13
terdapat sebuah flash memori yang dapat dibacatulis sampai 1000 kali, sehingga biaya pengembangan menjadi murah karena dapat dihapus kemudian diisi kembali
dengan program lain sesuai dengan kebutuhan. Salah satu alat otomatis yang sering dignakan adalah nurse call, dimana nurse
call ini akan menyampaikan suatu perintah secara otomatis jika ada orang yang menekan tombol pemanggil. Dan akan mengahpus pesan atau perintah yang tertera
pada layar LCD setelah selesai ditampilkan. Nurse call ini dapat dikembangkan di rumah-rumah sakit, sehingga anggota keluarga pasien tidak perlu lagi keluar untuk
memanggil perawat ataupun suster dalam memberikan pertolongan dengan hanya menekan pada tombol yang tersedia pada setiap kamarruangan dan alat ini juga akan
menghemat tenaga setiap pasien yang dirawat dirumah sakit tersebut. Atas dasar pemikiran diatas, akan dirancang sebuah alat nurse call otomatis
yang dapat membacamengenali kode perintah yang akan ditampilkan pada layar LCD tersebut. Sehingga hanya orang yang menekan tombol 1 saja yang akan
mendapatkan pertolongan secepatnya.
1.2 Rumusan Masalah
Mengacu pada hal diatas, dalam proyek ini akan merancang alat nurse call berbasis mikrokontroler AT89S52.
Tombol berfungsi untuk dapat membedakan tombol yang mana yang ditekan. Mikrokontroler berfungsi intuk mengolah data yang didapatkan oleh tombol-tombol
Universitas Sumatera Utara
14
yang dapat menggerakkan relay. Display berfungsi untuk menampilkan angka serta ruangan mana yang memanggil.
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan dilakukan proyek ini adalah sebagai berikut : 1.
Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma
Tiga D-III Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
2. Merancang tombol untuk diletakkan pada tiap-tiap ruangan.
3. Memanfaatkan mikrokontroler sebagai alat pengolah data yang diberikan
oleh tombol-tombol.
4. Memanfaatkan relay untuk menghidupkan alarm, sehingga petugas dapat
mendengar jika ada yang memanggil.
1.4 Batasan Masalah
Mengacu pada hal diatas, kami akan merancang alat nurse call berbasis mikrokontroller AT89S52, dengan batasan-batasan sebagai berikut:
1. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AT89S52.
2. Tombol digunakan untuk input yang akan diterima oleh mikro.
3. Untuk membunyikan alarm dibutuhkan driver relay.
Universitas Sumatera Utara
15
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya pinsip kerja dari alat nrse call
berbasis mikrokontroler AT89S52. Maka penulis laporan ini sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, metode pengumpulan data proyek, batasan masalah,
serta sistematika penulisan
BAB II. LANDASAN TEORI
Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkain teori
pendukung itu antara lain tentang mikrokontroler AT89S52 Hardware dan Software, bahasa program yang digunakan serta karakteristik dari
komponen-komponen pendukung.
Universitas Sumatera Utara
16
BAB III. PERANCANGAN ALAT DAN CARA KERJA RANGKAIAN
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram
alur dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler AT89S52.
BAB IV. PENGUJIAN RANGKAIAN
Pada bab ini akan dibahas pengujian rangkaian dan hasil pengujian dari masing-masing pada rangkaian serta diisikan program ke
mikrokontroler ATMega 89S52.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari proyek ini serta saran apakah rangkaian ini dapat
dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
Universitas Sumatera Utara
17
BAB II
TINJAUAN TEORITIS
2.1. Mikrokontroler AT89S52
2.1.1. Gambaran Umum
Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler 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 kecil serta dapat diproduksi
secara massal dalam jumlah banyak sehingga harga menjadi lebih murah dibandingkan mikroprosesor. Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk
memenuhi selera industry dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih.
Ilustrasi yang mungkin bias memberikan gambaran yang jelas dalam penggunaan mikrokontroler adalah aplikasi mesin tiket dalam arena permainan yang
saat ini terkenal di Indonesia. Jika kita sudah selesai bermain, maka akan diberikan suatu nilai, nilai inilah yang menentukan berapa jumlah tiket yang diperoleh dan jika
dikumpulkan dapat ditukar dengan berbagai macam hadiah. System tiket ini ditangani dengan mikrokontroler. Karena tidak mungkin menggunakan PC yang harus dipasang
disamping atau dibelakang mesin permainan yang bersangkutan.
Universitas Sumatera Utara
18
Selain system tiket, kita juga dapat menjumpai aplikasi mikrokontroler dalam bidang pengukuran jarak jauh atau yang dikenal dengan system telemtri. Misalnya
pengukuran disuatu tempat yang mebahayakan manusia, maka akan lebih nyaman jika dipasang suatu system pengukuran yang bias mengirimkan data lewat pemancar
dan diterima oleh stasiun pengamatan dari jarak yang cukup aman dari sumbernya. System pengukuran jarak jauh ini jelas membutuhkan suatu system akusisi data
sekaligus system pengiriman data secara serial melalui pemancar, yang semuanya itu bias diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan.
Tidak seperti system computer yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya,
mikrokontroler hanya bias digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM –nya. Pada system computer
perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relative besar. Sedangkan rutin-rutin antarmuka
perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan Ram-nya artinya program control disimpan
dalam ROM bias Masked ROM atau Flash PEROM yang ukurannya relative besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk
register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan. Mikrokontroler AT89S52 adalah mikrokomputer CMOS 8 bit yang memiliki
8 KB Programmable and Erasable Read Only Memory PEROM. Mikrokontroler berteknologi memori non-volatile tidak kehilangan data bila kehilangan daya listrik.
Universitas Sumatera Utara
19
Set instruksi dan kaki keluaran AT89S52 sesuai dengan standar industri 80C51 dan 80C52. Atmel AT89S52 adalah mikrokontroler yang sangat bagus dan fleksibel
dengan harga yang relatif murah untuk banyak aplikasi sistem kendali berkerapatan tinggi dari Atmel ini sangat kompatibel dengan mikrokontroler MCS-51 misalnya
mikrokontroler AT80S52 yang terkenal dan banyak digunakan dan telah menjadi standar industri baik dalam jumlah pin IC maupun set instruksinya. Sebagai
perbandingan kapasitas memori, tabel 2.1 berikut ini akan menampilkan memori dari mikrokontroler seri AT89XX
Tabel 2.1 Kapasitas Memori Mikrokontroler seri AT89XX
Type RAM
Flash Memory
EEPROM
AT89C51 AT89S51
8 X 128 byte 4 Kbyte Tidak
AT89C52 AT89S52
8 X 256 byte 8 Kbyte Tidak
AT89C55 8 X 256 byte 20 Kbyte
Tidak AT89S53
8 X 256 byte 12 Kbyte Tidak
AT89S8252 8 X 256 byte 8 Kbyte 2 Kbyte
Agfianto Eko Putra, BELAJAR MIKROKONTROLER AT89C515255, Penerbit Gava Media, Edisi pertama, Yogyakarta, 2002
Universitas Sumatera Utara
20
Mikrokontroler AT89S52 memiliki fasilitas-fasilitas pendukung yang membuatnya menjadi mikrokontroler yang sangat banyak digunakan dalam berbagai
aplikasi. Fasilitas-fasilitas yang dimiliki oleh mikrokontroler AT89S52 adalah : a. Sesuai dengan produk-produk MCS-51.
b. Terdapat memori flash yang terintegrasi dalam sistem. Dapat ditulis ulang hingga 1000 kali
c. Beroperasi pada frekuensi 0 sampai 24MHz. d. Tiga tingkat kunci memori program.
e. Memiliki 256 x 8 bit RAM internal.
f. Terdapat 32 jalur masukankeluaran terprogram. g. Tiga pewaktupencacah 6-bit untuk AT89S52 dua pewaktupencacah 16-bit
untuk AT89S51 h. Memiliki 8 sumber interupsiuntuk AT89S52 6 sumber instruksi untuk
AT89S51 i. Kanal serial terprogram.
j. Mode daya rendah dan mode daya mati.
Universitas Sumatera Utara
21
2.1.2. Karakteristik mikrokontroler AT89S52
AT89S52 mempunyai memori yang terdiri dari RAM internal dan Special Function Register
. RAM internal pada mikrokontroler AT89S52 memiliki ukuran 256 byte dan beralamatkan 00H-7FH serta dapat di akses menggunakan RAM address register.
RAM internal terdiri dari delapan buah register R0-R7 yang membentuk register banks
. Special Function Register yang berjumlah 21 buah berada di alamat 80H-FFH. RAM ini berbeda pada lokasi dengan Flash PEROM dengan alamat 000H-7FFH.
IC AT89S52 mempunyai pin sebanyak 40 buah yang sesuai dengan mikrokontroler 8031 dan memiliki susunan pin seperti gambar di berikut ini ini :
Gambar 2.1 Konfigurasi pin kaki pada mikrokontroler AT89S52
Universitas Sumatera Utara
22
Fungsi Pin-Pin pada mikrokontroler AT89S52
1. Pin 1 sampai pin 8
Pin 1 – 8 adalah port 1 yang merupakan saluran atau bus IO 8 bit dua arah dengan internal pull-up yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti
mengendalikan empat input TTL. Port ini juga digunakan sebagai saluran alamat saat pemrograman dan verifikasi
2. Pin 9
Merupakan masukan reset aktif tinggi. Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me- reset mikrokontroler ini.
3. Pin 10 sampai pin 17
Pin 10 – pin 17 merupakan saluran atau bus IO 8 bit dua arah dengan internal pull- ups
yang memiliki fungsi pengganti. Bila fungsi pengganti tidak dipakai maka dapat digunakan sebagai port paralel 8 bit serbaguna. Selain itu, sebagian port 3 dapat
berfungsi sebagai sinyal kontrol saat proses pemrograman dan verifikasi.
4. Pin 18 dan pin 19
Pin-pin ini merupakan jalur masukan ke penguat osilator berpenguat tinggi. Mikrokontroler ini memiliki seluruh rangkaian osilator yang diperlukan pada chip,
kecuali rangkaian kristal yang mengendalikan frekuensi osilator. Oleh karena itu, pin 18 dan 19 ini sangat diperlukan untuk dihubungkan dengan kristal. Selain itu XTAL 1
juga dapat digunakan sebagai input untuk inverting osilator amplifier dan input
Universitas Sumatera Utara
23
rangkaian internal clock, sedangkan XTAL 2 merupakan output dari inverting oscillator amplifier.
Universitas
5. Pin 20
Pin 20 merupakan ground sumber tegangan dan diberi simbol “gnd”.
6. Pin 21 sampai pin 28
Pin-pin ini adalah port 2 yang merupakan saluran atau bus IO 8 bit dua arah dengan internal pull-ups
. Saat pengambilan data dari program memori eksternal atau selama pengaksesan data memori eksternal yang menggunakan alamat 16 bit
MOVXDPTR, port 2 berfungsi sebagai saluran bus alamat tinggi A8-A15. Akan tetapi, saat mengakses data memori eksternal yang menggunakan alamat 8 bit
MOVXDPTR, port 2 mengeluarkan isi P2 pada special function register.
7. Pin 29
Pin 29 merupakan program Store Enable PSEN merupakan sinyal pengontrol untuk mengakses program memori eksternal agar masuk ke dalam bus selama proses
pemberianpengambilan instruksi fetching.
8. Pin 30
Pin 30 sebagai Adress Lacth Enable ALEPROG merupakan penahan alamat memori eksternal pada port 1 selama mengakses ke memori. Pin ini juga berfungsi
sebagai pulsasinyal input pemograman PROG selama proses pemograman.
Universitas Sumatera Utara
24
9. Pin 31
Pin 31 adalah External Access Enable EA merupakan sinyal kontrol untuk pembacaan memori program. Apabila diset rendah L maka mikrokontroler akan
melaksanakan seluruh instruksi dari memori program eksternal, sedangkan jika diset tinggi H maka mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori
program internal ketika isi program counter kurang dari 4096. Port ini juga berfungsi sebagai tegangan pemograman Vpp=+12V selama proses pemograman.
10. Pin 32 sampai pin 39
Pin 32-pin 39 adalah port 0 yang merupakan saluran bus IO 8 bit open collector, dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama
adanya akses ke memori program eksternal. Saat proses pemograman dan verifikasi, port 0 digunakan sebagai saluranbus data. Pull-up eksternal diperlukan selama proses
verifikasi.
11. Pin 40
Pin 40 merupakan sumber tegangan positif yang diberi simbol Vcc.
Register pada Mikrokontroler AT89S52
Register adalah penampung data sementara yang terletak dalam CPU. Pada mikrokontroler AT89S52, register-registernya adalah sebagai berikut :
a. .Register A Accumulator Accumulator
ialah sebuah register 8 bit yang merupakan pusat dari semua operasi accumulator, termasuk dalam operasi aritmatika dan operasi logika.
Universitas Sumatera Utara
25
b. Register B Register ini memiliki fungsi yang sama dengan register A.
c. Program counter PC Program counter
Pencacah program merupakan sebuah register 16 bit yang selalu menunjukkan lokasi memori instruksi yang akan diakses.
d. Data pointer Data pointer
atau DPATR merupakan register 16 bit yang terletak di alamat 82H untuk DPL dan 83H untuk DPH. Biasanya Data pointer digunakan untuk
mengakses data atau source kode yang terletak di memori eksternal. e. Stack Pointer SP
Stack Pointer adalah register 8 bit yang mempunyai fungsi khusus sebagai
penu njuk alamat atau data paling atas pada operasi penumpukan di RAM. Stack Pointer
terletak di alamat 81H. Penunjuk penumpukan selalu berkurang dua tiap kali data didorong masuk kedalam lokasi penumpukan dan selalu bertambah dua tiap kali
data ditarik keluar dari lokasi penumpukan. f. Program Status Word
Program Status Word merupakan register yang berisi beberapa bit status yang
mencerminkan keadaaan mikrokontroler. g. Bit Carry Flag CY
Bit carry merupakan bit ke 8 yang memiliki dua fungsi :
1. Carry akan menunjukkan apakah operasi penjumlahan mengandung carry sisa atau apakah operasi pengurangan mengandung borrow kurang. Apabila
Universitas Sumatera Utara
26
operasi ini mengandung carry, bit ini akan diset agar bernilai satu, sedangkan jika mengandung borrow, bit ini akan di set agar bernilai nol 0.
2. Carry dimanfaatkan sebagai bit ke-8 untuk operasi pergeseran shift atau perputaran.
h. Bit Auxiliary Carry AC Bit ini menunjukkan adanya carry bawaan dari bit ketiga menuju bit
keempat atau dari empat bit rendah ke empat bit tinggi pada operasi aritmatika. Bit ini jarang digunakan dalam program, tetapi digunakan oleh mikrokontroler secara
implisit pada operasi aritmatika bilangan BCD. i. Bit Flag 0 F0
Bit ini menunjukkan apakah hasil operasi bernilai nol atau tidak. Apabila hasil operasi adalah nol 0, bit ini akan diset agar bernilai 1, sedangkan apabila hasil
operasinya bukan nol 0 maka bit ini akan di-reset. Bit ini juga digunakan pada perbandingan dua buah data. Jika kedua data bernilai sama maka bit ini akan diset
agar bernilai satu, sedangkan jika kedua data itu berbeda maka bit ini akan direset agar bernilai nol 0.
j. Bit Register Select RS RS0 dan RS1 digunakan untuk memilih bank register. Delapan buah register
ini merupakan register serbaguna. Lokasinya pada awal 32 byte RAM internal yang memiliki alamat dari 00H sampai 1FH. Register ini dapat diakses melalui simbol
assembler R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6 dan R7.
Universitas Sumatera Utara
27
2.2. Komponen-Komponen Pendukung
