontrollers with external support■Digital signal processors

There is quite a wide range of embedded (self-contained) devices available. An embedded microcontroller has all the necessary resources—clocking, reset, input, and output (referred to as I/O)—available in a very low cost chip. In your application circuit, you don’t have to provide much more than power (and this can be as simple as acouple of AA cells). The software for the computer processor built into the microcontroller is stored in nonvolatile (always available) memory that is also built into the chip.If you were to look at hobbyist and relatively simple electronic products designed inthe 1970s and 1980s, you would discover a number of standard chips such as the 555 timerchip, whereas if you were to look at more modern designs, you would discover that theyare based almost entirely on embedded microcontrollers. Embedded microcontrollers have become the new standard for these applications. (Predko, Myke. 2008)

To support different design requirements and reduce cost, the Atmel AVR family has many microcontrollers: ATmega8515, ATmega16, etc.Microcontrollers in the 8-bit AVR family share a similar instruction set and architecture and architecture. The ATmega16 has components that are useful for typical The ATmega16 has components that are useful for typical microcontroller applications, such as analog-to-digital converter, g g, pulse-width-modulator.

C is a high level programming language C code is easier toWhy using C?C is a high level programming language: C code is easier tounderstand compared to other languages.C supports low level programming: We can use C to access all hardware components of the microcontroller.C has standard libraries for complex tasks: data type conversions, p yp ,standard input/output, long-integer arithmetic. The Atmel AVR instruction set is designed to support C compilers: C code is converted efficiently to assembly code.

Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil serta dapat diproduksi secara masal (dalam jumlah banyak) membuat harganya menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat -alat bantu bahkan mainan yang lebih baik dan canggih.

Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menanganiberbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angkadan lain sebagainya), mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja (hanya satu program saja yang bisa disimpan). Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program -program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada Mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar, artinya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan. (Lukito, 1982)

Adapun kelebihan dari mikrokontroller adalah sebagai berikut : 1. Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemograman assembly dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem (bahasa assembly ini mudah dimengerti karena menggunakan bahasa assembly aplikasi dimana parameter input dan output langsung bisa diakses tanpa menggunakan banyak perintah). Desain bahasa assembly ini tidak menggunakan begitu banyak syarat penulisan bahasa pemrograman seperti huruf besar dan huruf kecil untuk bahasa assembly tetap diwajarkan.2. Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem.3. Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah instruksi atau program. Langkah-langkah untuk download komputer dengan mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak perintah.4. Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.5. Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat. (Mulyono, 2005)

Keluarga Mikrokontroler AVR merupakan mikrokontroler dengan arsitektur modern. Perhatikan Gambar 1.3, Atmel membuat 5 (lima) macam atau jenis mikrokontroler AVR, yaitu:

1. TinyAVRMikrokontroler (mungil, hanya 8 sampai 32 pin) serbaguna dengan Memori Flash untuk menyimpan program hingga 16K Bytes, dilengkapi SRAM dan EEPROM 512 Bytes.

2. MegaAVRMikrokontroler dengan unjuk-kerja tinggi, dilengkapi Pengali Perangkat keras (HardwareMultiplier), mampu menyimpan program hingga 256 KBytes, dilengkapi EEPROM 4K Bytes dan SRAM 8K Bytes.

3. AVR XMEGAMikrokontroler AVR 8/16-bit XMEGA memiliki periferal baru dan canggih dengan unjukkerja, sistem Eventdan DMA yang ditingkatkan, serta merupakan pengembangan keluarga AVR untuk pasar low powerdan high performance(daya rendah dan unjuk-kerja tinggi).

4. AVR32 UC3

Unjuk-kerja tinggi, mikrokontroler flash AVR32 32-bit daya rendah. Memiliki flash hingga 512 KByte dan SRAM 128 KByte.

5. AVR32 AP7Unjuk-kerja tinggi, prosesor aplikasi AVR32 32-bit daya rendah, memiliki SRAM hingga 32 KByte.(Partoharsodjo, 1991)

Mikrokontroler ATMEGA16 ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent). Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari : 1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz.2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.5. User interupsi internal dan eksternal6. Port antarmuka SPI dan Port USART sebagai komunikasi serial7. Fitur Peripheral • Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan modecompare• Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, modecompare, dan mode capture• Real time counterdengan osilator tersendiri• Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog • 8 kanal, 10 bit ADC• Byte-oriented Two-wire Serial Interface• Watchdog timerdengan osilator internal

(Susanto,2012

BAB IIMETODOLOGI

2.1 Metodologi

1. Mengaktifkan program AVR Studio 4.2. Membuat project baru AVR Studio 4.

lalu klik -> New Project

akan muncul menu sbb:

klik AVR GCC dan beri nama untuk projeck baru  lalu klik next

maka akan muncul menu sbb:

klik AVR Simulator  dan Atmega8535   , lalu klik Finish. akan muncul menu sbb:

Lalu membuat program seperti di bawah ini:

BAB IIIPEMBAHASAN

Pada program yang telah dijalankan, keluaran yang dihasilkan pada rangkaian lampu led adalah yang pertama lampu menyala satu per satu mulai dari kanan ke kiri, setelah semua lampu menyala dari kanan ke kiri, maka lampu kembali menyala dari kiri ke kanan. Setelah itu selesai.

Berikut ini akan dijelaskan lebih lanjut tentang mikokontroler:

Ringkasan Fitur-fitur Mikrokontroler AVR ATMega16x High-performance, Low-power AVR® 8-bit Microcontrollerx Advanced RISC Architectureo 131 Powerful Instructions – Most Single-clock Cycle Executiono 32 x 8 General Purpose Working Registerso Fully Static Operationo Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHzo On-chip 2-cycle Multiplierx Nonvolatile Program and Data Memorieso 16K Bytes of In-System Self-Programmable Flash• Endurance: 10,000 Write/Erase Cycleso Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits• In-System Programming by On-chip Boot Program• True Read-While-Write Operationo 512 Bytes EEPROM• Endurance: 100,000 Write/Erase Cycleso 1K Byte Internal SRAMo Programming Lock for Software Securityx JTAG (IEEE std. 1149.1 Compliant) Interfaceo Boundary-scan Capabilities According to the JTAG Standardo Extensive On-chip Debug Support

o Programming of Flash, EEPROM, Fuses, and Lock Bits through the JTAG Interfacex Peripheral Featureso Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modeso One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and CaptureModeo Real Time Counter with Separate Oscillatoro Four PWM Channelso 8-channel, 10-bit ADC• 8 Single-ended Channels• 7 Differential Channels in TQFP Package Only• 2 Differential Channels with Programmable Gain at 1x, 10x, or 200xo Byte-oriented Two-wire Serial Interfaceo Programmable Serial USARTo Master/Slave SPI Serial Interfaceo Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillatoro On-chip Analog Comparatorx Special Microcontroller Featureso Power-on Reset and Programmable Brown-out Detectiono Internal Calibrated RC Oscillatoro External and Internal Interrupt Sourceso Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, StandbyandExtended Standbyx I/O and Packageso 32 Programmable I/O Lineso 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, and 44-pad MLFx Operating Voltageso 2.7 - 5.5V for ATmega16Lo 4.5 - 5.5V for ATmega16x Speed Gradeso 0 - 8 MHz for ATmega16Lo 0 - 16 MHz for ATmega16x Power Consumption @ 1 MHz, 3V, and 25°C for ATmega16L– Active: 1.1 mA– Idle Mode: 0.35 mA� Power-down Mode: < 1 ʅA

Diagram Pin dan Diagram Blok Mikrokontroler AVR ATMega16Pada Gambar 1.4 dan 0.5 ditunjukkan diagram pin, masing-masing, untuk Mikrokontroler AVR ATMega16 tipe PDIP dan TQFP/MLF atau dikenal sebagai SMD.

Diagram Pin Mikrokontroler AVR ATMega16 tipe PDIP

Diagram Pin Mikrokontroler AVR ATMega16 tipe SMDPada Gambar 1.6 ditunjukkan diagram blok untuk Mikrokontroler AVR ATMega16,

perhatikan begitu banyaknya fitur-fitur dalam diagram blokter sebut.

Penjelasan Singkat Pin-pin padaMikrokontroler AVR ATMega16Berikut penjelasan secara singkat fungsi dari masing-masing PIN pada Mikrokontroler AVR ATMega16.Vcc Masukan tegangan catudayaGND Ground.Port A (PA7..PA0) Port A berfungsi sebagai masukan analog ke ADC internal pada

mikrokontroler ATMega16, selain itu juga berfungsi sebagai port I/O dwi-arah 8-bit, jika ADC-nya tidak digunakan. Masing-masing pin menyediakan resistor pull-up internal 4 yang bias diaktifkan untuk masing-masing bit.

Port B (PB7..PB0) Port B berfungsi sebagai port I/O dwi-arah 8-bit. Masing-masing pin menyediakan resistor pull-up internal yang bias diaktifkan untuk masing-masing bit.Port B juga memiliki berbagai macam fungsi alternatif, sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 1.1

Port C (PC7..PC0) Port C berfungsi sebagai sebagai port I/O dwi-arah 8-bit. Masing-masing pin menyediakan resistor pull-up internal yang bias diaktifkan untuk masing-masing bit.

Port C juga digunakan sebagai antar muka JTAG, sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 1.2

Port D (PD7..PD0) Port D berfungsi sebagai port I/O dwi-arah 8-bit. Masing-masing pin menyediakan resistor pull-up internal yang bias diaktifkan untuk masing-masing bit.Port D juga memiliki berbagai macam fungsi alternatif, sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 1.3

/RESET Masukan Reset. Level rendah pada pin ini selama lebih dari lama waktu minimum yang ditentukan akan menyebabkan reset, walaupun clock tidak dijalankan.

XTAL1 Masukan ke penguat osilator terbalik (inverting) dan masukan kerangkaian clockinternal.

XTAL2 Luaran dari penguat osilator terbalik

AVCC Merupakan masukan tegangan catudaya untuk Port A sebagai ADC, biasanya dihubungkan ke Vcc, walaupun ADC-nya tidak digunakan. Jika ADC digunakan sebaiknya dihubungkan ke Vcc melalui tapis lolos-bawah(low-pass filter).

AREF Merupakan tegangan referensi untuk ADC

Mikrokontroler adalah versi mini dan untuk aplikasi khusus dari Mikrokomputer atau Komputer.Berikut kami berikan daftar kesamaan pada perbedaan antara Mikrokontroler dan Mikrokomputer:

CPUpada sebuah Komputer berada eksternal dalam suatu sistem, sampai saat ini kecepatan operasionalnya sudah mencapai lebih dari 2,5 GHz, sedangkan CPU pada Mikrokontroler berada didalam (internal) sebuah chip, kecepatan kerja atau operasionalnya masih cukup rendah, dalam orde MHz (misalnya, 24 MHz, 40 MHz dan lain sebagainya). Kecepatan yang relatif rendah ini sudah mencukupi untuk aplikasi-aplikasi berbasis mikrokontroler.

Jika CPU pada mikrokomputer menjalankan program dalam ROM atau yang lebih dikenal dengan BIOS(Basic I/O System) pada saat awal dihidupkan, kemudian mengambil atau menjalankan program yang tersimpan dalam hard disk. Sedangkan mikrokontroler sejak awal menjalankan program yang tersimpan dalam ROM internal-nya (bisa berupa Mask ROM atau Flash PEROM atau Flash ROM). Sifat memori program dalam mikrokontroler ini non-volatile, artinya tetap akan tersimpan walaupun tidak diberi catu daya.

RAM pada mikrokomputer bisa mencapai ukuran sekian GByte dan bisa di-upgrade keukuran yang lebih besar dan berlokasi di luar CPU-nya, sedangkan RAM pada mikrokontroler ada di dalam chip dan kapasitasnya rendah, misalnya 128 byte, 256 byte dan seterusnya dan ukuran yang relatif kecil ini pun dirasa cukup untuk aplikasi-aplikasi mikrokontroler.

Luaran dan masukan (I/O) pada mikrokomputer jauh lebih kompleks dibandingkan dengan mikrokontroler, yang jauh lebih sederhana, selain itu, pada mikrokontroler akses keluaran dan masukan bisa per bit.

Jika diamati lebih lanjut, bias dikatakan bahwa Mikrokomputer atau Komputer merupakan computer serbaguna atau general purpose computer, bias dimanfaatkan untuk berbagai macam aplikasi (atau perangkat lunak). Sedangkan mikrokontroler adalah special purpose computer atau computer untuk tujuan khusus, hanya satu macam aplikasi saja.

BAB IVPENUTUP

4.1 KesimpulanMikrokontroler dapat dioperasikan dengan menggunakan bahasa pemrograman. Salah satu aplikasi untuk memberi perintah atau program pada mikrokontroler adalah AVR Studio4. Dengan membuat program pada AVR Studio 4 serta mengcompile perintah pada mikrokontroler, maka mikrokontroler dapat diprogram sesuai dengan keinginan

4.2 SaranDiharapkan assisten dapat memberikan penjelasan lebih jelas pada praktikan karena praktikan masih belum terlalu paham tentang program tsb.

Daftar Pustaka

1. Lukito, Ediman, 1982, Dasar-dasar Pemrograman Dengan Assambler 8088, PT Elex Media Komputindo, Jakarta 2. Mulyono, Heri, 2005, Diktat Kuliah Bahasa Rakitan, STMIK Jaya Nusa, Padang 3. Partoharsodjo, Hartono, 1991, Tuntunan Praktis Mikrokontroler dan Pemrograman Bahasa C, PT Elex Media Komputindo, Jakarta 4. Wikipedia, pemograman bahasa assembly