BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Perangkat Keras Hardware
2.1.1. Mikrokontroller AT89S51
Mikrokontroller, sebagai
suatu terobosan
teknologi mikrokontroller
dan mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar market need dan teknologi baru.
Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semi konduktor 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 mikroprosessor. Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroller hadir
untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih serta dalam bidang pendidikan.
Universitas Sumatera Utara
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi misalnya pengolah kata, pengolah angka, dan lain sebagainya,
Mikrokontroller 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, sedangkan rutin-rutin antar muka
perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan Pada mikrokontroller, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program
kontrol disimpan dalam ROM yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang
digunakan pada mikrokontroller yang bersangkutan.
Mikrokontroller AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis mikrokontroller ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk
mengolah data per bit atau pun data 8 bit secara bersamaan. Pada prinsipnya program pada mikrokontroller 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 mikrokontroller AT89S51 adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
1. Sebuah central prosessing unit 8 bit
2. Osilatch : 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 programable port IO yang masing-masing terdiri dari delapan buah jalur IO
7. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART
8. Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika
9. Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada
frekuensi 12 MHz.
2.1.1.1 Konstruksi Mikrokontroller AT89S51
Mikrokontroller 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 riset. Dengan adanya rangkaian riset ini AT89S51 otomatis diriset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan
Universitas Sumatera Utara
frekuensi maksimum 24 MHz dan kapasitor 30 mikro-farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja
mikrokontroller.
Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroller. Mikrokontroller memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda yaitu :
1. Read Only Memory ROM ROM isinya tidak berubah meskipun IC Integrated Circuit kehilangan catu daya.
Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan program ini dinamakan sebagai memori program.
2. Random Access Memory RAM RAM isinya akan sirna begitu IC Integrated Circuit 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 mikrokontroller dengan program yang sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan kedalam ROM pada saat IC
mikrokontroller dicetak dipabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroller menggunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang
disingkat menjadi PROM. Dulu banyak UV-EPROM Ultra Violet Eraseable
Universitas Sumatera Utara
Programble 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 mikrokontroller diisikan ke memori itu lewat
bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89C4051 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.
AT89S51 dilengkapi UART Receiver Universal Asyncronous Transmiter yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data
seri RXD dan TXD diletakkan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1. pada kaki nomor 2 dan 3, sehingga kalau sarana input output bekerja menurut fungsi waktu. Clock
penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5,
sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input output paralel kalau T0 dan T1 dipakai.
Universitas Sumatera Utara
AT89S51 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini
berhimpitan dangan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input output paralel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi. Port1
dan 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya merupakan yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di SFR Special Function Register.
2.1.1.2 Pin-Pin pada Mikrokontroller AT89S51
Gambar 2.1 IC Mikrokontroller AT89S51
Universitas Sumatera Utara
Deskripsi pin-pin pada mikrokontroller AT89S51 :
VCC Pin 40
Berfungsi sebagai suplai tegangan
GND Pin 20
Berfungsi sebagai ground
RST pin 9
Berfungsi sebagai reset. 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 progam PROG
selama memprogam Flash.
PSEN pin 29
Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal.
EA pin 31
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroller akan menjalankan progam yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika
Universitas Sumatera Utara
kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan progam yang ada pada memori internal. Pada saat flash progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12
Volt.
XTAL1 pin 19
Berfungsi sebagai input untuk clock internal.
XTAL2 pin 18
Berfungsi sebagai output dari osilator.
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. Pada fungsi sebagai
low order multiplex addressdata, port ini akan mempunyai internal pull up, terutama pada saat verifikasi program.
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 Port 2 special function register. Port ini mempunyai internal pull up dan
Universitas Sumatera Utara
berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL.
Port 3 Pin 10 – pin 17
Port 3 merupakan 8 bit yang berfungsi sebagai 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 menulis untuk eksternal data memori
P3.7 pin 17 RD untuk membaca eksternal data memori
Universitas Sumatera Utara
2.1.2 ADC Analog to Digital Converter
Kategori