A. Pendahuluan
Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang dikerjakan. Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksiinstruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksiaksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer.
B. Sistem Input Komputer
Piranti input menyediakan informasi kepada sistem komputer dari dunia luar. Dalam sistem komputer pribadi, piranti input yang paling umum adalah keyboard. Komputer mainframe menggunakan keyboard dan pembaca kartu berlubang sebagai piranti inputnya. Sistem dengan mikrokontroler umumnya menggunakan piranti input yang jauh lebih kecil seperti saklar atau keypad kecil.
Hampir semua input mikrokontroler hanya dapat memproses sinyal input digital dengan tegangan yang sama dengan tegangan logika dari sumber. Level nol disebut dengan VSS dan tegangan positif sumber (VDD) umumnya adalah 5 volt. Padahal dalam dunia nyata terdapat banyak sinyal analog atau sinyal dengan tegangan level yang bervariasi. Karena itu ada piranti input yang mengkonversikan sinyal analog menjadi sinyal digital sehingga komputer bisa mengerti dan menggunakannya. Ada beberapa mikrokontroler yang dilengkapi dengan piranti konversi ini, yang disebut dengan ADC, dalam satu rangkaian terpadu.
C. Sistem Output Komputer
Piranti output digunakan untuk berkomunikasi informasi maupun aksi dari sistem komputer dengan dunia luar. Dalam sistem komputer pribadi (PC), piranti output yang umum adalah monitor CRT. Sedangkan sistem mikrokontroler mempunyai output yang jauh lebih sederhana seperti lampu indikator atau beeper. Frasa kontroler dari kata mikrokontroler memberikan penegasan bahwa alat ini mengontrol sesuatu. Mikrokontroler atau komputer mengolah sinyal secara digital, sehingga untuk dapat memberikan output analog diperlukan proses konversi dari sinyal digital menjadi analog. Piranti yang dapat melakukan konversi ini disebut dengan DAC (Digital to Analog Converter).
D. CPU (Central Processing Unit)
CPU adalah otak dari sistem komputer. Pekerjaan utama dari CPU adalah mengerjakan program yang terdiri atas instruksi-instruksi yang diprogram oleh programmer. Suatu program komputer akan menginstruksikan CPU untuk membaca informasi dari piranti input, membaca informasi dari dan menulis informasi ke memori, dan untuk menulis informasi ke output.
Dalam mikrokontroler umumnya hanya ada satu program yang bekerja dalam suatu aplikasi. CPU M68HC05 mengenali hanya 60 instruksi yang berbeda. Karena itu sistem komputer ini sangat cocok dijadikan model untuk mempelajari dasar dari operasi komputer karena dimungkinkan untuk menelaah setiap operasi yang dikerjakan.
E. Clock dan Memori Komputer
Sistem komputer menggunakan osilator clock untuk memicu CPU mengerjakan satuinstruksi ke instruksi berikutnya dalam alur yang berurutan. Setiap langkah kecil dari operasi mikrokontroler memakan waktu satu atau beberapa clock untuk melakukannya. Ada beberapa macam tipe dari memori komputer yang digunakan untuk beberapa tujuan yang berbeda dalam sistem komputer. Tipe dasar yang sering ditemui dalam mikrokontroler adalah ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Access Memory).
ROM digunakan sebagai media penyimpan program dandata permanen yang tidak boleh berubah meskipun tidak ada tegangan yang diberikan pada mikrokontroler. RAM digunakan sebagai tempat penyimpan data sementara dan hasil kalkulasi selama proses operasi. Beberapa mikrokontroler mengikutsertakan tipe lain dari memori seperti EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) dan EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory).
Program digambarkan sebagai awan karena sebenarnya program adalah hasil imajinasi seorang programmer. Komponen utama dari program adalah instruksi-instruksi dari instruksi set CPU. Program disimpan dalam memori dalam sistem komputer di mana mereka dapat secara berurutan dikerjakan oleh CPU.
G. Sistem Mikrokontroler
Setelah dipaparkan bagian-bagian dari suatu sistem komputer, sekarang akan dibahasmengenai mikrokontroler. Digambarkan sistem komputer dengan bagian yang dikelilingi oleh garis putus-putus. Bagian inilah yang menyusun mikrokontroler. Bagian yang dilingkupi kotak bagian bawah adalah gambar lebih detail dari susunan bagian yang dilingkupi garis putus-putus. Kristal tidak termasuk dalam sistem mikrokontroler tetapi diperlukan dalam sirkuit osilator clock.
Suatu mikrokontroler dapat didefinisikan sebagai sistem komputer yang lengkap termasuk sebuah CPU, memori, osilator clock, dan I/O dalam satu rangkaian terpadu. Jika sebagian elemen dihilangkan, yaitu I/O dan memori, maka chip ini akan disebut sebagai mikroprosesor.
H. Mikrokontroller Keluarga 8051
Mikrokontroler 8051 merupakan keluarga mikrokontroler MCS-51. Yang termasuk dalam keluarga MCS-51 adalah mikrokontroler 8031 (versi 8051 tanpa EPROM), 8751, dan 8052. Keluarga MCS-51 memiliki tipe CPU, RAM, counter/ timer, port paralel, dan port serial yang sama. Mikrokontroler 8051 diperkenalkan pertama kali oleh Intel corp. pada akhir 1970. Mikrokontroler 8051 merupakan kontroller 8-bit yang mampu mengakses 64 Kbyte memory dan 64 Kbyte data memory (eksternal).
I. Blok diagram 8051:
Fasilitas yang terdapat dalam chip mikrokontroler 8051 diantaranya adalah :
- 2 timer/counter - XTAL 1 & XTAL2
- 4 port paralel input/output - Port 0, Port 1, Port 2 & Port 3
- 5 sumber interrupt control logic - INT0, INT1, T0, T1 & Serial Port
J. Register Utama
Keluarga MCS-51 memiliki banyak register yang meliputi akumulator, register R, register B, DPTR (Data Pointer), PC (Program Counter), dan SP (Stack Pointer).
Akumulator
Akumulator, sebagaimana namanya, digunakan sebagai register umum untukmengakumulasikan hasil dari instruksi-instruksi. Akumulator dapat menampung 8 bit (1 byte) data dan merupakan register yang paling sering dipakai. Hampir lebih dari separuh dari instruksi keluarga 8051 menggunakan akumulator. Sebagai contoh, jika ada operasi penjumlahan 10 dengan 20, yang menghasilkan 30, akan disimpan dalam akumulator.
Register R dan B
Register R adalah delapan set register yang dinamakan R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, dan R7. Register-register ini digunakan sebagai register pembantu penyimpanan data dalam banyak operasi. Tanpa register-register ini, akumulator tidak dapat melakukan operasi antara dua operan.
Register B sama dengan akumulator dalam hal dia menyimpan sebuah harga 8 bit (1 byte). Register B ini hanya digunakan dalam dua instruksi keluarga 8031, yaitu MUL AB dan DIV AB. Karenanya, jika diinginkan untuk mengalikan atau membagi akumulator A dengan suatu harga, maka simpanlah harga tersebut dalam register B dan kemudian jalankan instruksinya.
DPTR, PC, Dan SP
DPTR (Data Pointer) adalah satu-satunya register yang dapat diakses 16 bit (2 byte) di dalam keluarga 8031. Sebagaimana namanya, DPTR digunakan untuk menunjuk pada lokasi suatu data. DPTR digunakan oleh beberapa perintah yang mengijinkan keluarga 8031 untuk mengakses memori eksternal. Jika 89C51 mengakses eksternal memori, dia akan mengaksesmemori eksternal dengan alamat yang ditunjukkan oleh DPTR..
PC (Program Counter) adalah alamat 2 byte yang memberitahu 89C51 di mana instruksi selanjutnya akan dilaksanakan. Saat 89C51 inisialisasi, PC selalu berisi 0000h dan bertambah satu setiap satu instruksi terkerjakan. Penting untuk diingat bahwa PC selalu bertambah satu. Demikian pula PC tidak dapat dimodifikasi harganya secara langsung dengan menggunakan perintah MOV PC,2430h. Namun perintah LJMP 2340h akan mengisi PC dengan 2340h.
SP (Stack Pointer) mampu menyimpan 8 bit (1 byte) data. SP digunakan untuk menunjukkan di mana harga berikutnya yang akan diambil dari stack. Jika suatu harga dimasukkan dalam stack, 89C51 petama-tama akan menambah harga SP dan kemudian menyimpan harga tersebut pada alamat memori yang bersesuaian. Demikian pula jika suatu harga diambil dari stack, maka 89C51 akan mengambil harga dari stack dan kemudian mengurangi harga SP.
0 komentar:
Posting Komentar