BAB 2 DASAR TEORI
2.1 Umum
LAN Local Area Network merupakan rancangan dasar jaringan komputer. Secara tipikal, LAN dapat berupa dua buah komputer atau lebih yang dihubungkan satu sama
lain melalui sebuah media kabel jaringan, komunikasi wireless, dan lain-lain sehingga setiap node komputer dapat saling melakukan akses. Namun demikian, LAN
tidak selalu berupa komputer-komputer yang dihubungkan, tetapi juga terdiri atas sekumpulan perangkat komunikasi seperti komputer-komputer server dan klien, hub,
bridge, repeater, printer dan lain-lain.
2.2 Sistem Jaringan Komputer
Ada beberapa jenis jaringan komputer yang dibedakan atas dasar ruang lingkupnya yaitu antara lain :
1. LAN Local Area Network adalah sekelompok komputer yang saling
dihubungkan di dalam area tertentu. 2.
WAN Wide Area Network adalah jaringan yang diperluas ke area yang lebih luas misalnya satu blok kota, dimana untuk menghubungkannya
sering menggunakan saluran telepon yang telah tersedia.
Universitas Sumatera Utara
3. MAN Metropolitan Area Network adalah LAN yang diperluas sehingga
dapat meliputi kota dengan diameter 50 km. Tidak menggunakan Ethernet atau Tiken Passing tetapi menggunakan DQDB Distributed Queque Dual
Bus. 4.
CLAN CablesCordless LAN adalah kombinasi LAN dan Radio mobil. Frekuensi radio yang digunakan 2,445 GHz sd 2,475 GHz. Utomo, 2006
2.2.1 Local Area Network LAN Tanpa Kabel
Inovasi di dalam teknologi telekomunikasi berkembang dengan cepat dan selaras dengan perkembangan karakteristik masyarakat modern yang memiliki mobilitas
tinggi, mencari layanan yang fleksibel, serba mudah dan memuaskan dan mengejar efisiensi di segala aspek. Dari itu, teknik telekomunikasi memiliki target untuk masa
depan, yaitu mencapai sistem Future Wireless Personal Communication FWPC. Sistem tersebut menawarkan layanan komunikasi dari siapa saja, kapan saja, di mana
saja, melalui satu deretan nomor sambungan yang tetap, dengan delay yang sekecil- kecilnya, menggunakan suatu unit yang portabel kecil, dapat dipindah-pindahkan,
murah dan hemat dan memiliki sistem yang kualitasnya tinggi dengan kerahasiaan yang terjamin.
Teknologi wireless memiliki fleksibelitas, mendukung mobilitas, memiliki teknik frequency reuse, selular dan handover, menawarkan efisiensi dalam waktu
penginstalan dan biaya pemeliharaan dan penginstalan ulang di tempat lain, mengurangi pemakaian kabel dan penambahan jumlah pengguna dapat dilakukan
Universitas Sumatera Utara
dengan mudah dan cepat. Jaringan wireless dapat digunakan untuk transmisi suara maupun data.
2.2.2 Keuntungan Menggunakan LAN
Adapun keuntungan dari penggunaan jaringan komputer LAN Local Area Network ini diantaranya adalah :
1. Pengelolaan File: Berbagi File, Transfer File
2. Berbagi aplikasi : Dapat menggunakan LAN untuk menyediakan software
bagi orang lain di jaringan. 3.
Berbagi Piranti Peripheral seperti : Printer, CD-Rom, Scanner, FaxModem dan sebagainya.
4. Reinteraksi dengan pengguna lain dalam jaringan seperti :
a. Melakukan
penjadwalan group;
masing-masing memasukkan
jadwalnya pada computer jaringan. Software penjadwalan kelompok mencatat jadwal setiap pengguna dan membuat jadwal dimana setiap
orang dapat memenuhi jadwal tersebut. b.
Mengirim dan menerima surat elektronik email, dan komunikasi real time chat.
c. Mengadakan pertemuan elektronik.
d. Bermain game jaringan.
Universitas Sumatera Utara
2.3 Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler adalah Central processing Unit CPU yang disertai dengan memori serta sarana inputoutput dan dibuat dalam bentuk Chip. Mikrokontroller merupakan
suatu mikroprosesor yang dikombinasikan dengan IO dan memori RAMROM dalam bentuk keeping tunggal, sehingga penambahan interface untuk peralatan IO
tidak diperlukan, namun diperlukan sebuah PEROM Programmable and Erasable Read Only Memory sebagai tempat penyimpanan program untuk mengatur kerja
mikrokontroler tersebut.
Mikrokontroler AT89S51 adalah sebuah mikrokontroler berdaya rendah, CMOS 8-bit yang berkemampuan tinggi dengan memory flash Programmable and
Erasable Read Only Memory PEROM sebesar 4 Kbyte. Mikrokontroler ini diproduksi dengan standard industri set instruksi dan pin out MCS-51. Flash internal
memungkinkan memori program untuk diprogram di dalam sistem atau dengan program yang memori non-volatile konvensional. Dengan mengkombinasikan sebuah
8-bit CPU yang serbaguna dengan flash yang menyatu dengan keping, mikrokontroler AT89S51 adalah sebuah mikrokontroler berkemampuan tinggi dimana menyediakan
solusi flaksibelitas tinggi dan biaya yang efektif untuk digabungkan ke banyak aplikasi kontrol.
2.3.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51
AT89S51 mempunyai rangkaian dalam yang cukup lengkap dengan demikian komponen luar yang diperlukan menjadi sedikit, hanya merupakan pelengkap dari
chip tersebut dari beberapa input yaitu : clock osilator, analog komparator positif
Universitas Sumatera Utara
input, analog komparator negative input dan rangkaian reset secara eksternal. IC ini didesain dengan ukuran yang kecil, dengan penggunaan daya yang rendah dan unjuk
kerja yang tinggi.
Sebuah mikrokontroler dapat bekerja bila dalam mikrokontroler tersebut terdapat sebuah program yang berisi instruksi-instruksi yang akan digunakan untuk
menjalankan sistem mikrokontroler tersebut. Pada prinsipnya mikrokontroler dijalankan secara bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa set
instruksi, dan setiap instruksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan. Konfigurasi pin dari IC, Gambar 2.1 seperti berikut :
Gambar 2.1 Konfigurasi pin mikrokontroler AT89S51 httpwww.atmel.com, 18062008
Universitas Sumatera Utara
Dari gambar 2.1, deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S51 :
1 VCC Pin 40
Suplai tegangan 5 Volt.
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 programming Pada fungsinya 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. Pada
fungsinya sebagai low order multiplex addressdata, port ini akan mempunyai internal pull up. Pada saat flash programming diperlukan eksternal pull up,
terutama pada saat verifikasi program.
4 Port 1 Pin 1 – Pin 8
Port 1 berfungsi sebagai IO biasa, pada kaki ke 6, ke 7 dan ke 8 terdapat Mosi, Miso dan Sck sebagai masukan dari ISP Programmer yang terhubung ke
komputer. Tanpa adanya port ini maka mikrokontroler tidak dapat diprogram oleh ISP Programmer.
5 Port 2 Pin 21 – pin 28
Port 2 berfungsi sebagai IO biasa atau high order address, pada saat mengakses memori 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.
Universitas Sumatera Utara
6 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 :
Tabel 2.1 Konfigurasi Port 3.0 Mikrokontroler AT89S51
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 untuk menulis eksternal data memori
P3.7 Pin 17 RD untuk membaca eksternal data memori
httpwww.atmel.com, 18062008 7 RST pin 9
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.
8 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 program
PROG selama memprogram Flash.
9 PSEN pin 29
Program store enable digunakan untuk mengakses memori program eksternal.
Universitas Sumatera Utara
10 EA pin 31
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah sistem di-reset. Jika
kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal. Pada saat flash programming, pin ini akan mendapat tegangan 12
Volt.
11 XTAL1 pin 19
Input untuk clock internal.
12 XTAL2 pin 18
Output dari osilator.
Susunan pin pada mikrokontroler AT89S51 dapat dilihat pada gambar di atas. Penjelasan untuk masing-masing pin dari mikrokontroler dapat dilihat pada lampiran:
Mikrokontroler AT89S51 memiliki beberapa fasilitas sebagai berikut ; 1.
Sebuah Central Processing Unit 8 bit. 2.
Osilator internal dan rangkaian pewaktu. 3.
RAM internal 128 byte. 4.
Flash memori 4 Kbyte. 5.
Lima buah jalur interupsi dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi internal.
6. Empat buah programmable port IO yang masing-masing terdiri dari 8 buah
jalur IO. 7.
Sebuah port serial dengan control serial full duplex UART. 8.
Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika.
Universitas Sumatera Utara
9. Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1µs pada frekuensi 12
MHz.
2.3.2 Memori data
Struktur memori yang dimiliki oleh AT89S51 terdiri atas : a.
RAM Internal, memori sebesar 128 byte yang biasanya digunakan untuk menyimpan data yang bersifat sementara.
b. Special Function Register Register Fungsi Khusus, memori yang berisi
register-register yang mempunyai fungsi-fungsi khusus yang disediakan mikrokontroler tersebut, seperti timer, serial dan lain-lain.
c. Flash PEROM, memori yang digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi
MCS-51.
Arsitektur AT89S51 seperti pada gambar 2.2 mempunyai struktur memori yang terpisah antara RAM Internal dan Flash PEROM-nya. RAM internal dialamati
oleh RAM Address Register Register Alamat RAM sedangkan flash PEROM yang menyimpan perintah-perintah MCS-51dialamati oleh Program Address Register
Register Alamat Program.
Dengan adanya struktur memori yang terpisah tersebut, walaupun RAM internal dan Flash PEROM, mempunyai alamat awal yang sama, yaitu alamat OOH,
namun sacara pisik kedua memori tersebut tidak saling berhubungan.
Universitas Sumatera Utara
2.3.3 Central Processing Unit CPU
CPU terdiri dari atas dua bagian, yaitu unit pengendali serta unit aritmatika dan Logika ALU. Fungsi utama unit pengendali adalah mengambil, mengkodekan, dan
melaksanakan urutan instruksi sebuah program yang tersimpan dalam memori.
2.3.4 Bus Alamat
Bus alamat berfungsi sebagai sejumlah lintasan saluran pengalamatan antara alat dengan sebuah computer. Pengalamatan ini harus ditentukan terlebih dahulu untuk
menghindari terjadinya kesalahan pengiriman sebuah instruksi dan terjadinya bentrok antara dua buah alat yang bekerja secara bersamaan.
2.3.5 Bus Data
Bus data merupakan sejumlah lintasan saluran keluar masuknya data dalam suatu mikrokontroler. Pada umumnya saluran data yang masuk dengan saluran data yang
keluar.
2.3.6 Bus Kontrol
Bus control atau bus pengendali ini berfungsi untuk menyerempakkan opresi mikrokontroller dengan operasi rangkaian luar.
Universitas Sumatera Utara
2.3.7 Memori
Didalam sebuah mikrokontroler terdapat suatu memori yang berfungsi untuk menyimpan data atau program. Ada beberapa jenis memori, diantaranya adalah RAM
dan ROM.
2.3.8 RAM Read Acces Memory
RAM merupakan memori yang dapat dibaca dan ditulis. RAM adalah jenis dari memori utama yang biasanya digunakan untuk menyimpan data atau sering disebut
dengan memori data saat program dikerjakan. Data yang data RAM akan hilang bila catu daya dari RAM dimatikan, sehingga RAM hanya dapat digunakan untuk
menyimpan data sementara.
2.3.9 ROM Read Only Memory
ROM merupakan memori yang hanya dapat dibaca. Data yang disimpan ROM tidak akan hilang meskipun tegangan supply dimatikan. Dari sifatnya itu maka ROM sering
dipakai untuk menyimpan program. Ada beberapa jenis ROM diantaranya yaitu PEROM, EPROM, dan EEPROM. PEROM dapat deprogram oleh pemakai tetapi
hanya dapat ditulis sekali saja.
UV- EPROM merupakan PROM yang dapat diprogram atau ditulis kali dan dipat dihapus dengan sinar ultraviolet. Flash PEROM adalan PROM yang dapat
ditulis ulang beberapa kali dan dapat dihapus secara elektrik atau dengan tegangan listrik. UV- EPROM harnya lebih dari flash PEROM, karena itu Flash PEROM lebih
Universitas Sumatera Utara
popular dan diminati programmer mikrokontroler. Rangkaian Blok Diagram Mikrokontroler dapat dilihat pada Gambar 2.2
Gambar 2.2 Blok Diagram Mikrokontroller AT89S51
httpwww.atmel.com, 18062008
2.3.10 Perangkat Lunak Mikrokontreller AT89S51
Perangkat lunak adalah seperangkat instruksi yang disusun menjadi sebuah program untuk memerintah komputer melakukan suatu pekerjaan. Sebuah instruksi selalu berisi
kode pengoperasian Op-Code, kode pengoperasian inilah yang disebut dengan bahasa mesin yang dapat dimengerti oleh mikrokomputer. Instruksi-instruksi yang
dijalankan dalam memprogram suatu program yang diisikan pada AT89S51 adalah instruksi bahasa pemograman assembler.
Universitas Sumatera Utara
2.3.10.1 Simbol Assembler Khusus
Assembler telah menyediakan beberapa symbol untuk menuinjukkan register disajikan sebagai operand. Table 2.2 berikut ini menunjukkan symbol assembler khusus.
Table 2.2 Simbol Assembler Khusus
Symbol Khusus Arti
A Akumulator
RO sampai R7 Register serbaguna
DPTR Data pointer. Register 16 bit
PC Program counter. Register 16 bit
yang berisi
alamat intruksi
berikutnya yang akan dijalankan C
Carry flag AB
Akumulator register B. pasangan register
untuk perkalian
dan pembagian.
httpwww.atmel.com18062008
2.3.10.2 Sistem Pengalamatan
a.
Pengalamatan Langsung 1
Immediate Data
Proses pengalamatan ini terjadi pada sebuah perintah ketika nilai operand merupakan data yang akan diproses. Biasanya operand tersebut selalu di awali
dengan tanda ‘’ seperti pada contoh berikut:
MOV A,05h
MOV A,Data ; Pada bagian atas data telah didefinisikan
sebagai ;
bilangan tertentu
data EQU
05 contohnya bilangan 5.
Universitas Sumatera Utara
2 Pengalamatan Data
Proses pengalamatan ini terjadi pada sebuah perintah ketika nilai operand merupakan alamat dari data yang akan diisi, dipindahkan atau diproses.
Contoh:
MOV P0,A
Port 0 adalah salah satu IO dari AT89S51 yang mempunyai alamat 80H. Perintah pada contoh di atas selain mengirimkan data Akumulator ke port
0 juga merupakan perintah pemindahan data dari Akumulator ke alamat 80H sehingga dapat juga dituliskan MOV 80H,A.
b. Pengalamatan Tak Langsung
Proses pengalamatan ini terjadi pada sebuah perintah ketika salah satu operand merupakan register berisikan alamat dari data yang akan di isi atau di pindahkan.
Pengalamatan jenis ini biasa digunakan untuk melakukan penulisan, pemindahan atau pembacaan beberapa data dalam lokasi memori yang mempunyai urutan beraturan.
AT89S51 mempunyai sebuah register 16 bit DPTR dan dua buah register 8 bit R0 dan R1 yang dapat digunakan untuk melakukan pengalamatan tidak langsung.
Contoh-contoh perintah yang digunakan pengalamatan tidak langsung adalah:
MOV R0,A ; R0 digunakan sebagai register penyimpan alamat.
MOV A,R1 ; R1 digunakan sebagai register penyimpan alamat.
MOV A,R0 ; R0 digunakan sebagai register penyimpan alamat.
MOV DPTR,A ; DPTR digunakan sebagai register penyimpan
alamat. Tim Lab. Mikroprosesor, 2007
c. Pengalamatan Kode
Universitas Sumatera Utara
Pengalamatan kode merupakan pengalamatan ketika operand merupakan alamat dari instruksi jump dan Call ACALL, JMP,LJMP, dan LCALL. Biasanya operand
tersebut akan menunjuk ke suatu alamat yang telah diberi label sebelumnya.
d. Pengalamatan Bit
Proses pengalamatan ketika operand menunjuk ke alamat pada RAM internal ataupun register fungsi khusus yang mempunyai kemampuan pengalamatan secara bit bit
Addressable.
Berdasarkan penulisannya, pengalamatan ini terdiri atas beberapa macam sebagai berikut:
1. Langsung menunjuk ke alamat bit
Contoh :
Setb 0B0H
Perintah ini memberikan logika 1 pada bit di alamat B0H dengan pengalamatan secara bit.
2. Menggunakan operator titik
Contoh :
Setb P3.0
Perintah ini memberikan logika 1 pada bit ke 0 dari port 3, bit tersebut terletak di alamat B0H dengan pengalamatan secara bit.
3. Menggunakan lambing Assembler secara standard
Contoh :
Setb RXD
Universitas Sumatera Utara
Perintah ini memberikan logika 1 pada kaki RXD yang terletak pada bit ke 0 dari port 3.
4. Menggunakan lambang Assembler secara bebas
Contoh :
Penerima Bit
P3.0 Setb
Penerima
Perintah ini memberikan logika 1 pada bit penerima yang sebelumnya telah didefinisikan sebagai bit P3.
2.3.10.3 Instruksi Aritmatika
Instruksi aritmatika mencakup penambahan ADD, pengurangan SUBB, perkalian MUL, dan pembagian DIV.
a. Penambahan ADD
Kategori