Pertemuan 10 Arsitektur Mikrokontroler 8051

Pertemuan 10Arsitektur Mikrokontroler 8051

Matakuliah : H0194/ Aplikasi Mikroprosesor dan Interfacing

Tahun : 2005

Versi : 1.0

Learning Outcomes

Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa

akan mampu :

• Menjelaskan arsitektur mikrokontroler 8051

Arsitektur Mikrokontroller 8051

Materi:

• Pengenalan Mikrokontroler 8051

• On-Chip Memory dan Register

• Interrupt Control

• Timer/Counter

• Serial Port

• Power Control

Pengenalan Mikrokontroler 8051

• Definisi Mikrokontroler• Perbedaan Mikrokontroler dan

Mikroprosesor

AT89C5224PC0141

VCC

P0.0

P0.1

P0.2

P0.3

P0.4

P0.5

P0.6

P0.7

EA/VPP

PROG/ALE

P2.7

P2.6

P2.5

P2.4

P2.3

P2.2

P2.1

P2.0

PSEN

P1.0

P1.1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.5

P1.6

P1.7

RST

P3.0

P3.1

P3.2

P3.3

P3.4

P3.5

P3.6

P3.7

XTAL2

XTAL1

VSS

T2

T2EX

RXD

TXD

INT0

INT1

RW

RD

T0

T1

Pengenalan Mikrokontroler 8051

• Blok Diagram 8051• Komponen:

– CPU 8-Bit– On-Chip Osc– Interrupt Control– Internal ROM– Internal RAM– Timer/Counter– 4 I/O Ports– Serial Port

EXTERNALINTERRUPTS

INTERRUPTCONTROL

ROM

CPU

OSCBUS

CONTROL4 I/O PORTS

P0 P1 P2 P3ADDRESS/DATA

SERIALPORT

TIMER 1

TIMER 0COUNTER

INPUTS128 BYTES

RAM

TX RX

On-Chip Memory dan Register

• Program Memory (ROM)

03 0B

13 1B

23 2B

U ser's A rea

FFFF

0000

In terrupt Addresses

R eset

On-Chip Memory dan Register

• Data Memory (RAM)

S cra tch P ad

FFFF

0000

18

00 08

10

R egister Bank 1R egister Bank 0

R egister Bank 2 R egister Bank 3

20 2FBit-addressable A rea

On-Chip Memory dan Register

• Special Function Registers (SFR)

B

ACC

PSWT2CON RCAP2L RCAP2H TL2 TH2

IPP3IEP2

SCONP1

TCONP0

SBUF

PCONSPTL0 TL1DPL DPH

TH0 TH1TMOD

F8

D0C8

A8

B8

F0

E0

B0

A098908880

E8

D8

C0

Interrupt Control

• Memiliki 3 jenis interrupt:– External Interrupt– Timer/Counter Interrupt– Serial Interrupt

• Alamat interrupt vector pada 8051:– Interrupt 0 0003h– Timer 0 000Bh– Interrupt 1 0013h– Timer 1 001Bh– Serial Interrupt 0023h

• Pin interrupt sharing dengan pin port 3

Timer/Counter

• Menghasilkan interrupt timer setelah interval waktu tertentu

• Dapat juga difungsikan sebagai counter untuk menghitung jumlah kejadian

• 8051 memiliki 2 timer/counter

Timer/Counter

• Timer Register:– Timer 0 TL0(8 bit), TH0(8 bit)– Timer 1 TL1(8 bit), TH1(8 bit)– Timer 2 RCAP2L (16 bit), RCAP2H (16 bit)

• SFR yang perlu diperhatikan– IE (EA, ET2, ET1, ET0)– TCON

• TR0, TR1 Set/Cleared by software to turn Timer/Counter ON/OFF

– IP (PT2, PT1, PT0) Only If needed

Timer/Counter

Timer Mode:• Timer dalam mikrokontroler dapat berfungsi dalam

beberapa mode. Untuk mengubah mode Timer 0 dan Timer 1, register yang diperlukan adalah TMOD. Khusus Timer 2, register yang digunakan adalah T2CON.

GATE 0 artinya timer akan run pada saat TR menjadi 1 1 artinya timer akan run hanya pada saat TR = 1 dan pin INT bernilai 1

C/T 0 artinya timer dioperasikan sebagai timer 1 artinya timer dioperasikan sebagai counter

GATE C/T M0M1 GATE C/T M0M1

Timer 1 Timer 0

Timer/Counter

• M1 dan M0 adalah untuk memilih mode timer

M1 M0 Mode Keterangan

0 0 0 13-bit Timer/Counter

0 1 1 16-bit Timer/Counter

1 0 2 8-bit Auto-Reload Timer/Counter

1 1 3 (Timer 0) TL0 sebagai timer 8-bit dikontrol oleh bit kontrol dari timer 0 sedangkan TH0 sebagai timer 8-bit dikontrol oleh kontrol bit dari timer 1

1 1 3 (Timer 1) Timer/Counter 1 berhenti

Timer/Counter

• Mode 8 bit

• Mode 8 bit auto reload:

Sama dengan yang sebelumnya, tetapi nilai ini diisikan ke TH0 juga agar pada saat terjadi overflow, nilai TH0 secara otomatis akan diisikan ke TL0.

• Mode16 bit:

• Mode16 bit auto reload:

Sama dengan sebelumnya, tetapi khusus untuk Timer 2, dan nilai reloadnya di berikan di RCAP2H dan RCAP2L

s

f

TLInterval

Osc

120256

s

f

TLhTHInterval

Osc

120100065536

Serial Port

• Dalam komunikasi serial, perlu diperhatikan kecepatan transfer data atau disebut juga dengan baud rate. • Untuk membangkitkan baud rate dapat digunakan timer 1 dengan mode 8 bit auto-reload maupun timer 2 dengan mode 16 bit

auto-reload. • SCON

• SERIAL MODE:SERIAL MODE:

SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI

SM0SM0 SM1SM1 ModeMode DescriptionDescription BaudRateBaudRate

0 0 0 SHIFT REGISTER Fosc./12

0 1 1 8-Bit UART Variable

1 0 2 9-Bit UART Fosc./64 OR Fosc./32

1 1 3 9-Bit UART Variable

Serial Port

Baud Rate• Mode 0

Baud Rate = Fosc./12• Mode 1

– Using Timer 1:

)256(1232 1TH

FkRateBaud OSC

RateBaud

FkTH OSC

384

2561

Nilai k tergantung pada bit SMOD (Register PCON)

If SMOD = 0, then K = 1

If SMOD = 1, then K = 2 Double BaudRate

Serial Port

Baud Rate• Mode 1

– Using Timer 2, ada 2 macam:– Jika Timer 2 diclock dari pin T2 (P1.0)

– Jika Timer 2 diclock dari internal

• Mode 2– If SMOD = 1, then BaudRate = Fosc./32– If SMOD = 0, then BaudRate = Fosc./64

• Mode 3 Same as Mode 1

16

Rate overflow 2Timer RateBaud

))2,2(65536(*32

Fosc.

LRCAPHRCAPRateBaud

RateBaudLRCAPHRCAP

*32

Fosc.655362,2