BAB II LANDASAN TEORI
2.1. PERANGKAT KERAS
Dalam merancang sebuah peralatan yang cerdas, diperlukan suatu perangkat keras hardware yang dapat mengolah data, menghitung, mengingat
dan mengambil pilihan. Mikrokontroler merupakan salah satu jawabannya. Vendor dari mikrokontroler ini ada beberapa macam, diantaranya yang paling
terkenal adalah Atmel, Motorola dan Siemens.
2.1.1. Mikrokontroler AT89S52
Perkembangan teknologi telah maju dengan pesat dalam perkembangan dunia elektronika, khususnya dunia mikroelektronika. Penemuan silikon
menyebabkan bidang ini mampu memberikan sumbangan yang amat berharga bagi perkembangan teknologi modern. Atmel sebagai salah satu vendor yang
mengembangkan dan memasarkan produk mikroelektronika telah menjadi suatu teknologi standar bagi para desainer sistem elektronika masa kini.
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya,
mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada 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 dan rutin-rutin antarmuka
perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada
Universitas Sumatera Utara
mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program kontrol disimpan dalam ROM bisa Masked ROM atau Flash PEROM yang
ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada
mikrokontroler yang bersangkutan.
Gambar 2.1. Blok Diagram Fungsional AT89S52 Mikrokontroler AT89S52 hanya memerlukan tambahan 3 buah kapasitor,
1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan
Universitas Sumatera Utara
resistor 8k2 Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini AT89S52 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu
daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 11,0592 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. ROM Read Only Memory yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya.
Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-52 memori penyimpanan program ini dinamakan sebagai memori program.
RAM Random Access Memory isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang
dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data. Ada berbagai jenis ROM, untuk mikrokontroler dengan program yang
sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu
mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programable- Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak
dipakai UV-EPROM Ultra Violet Eraseable Programable ROM yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih
murah. Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S52 adalah Flash
PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu
Universitas Sumatera Utara
lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S52 Flash PEROM Programmer.
Memori data yang disediakan dalam chip AT89S52 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan, memori berkapasitas 128
byte sudah cukup. Sarana InputOutput IO yang disediakan cukup banyak dan bervariasi. AT89S52 mempunyai 32 jalur InputOutput. Jalur InputOutput paralel
dikenal sebagai Port 1 P1.0..P1.7 dan Port 3 P3.0..P3.5 dan P3.7. AT89S52 dilengkapi UART Universal Asyncronous Receiver
Transmitter yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara serial. Jalur untuk komunikasi data serial RXD dan TXD diletakkan berhimpitan dengan P3.0 dan
P3.1 di kaki nomor 10 dan 11, sehingga 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 terpakai. AT89S52 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 paralel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi. Port 1 dan Port 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya
merupakan register yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Function Register SFR.
Berikut ini merupakan spesifikasi dari IC AT89S52 : • Kompatibel dengan produk MCS-52.
Universitas Sumatera Utara
• 4 Kbyte In-System Reprogammable Flash Memory. • Daya tahan 1000 kali bacatulis.
• Fully Static Operation : 0 Hz sampai 24 MHz. • Tiga level kunci memori program.
• 128 x 8 bit RAM internal. • 32 jalur IO.
• Tiga 16 bit TimerCounter. • Enam sumber interupt.
• Jalur serial dengan UART.
Gambar 2.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52
Universitas Sumatera Utara
Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S52 :
• VCC Pin 40
Suplai tegangan 5 Volt.
• GND Pin 20
Ground.
• 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.
• 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.
• 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 ke empat buah input TTL.
Universitas Sumatera Utara
• 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 :
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
Tabel 2.1. Konfigurasi Port 3 Mikrokontroler AT89S52
• RST pin 9
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.
• 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.
• PSEN pin 29
Program store enable digunakan untuk mengakses memori program eksternal.
Universitas Sumatera Utara
• 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.
• XTAL1 pin 19
Input untuk clock internal.
• XTAL2 pin 18
Output dari osilator.
2.1.2. Kapasitor