187
PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL
KEGIATAN 1
4.1 Mengenal Mikrokontroller
Jika kita bicara tentang Mikrokontroler, maka tidak terlepas dari pengertian atau definisi tentang Komputer itu sendiri, mengapa? Ada kesamaan-kesamaan
antara Mikrokontroler dengan Komputer atau Mikrokomputer, antara lain: x Sama-sama memiliki unit pengolah pusat atau yang lebih dikenal dengan
CPU Central Processing Unit; x CPU tersebut sama-sama menjalankan program dari suatu lokasi atau
tempat, biasanya dari ROM Read Only Memory1 atau RAM Random
Access Memory2;
x Sama-sama memiliki RAM yang digunakan untuk menyimpan data-data
sementara atau yang lebih dikenal dengan variabel-variabel;
x Sama-sama memiliki beberapa keluaran dan masukan IO yang
digunakan untuk melakukan komunikasi timbal-balik dengan dunia luar, melalui sensor masukan dan aktuator keluaran, perhatikan bagan yang
ditunjukkan pada Gambar 1.1.
Gambar 4.1. Bagan masukan, pemrosesan hingga keluaran Lantas apa yang membedakan antara Mikrokontroler dengan Komputer atau
Mikrokomputer? Mikrokontroler adalah versi mini dan untuk aplikasi khusus dari Mikrokomputer
atau Komputer
188
PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL
Berikut daftar kesamaan yang pernah kemukakan sebelumnya dengan menekankan pada perbedaan antara Mikrokontroler dan Mikrokomputer:
x CPU pada 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.
x Jika CPUpada mikrokomputer menjalankan program dalam ROMatau yang lebih dikenal dengan BIOSBasic IO System pada saat awal
dihidupkan, kemudian mengambil atau menjalankan program yang tersimpan dalam hard disk. Sedangkan mikrokontroler sejak awal
menjalankan program yang tersimpan dalam ROMinternal-nya bisa berupa Mask ROMatau Flash PEROMatau Flash ROM. Sifat memori
program dalam mikrokontroler ini non-volatile, artinya tetap akan tersimpan walaupun tidak diberi catu daya.
x RAM pada mikrokomputer bisa mencapai ukuran sekian GByte dan bisa di-upgrade ke ukuran 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 inipun dirasa cukup untuk aplikasi-aplikasi mikrokontroler.
x keluaran dan masukan IO pada mikrokomputer jauh lebih kompleks
dibandingkan dengan mikrokontroler, yang jauh lebih sederhana, selain itu, pada mikrokontroler akses keluaran dan masukan bisa per bit.
x Jika diamati lebih lanjut, bisa dikatakan bahwa Mikrokomputer atau Komputer merupakan komputer serbaguna atau general purpose
computer, bisa dimanfaatkan untuk berbagai macam aplikasi atau perangkat lunak. Sedangkan mikrokontroler adalah special purpose
computer atau komputer untuk tujuan khusus, hanya satu macam aplikasi saja.
189
PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL
Perhatikan Gambar 4.2, agar Anda mendapatkan gambaran tentang mikrokontroler lebih jelas.
Masukan Gambar 4.2. Diagram Blok mikrokontroler
ALU, Instruction Decoder, Accumulator dan Control Logic, sebagaimana
ditunjukkan pada Gambar 1.2, merupakan “ Otak” dari mikrokontroler.
Jantungnya berasal dari detak kristal oscilator. Disamping itu juga terdapat
berbagai macam periferal seperti SFR Special Function Register yang
bertugas menyimpan data-data sementara selama proses berlangsung.
Instruction Decoder bertugas menerjemahkan setiap instruksi yang ada di dalam Program Memory hasil dari pemrograman yang di buat sebelumnya.
Hasil penerjemahan tersebut merupakan suatu operasi yang harus dikerjakan
oleh ALU Arithmetic Logic Unit.
190
PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL
Accumulator yang kemudian menghasilkan sinyal-sinyal kontrol ke seluruh periferal yang terkait melalui Control Logic. Memori RAM atau RAM Memory
bisa digunakan sebagai tempat penyimpan sementara, sedangkan SFR Special Function Register sebagian ada yang langsung berhubungan dengan IO dari
mikrokontroler yang bersangkutan dan sebagian lain berhubungan dengan berbagai macam operasional mikrokontroler.
ADC atau Analog to Digital Converter digunakan untuk mengubah data-data
analog menjadi digital untuk diolah atau diproses lebih lanjut.
Timer atau Counter digunakan sebagai pewaktu atau pencacah. Sebagai
pewaktu fungsinya seperti sebuah jam digital dan bisa diatur cara kerjanya. Sedangkan pencacah lebih digunakan sebagai penghitung atau pencacah event
atau bisa juga digunakan untuk menghitung berapa jumlah pulsa dalam satu detik dan lain sebagainya. Biasanya sebuah mikrokontroler bisa memiliki lebih
dari 1 timer.
EEPROM berfungsi sama seperti RAM hanya saja tetap akan menyimpan data
walaupun tidak mendapatkan sumber listrikdaya.Sedangakan port-port IO untuk masukankeluaran, untuk melakukan komunikasi dengan periferal eksternal
mikrokontroler seperti sensor dan aktuator. Beberapa catatan mikrokontroler lainnya adalah:
x ‘Tertanam’ atau embedded dalam beberapa piranti atau dikenal dengan istilah embedded system atau embedded controller;
x Terdedikasi untuk satu macam aplikasi saja. x Hanya membutuhkan daya yang cukup rendah low power sekitar 50
mWatt Anda bandingkan dengan komputer yang bisa mencapai 50 Watt lebih;
x Memiliki beberapa keluaran maupun masukan yang terdedikasi, untuk tujuan atau fungsi-fungsi khusus;
x Kecil dan relatif lebih murah seri AT89 di pasaran serendah-rendahnya bisa mencapai Rp 15.000,00, mikrokontroler AVR di pasaran saat ini juga
relatif murah sedangkan Arduino bisa mencapai Rp. 200.000,-;
191
PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL
x Seringkali tahan-banting, terutama untuk aplikasi-aplikasi yang berhubungan dengan mesin atau otomotif atau militer.
x Mikrokontroler yang beredar saat ini dibedakan menjadi dua macam, berdasarkanarsitekturnya:
- Tipe CISC atau Complex Instruction Set Computing yang lebih kaya
instruksi tetapi fasilitas internal secukupnya saja seri AT89 memiliki 255 instruksi;
- Tipe RISC atau Reduced Instruction Set Computing yang justru
lebih kaya fasilitas internalnya tetapi jumlah instruksi secukupnya seri PIC16F hanya ada sekitar 30-an instruksi.
4.2. Pengetahuan Dasar Mikrokontroler AVR
Kategori