3 gelombang radio ditambahkan rangkaian mikrokontroler AT89S51 dan seven segmen
sebagai tampilan data digital yang dihubungkan secara pararel. Jadi setiap penekanan salah satu tombol keypad akan ditampilkan pada seven segmen.
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan dilakukan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1.
Memanfaatkan mikrokontroler untuk mengenali nilai-nilai yang dikirimkan oleh keypad untuk dipancarkan oleh pemancar gelombang radio FM.
2. Memanfaatkan mikrokontroler untuk mengenali nilai-nilai yang diterima dari
penerima gelombang radio FM untuk ditampilkan pada display seven segmen. 3.
Membuat Modifikasi rangkaian komunikasi analog menjadi komunikasi digital. 4.
Untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh dari perkulihaan terhadap realita.
1.4 Batasan Masalah
Mengacu pada hal diatas, penulis membuat Modifikasi rangkaian komunikasi analog menjadi komunikasi digital berbasis mikrokontroler AT89S51 dengan batasan-batasan
sebagai berikut: 1.
Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler AT89S51. 2.
Data yang dikirim digunakan keypad.
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
4 3.
Pengiriman data dihunakan pemancar dan penerima gelombang radio dari mobil mainan remote control
4. Display data yang diterima digunakan 1 digit seven segmen
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja modifikasi rangkaian komunikasi
analog menjadi komunikasi digital berbasis mikrokontroler AT89S51, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:
BAB 1. PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB 2. LANDASAN TEORI
Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian. Teori
pendukung itu antara lain tentang mikrokontroler AT89S51 hardware dan software, bahasa program yang digunakan. serta karekteristik dari
komponen-komponen pendukung.
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
5
BAB 3. PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir
dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler AT89S51.
BAB 4. ANALISA RANGKAIAN DAN SISTEM KERJA ALAT
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk
mengaktipkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler AT89S51.
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah
rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
6
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 PERANGKAT KERAS
2.1.1Arsitektur Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroller sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan microkomputer, 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 microprocessor. Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para
konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggi serta dalam bidang pendidikan.
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi misalnya pengolah kata, pengolah angka, dan lain sebagainya, Microcontroller
hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
7 perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan
ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antar muka perangkat keras disimpan dalam ruang
ROM yang kecil. Sedangkan Pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM yang ukurannya relatif lebih
besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sederhana sementara, termasuk register-register yang digunakan pada Microcontroller yang bersangkutan.
Microcontroller AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis Microcontroller ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data
per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan.
Pada prinsipnya program pada Microcontroller dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instruksi itu dijalankan secara
bertahap atau berurutan.
Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh microcontroller AT89S51 adalah sebagai berikut :
Sebuah Central Processing Unit 8 bit
Osilatc : internal dan rangkaian pewaktu
RAM internal 128 byte
Flash memori 4 Kbyte
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
8
Lima buah jalur interupsi dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi internal
Empat buah programable port IO yang masing-masing terdiri dari delapan buah
jalur Io
Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART
Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika
Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada frekuensi 12 MHz.
2.1.2 Kontruksi AT89S51
Mikrokontrol AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 10 Kilo Ohm dipakai untuk
membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini AT89S51 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24
MHz dan kapasitor 30 piko-Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler.
Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda. Read Only Memory
ROM yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan progam ini dinamakan
sebagai memori progam.
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
9 Random Access Memori RAM isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya,
dipakai untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan progam yang sudah baku dan diproduksi secara masal, progam diisikan ke dalam ROM pada saat IC
mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang
disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM Ultra Violet Eraseable Progamble ROM yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada
flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.
Jenis memori yang dipakai untuk Memori Program AT89S51 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat
bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S51 Flash PEROM Programmer. Memori Data yang disediakan dalam chip AT89S51 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja
tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup. Sarana InputOuput yang disediakan cukup banyak dan bervariasa. AT89S51 mempunyai 32 jalur InputOuput.
Jalur InputOuput paralel dikenal sebagai Port 1 P1.0..P1.7 dan Port 3 P3.0..P3.5 dan P3.7.
AT89S51 dilengkapi UART Universal Asyncronous ReceiverTransmiter yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri RXD
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
10 dan TXD diletakan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1 di kaki nomor 2 dan 3, seningga
kalau sarana inputouput yang bekerja menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat
T0 dan T1. T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur inputouput parelel kalau T0 dan T1 dipakai.
AT89S51 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini
berhimpitan dengan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur inputoutput parelel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi. Port1 dan 2,
UART, Timer 0,Timer 1 dan sarana lainnya merupakan register yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Functoin Regeister SFR.
2.1.3 SFR Register Fungsi Khusus Pada Keluarga 51
Sekumpulan SFR atau Special Function Register yang terdapat pada Mikrokontroler Atmel Keluarga 51 ditunjukan pada gambar I.01, pada bagian sisi kiri dan kanan
dituliskan alamat-alamatnya dalam format heksadesimal.
Tidak semua alamat pada SFR digunakan, alamat-alamat yang tidak digunakan diimplementasikan pada chip. Jika dilakukan usaha pembacaan pada alamat-alamat yang
tidak terpakai tersebut akan menghasilkan data acak dan penulisannya tidak menimbulkan efek sama sekali. Pengguna perangkat lunak sebaiknya jangan menuliskan
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
11 ‘1’ pada lokasi-lokasi ‘tak bertuan’ tersebut, karena dapat digunakan untuk
mikrokontroler generasi selanjutnya. Dengan demikian, nilai-nilai reset atau non-aktif dari bit-bit baru ini akan selalu ‘O’ dan nilai aktifnya adalah ‘1’. Berikut akan dijelaskan
secara singkat SFR-SFR beserta fungsinya:
F8 FF
F0 B F7
E8 EF
E0 ACC E7
D8 DF
D0 PSW D7
C8 T2CON T2MOD RCAP2L RCAP2H TL2 TH2
CF C0
C7 B8 IP
BF B0 P3
B7 A8 IE
AF A0 P2
A7 98 SCON
SBUF 9F
90 P1 97
88 TCON TMOD
TLO TL1
THO TH1
8F 80 PO
SP DPL
DPH PCON 87
Gambar 2.1. Peta Register Fungsi Khusus – SFR Special Function Register
1.Akumulator ACC atau akumulator yang menempati lokasi E 0h digunakan sebagai register untuk
penyimpanan data sementara, dalam program, instruksi mengacunya sebagai register A bukan ACC.
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
12
2.Register B Register B lokasi D 0h digunakan selama operasi perkalian dan pembagian, untuk
instruksi lain dapat diperlakukan sebagai register scratch pad “papan coret-coret” lainnya.
3Program Status Word PSW Register PSW lokasi D 0h mengandung informasi status program.
4.Stack Pointer Register SP atau Stack Pointer lokasi 8 1h merupakan register dengan panjang 8-bit,
digunakan dalam proses simpan menggunakan instruksi PUSH dan CALL. Walau Stack bisa menempati lokasi dimana saja dalam RAM, register SP akan selalu diinisialisasi ke
07h setelah adanya reset, hal ini menyebabkan stack berawal di lokasi 08h.
5.Data Pointer Register Data Pointer atau DPTR mengandung DPTR untuk byte tinggi DPH dan byte
rendah DPL yang masing-masing berada dilokasi 83h dan 82h, bersama-sama
membentuk register yang mampu menyimpan alamat 16-bit. Dapat dimanipulasi sebagai register 16-bit atau ditulis darike port, untuk masing-masing Port 0,Port 1, Port2 dan
Port 3.
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
13
6.Serial Data Buffer
SBUF atau Serial Data Buffer lokasi 99h sebenarnya terdiri dari dua register yang terpisah, yaitu register penyangga pengirim transmit buffer dan penyangga penerima
receive buffer. Pada saat data disalin ke SBUF, maka data sesungguhnya dikirim ke penyangga pengirim dan sekaligus mengawali transmisi data serial. Sedangkan pada saat
data disalin dari SBUF, maka sebenarnya data tersebut berasal dari penyangga penerima.
7.Time Register
Pasangan register TH0, TL0 dilokasi 8Ch dan 8Ah,TH1, TL1 dilokasi 8Dh dan 8Bh serta TH2, TL2 dilokasi CDh dan CCH merupakan register-register pencacah 16-bit
untuk masing-masing Timer 0, Timern 1 dan Timer 2.
8.Capture Register
Pasangan register RCAP2H, RCAP21 yang menempati lokasi CBh dan CAh merupakan register capture untuk mode Timer 2 capture. Pada mode ini, sebagai
tanggapan terjadinya suatu transisi sinyal di kaki pin T2EX pada AT89C5255, TH2 dan TL2 disalin masing-masing ke RCAP2H dan RCAP2L. Timer 2 juga memiliki mode
isi-ulang-otomatis 16-bit dan RCAP2H serta RCAP2L digunakan untuk menyimpan nilai isi-ulang tersebut.
9.Control Register
Register-register IP, IE, TMOD, TCON, T2CON, T2MOD, SCON dan PCON berisi bit- bit control dan status untuk system interupsi, pencacahpewaktu dan port serial.
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
14 Berikut ini merupakan spesifikasi dari IC AT89C51 :
Kompatible dengan produk MCS-51
Empat K byte In-Sistem Reprogammable Flash Memory
Daya tahan 1000 kali bacatulis
Fully Static Operation : 0 Hz sampai 24 MHz
Tiga level kunci memori progam
128x8 bit RAM internal
32 jalur IO
Tiga 16 bit TimerCounter
Enam sumber interupt
Jalur serial dengan UART
Gambar 2.2 IC Mikrokontroler AT89S51
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
15 Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S51 adalah sebagai berikut.
1.VCC Pin 40
Suplai tegangan
2.GND Pin 20
Ground
3.Port 0 Pin 39-Pin 32
Port 0 dapat berfungsi sebagai IO biasa, low order multiplex addressdata ataupun penerima kode byte pada saat flash progamming Pada fungsi sebagai IO biasa port ini
dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.
4.Port 2 Pin 21 – pin 28
Port 2 berfungsi sebagai IO biasa atau high order address, pada saat mengaksememori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan mengeluarkan isi dari P2
special function register. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink
keempat buah input TTL.
5.Port 3 Pin 10 – pin 17
Port 3 merupakan 8 bit port IO dua arah dengan internal pull up. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut :
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
16
Tabel 2.1. Pin-Pin Port 3 Nama pin
Fungsi P3.0 pin 10
RXD Port input serial P3.1 pin 11
TXD Port output serial P3.2 pin 12
INTO interrupt 0 eksternal P3.3 pin 13
INT1 interrupt 1 eksternal P3.4 pin 14
T0 input eksternal timer 0 P3.5 pin 15
T1 input eksternal timer 1 P3.6 pin 16
WR menulis untuk eksternal data memori P3.7 pin 17
RD untuk membaca eksternal data memori
6.RST pin 9
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.
7.ALEPROG pin 30
Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input progam PROG selama
memprogam Flash.
8.PSEN pin 29
Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal.
9.EA pin 31
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan progam yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika kondisi
Deddi S. Samosir : Komunikasi Digital Menggunakan Gelombang Radio FM Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2007. USU Repository © 2009
17 high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan progam yang ada pada memori internal.
Pada saat flash progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12 Volt.
10.XTAL1 pin 19
Input untuk clock internal.
11.XTAL2 pin 18
Output dari osilator.
2.2 PERANGKAT LUNAK