IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS) MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS)
MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Disusun Oleh :
TRI DESE BUDI PRASETIYO
NIM : 035114001
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2008
i
THE IMPLEMENTASI OF SENDING SHORT MESSAGE (SMS)
USING RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON AT89S52
MICROCONTROLLER
FINAL PROJECT
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
To Obtain the SARJANA TEKNIK Degree
in Electrical Engineering Study Program
By :
TRI DESE BUDI PRASETIYO
Student Number : 035114001
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2008
ii
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PEMBIMBING
IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT
(SMS) MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG
RADIO BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
(THE IMPLEMENTATION OF SENDING SHORT MESSAGE
(SMS) USING RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON
iii
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI
TUGAS AKHIR
IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS)
MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
(THE IMPLEMENTATION OF SENDING SHORT MESSAGE (SMS) USING
RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON AT89S52 MICROCONTROLLER)
iv
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini
tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,
kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,
sebagaimana layaknya karya ilmiah.”
Yogyakarta, 25 Juli 2008
Tri Dese Budi Prasetiyo
v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP
“Takut akan Tuhan adalah permulaan pengetahuan”
(Amsal 1:7a)
Even In The Darkness,
There Is Always A Hope Of Light.
Just Listen To What Your Heart Says
And God Will Make
Everything All Right.
Kupersembahkan Tugas Akhir ini untuk :
Yesus Kristus atas segalakasih dan kebaikannya,
Papa dan Mamakudan segenap keluargaku
Yang selalu memberikan doa & dukungan
Almamaterku Teknik Elektro USD
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama
: Tri Dese Budi Prasetiyo
Nomor Mahasiswa
: 03 5114 001
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS)
MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO
BERBASIS MIKROKOTROLER AT89S52
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma, hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan
royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 12 Agustus 2008
Yang menyatakan,
Tri Dese Budi Prasetiyo
IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS)
MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
Tri Dese Budi Prasetiyo
035114001
INTISARI
Aspek keamanan menjadi hal yang sangat penting bagi teknologi informasi
saat ini. Dalam hal ini sangat terkait dengan betapa pentingnya pesan atau informasi
yang dikirimkan. Sebagai contoh pengiriman informasi melalui walkie talkie yang
pada umumnya tidak pernah bersifat privacy.
Dengan melihat kelemahan dari walkie talkie ini, maka dikembangkan sistem
pengiriman pesan singkat (SMS) dalam berkomunikasi berbasis mikrokontroler
AT89S52. Pada pengiriman pesan singkat ini dikembangkan sistem pengkodean agar
komunikasi yang terjadi hanya antara pengirim dan yang dituju saja. Mikrokontroler
AT89S52 digunakan untuk mengatur kerja dari keypad matriks 4x3, tombol enter
dan clear, PTT-Walkie Talkie dan LCD. Masukan data dari mikrokontroler berupa
data digital, agar data tersebut dapat ditransmisikan oleh walkie talkie maka harus
diubah menjadi sinyal analog dengan menggunakan modulator. Kemudian sinyal
analog tersebut akan diubah kembali menjadi sinyal digital menggunakan
demodulator. Untuk itu digunakan IC TCM3105NL sebagai modem Single Chip
Frequency Shif Keying (FSK).
Implementasi pengiriman pesan singkat (SMS) berbasis mikrokontroler
AT89S52 pada walkie talkie ini telah dicoba dan terbukti dapat bekerja dengan baik.
Alat ini dapat bekerja pada jarak maksimal 250 meter dengan jumlah pengiriman
maksimal 160 karakter.
Kata kunci :
Walkie Talkie, pengiriman pesan singkat
Mikrokontroler AT89S52, IC TCM3105NL.
vii
(SMS),
aplikasi
THE IMPLEMENTASI OF SENDING SHORT MESSAGE (SMS)
USING RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON AT89S52
MICROCONTROLLER
Tri Dese Budi Prasetiyo
035114001
ABSTRACT
Today, security system is very important in information technology. But, it
still needs privacy, especially for sending messages or informations. For example, to
send information by using walkie-talkie.
Short Message Service using AT89S52 microcontroller is developed to
overcame the weakness of walkie-talkie, it is privacy and security. This message
service uses communication coding to make only in two ways communications,
between the transmitter and the receiver. AT89S52 is used to control the matrix
keypad (4x3), Enter Button, and Clear Button and also PTT Walkie-Talkie and LCD.
Digital data input from microcontroller is changed by modulator into analog signal
before it is sent by transmitter. And then the analog signal is changed into digital
signal by demodulator in the receiver side. IC TCM3105NL is used as a Single Chip
Frequency Shift Keying (FSK) Modem.
This project has been tried and could work well. The maximum distance is
250 meters with maximum 160 characters.
Keywords : Walkie Talkie, Short Message
Microcontroller, IC TCM3105NL.
viii
Service
(SMS),
AT89S52
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih penulis panjatkan kepada Allah Bapa atas segala
kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir
dengan judul ”Implementasi Pengiriman Pesan Singkat (SMS) Menggunakan
Transmisi Gelombang Radio Berbasis Mikrokontroler AT89S52” tepat pada
waktunya.
Tugas akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh
gelar sarjana teknik pada program studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.
Penulisan tugas akhir ini didasarkan pada hasil yang penulis peroleh berdasarkan
pada perancangan alat, pembuatan alat dan sampai pada pengujian alat.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini tidak akan terwujud dengan baik
tanpa bantuan dari pihak lain. Oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Yesus Kristus, sumber segala inspirasiku.
2.
Kedua orang tuaku tercinta Mulyono, SH dan Emiliana R atas segalanya
yang telah diberikan dan dikorbankan yang tak akan pernah dapat ternilai
harganya.
3.
Kakakku tercinta Dwi Juliati Ciptaningsih, Spd atas dana-dana
tambahannya diakhir bulan, serta semua keluarga yang telah memberikan
semangat dan dukungan yang luar biasa kepada penulis.
4.
Maria Oktavia atas doa, semangat dan dukungan yang selalu diberikan.
Ndut..... ingat cepat lulus ya.
ix
5.
Ibu Wuri Harini, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing I yang telah
banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengetahuan,
diskusi, arahan, kritik dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan
tugas akhir.
6.
Bapak Ir.Tjendro selaku dosen pembimbing II yang dengan senang hati
memberikan pengarahan, bimbingan dan segenap perhatiannya.
7.
Semua dosen jurusan teknik elektro di Universitas Sanata Dharma yang
telah membagikan ilmunya selama masa perkuliahan.
8.
Para Bapak dan Ibu yang bertugas di Sekretariat Fakultas Sains dan
Teknologi (Pak Djito dan rekan-rekan) yang telah membantu Penulis
dalam menyelesaikan semua persyaratan administrasi selama masa kuliah
Penulis.
9.
Para laboran atas fasilitas pinjaman alat-alat dalam rangka menyelesaikan
tugas akhir ini.
10. Teman-teman seperjuangan selama dilab TA, atas segala suka dan duka
yang kita rasakan bersama, khususnya : Ika (jangan salah lagi pake
sandalnya ya...!!!), Anna (ingat “kalau kurus ntar jelek”), Syukur, Epen,
Erick(TE’04), Guntur, Putu, Supri.
11. Billiard crew : Roni, Ricky, Nendar, Rio, Yudi (Kabayan), Yayan,
Andika.
12. Teman-teman PKL-ku Raditya Wisnu dan Boy.
x
13. Sahabatku Rion di Bandung atas bantuannya dalam menyediakan segala
kebutuhan
atas
komponen-komponen
yang
diperlukan
dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
14. Semua rekan-rekan Teknik Elektro angkatan 2003 yang tidak dapat
disebut satu-persatu.
Penulis mengakui bahwa karya tulis ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, segala kritik dan saran yang membangun akan penulis terima dengan
senang hati. Akhir kata, semoga tugas akhir ini berguna bagi semua pihak dan dapat
bermanfaat bagi perkembangan Jurusan Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta. Tuhan memberkati kita semua.
Yogyakarta, 25 Juli 2008
Penulis
Tri Dese Budi Prasetiyo
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PEMBIMBING ...............................
iii
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI .........................................
iv
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................
v
LEMBAR PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP ...............................
vi
INTISARI .....................................................................................................
vii
ABSTRACT ................................................................................................
viii
KATA PENGANTAR ................................................................................
ix
DAFTAR ISI ................................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xvi
DAFTAR TABEL .......................................................................................
xix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ...........................................................
1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................
1
1.3 Batasan Masalah .......................................................................
2
1.4 Tujuan ......................................................................................
2
1.5 Manfaat ....................................................................................
3
1.6 Metodologi Penelitian ..............................................................
3
1.7 Sistematika Penulisan ...............................................................
3
BAB II DASAR TEORI
2.1 Komunikasi Data Serial ...........................................................
xii
5
2.2 Modem FSK .............................................................................
6
2.2.1 Pengantar FSK ...............................................................
6
2.2.2 Modulator – Demodulator FSK .....................................
7
2.3 Mikrokontroler .........................................................................
12
2.3.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52 ....................
12
2.3.2 RAM Internal .................................................................
14
2.3.3 Flash PEROM ................................................................
15
2.3.4 Special Function Registers .............................................
15
2.3.5 On-Chip Oscillator .........................................................
17
2.3.6 Rangkaian Reset Mikrokontroler ...................................
18
2.3.7 Komunikasi Serial AT89S52 .........................................
18
2.3.8 Register Kontrol Port Serial ...........................................
20
2.3.9 Pengaturan Baudrate ......................................................
21
2.4 Liquid Crystal Display (LCD) .................................................
22
2.4.1 Struktur Memori LCD ...................................................
23
2.5 Walkie Talkie ............................................................................
25
2.5.1 Pesawat Transceiver .......................................................
25
2.5.2 Cara Kerja Pesawat Transceiver ....................................
27
2.5.2.1 Posisi Memancar ...............................................
27
2.5.2.2 Posisi Menerima ...............................................
27
2.5.3 Frekuensi Kerja Walkie Talkie .......................................
28
2.6 Matriks Keypad ........................................................................
29
2.7 Transistor Sebagai Saklar .........................................................
29
xiii
BAB III PERANCANGAN
3.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ..............................
34
3.1.1 Walkie Talkie ..................................................................
34
3.1.2 Modem ...........................................................................
35
3.1.2.1 Modulator .........................................................
35
3.1.2.2 Demodulator .....................................................
37
3.1.3 Rangkaian Keypad .........................................................
38
3.1.4 Rangkaian LCD ..............................................................
41
3.1.5 PTT-Circuit ....................................................................
41
3.1.6 Mikrokontroler AT89S52 ...............................................
43
3.2 Perancangan Perangkat Lunak (Software) ...............................
44
3.2.1 Perancangan Proses Pesan Masuk ..................................
49
3.2.2 Perancangan Proses Tulis Pesan ....................................
50
3.2.3 Perancangan Proses Ambil Data Dari Keypad ...............
53
3.2.4 Perancangan Proses Ambil Karakter Dari Keypad ........
54
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Akhir Perancangan .........................................................
55
4.2 Pengukuran dan Analisa Modem TCM3105NL ......................
57
4.2.1 Modulator IC TCM3105NL ..........................................
58
4.2.2 Demodulator IC TCM3105NL ......................................
60
4.3 Pengoperasian Perangkat Pengiriman Pesan ...........................
62
4.4 Lama Waktu Pengiriman-Penerimaan Data ............................
67
xiv
4.5 Pengukuran Jarak Transmisi ....................................................
69
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ..............................................................................
70
5.2 Saran ........................................................................................
70
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
72
LAMPIRAN SPESIFIKASI ALAT .........................................................
L1
LAMPIRAN LISTING PROGRAM .......................................................
L2
LAMPIRAN RANGKAIAN LENGKAP ...............................................
L3
LAMPIRAN DATASHEET ......................................................................
L4
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Format Pengiriman Data Serial Asinkron ...............................
5
Gambar 2.2
Sistem Modulasi FSK .............................................................
7
Gambar 2.3
Konfigurasi Pin IC TCM3105 .................................................
8
Gambar 2.4
Pembagian Sistem Pada IC TCM3105 ...................................
9
Gambar 2.5
Rangkaian Pembagi Tegangan ................................................
11
Gambar 2.6
Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52 .............................
12
Gambar 2.7 Lokasi RAM Internal ..............................................................
14
Gambar 2.8 Peta Memori Special Function Registers .................................
15
Gambar 2.9 Menghubungkan Kristal Sumber Detak ..................................
18
Gambar 2.10 Rangkaian Reset Mikrokontroler .............................................
18
Gambar 2.11 Susunan Bit Dalam Register SCON ........................................
20
Gambar 2.12 Pengalamatan DDRAM ...........................................................
23
Gambar 2.13 Diagram Blok Transceiver Walkie Talkie ................................
27
Gambar 2.14 Rangkaian Matriks Keypad ......................................................
29
Gambar 2.15 Konfigurasi Common Emitter Transistor .................................
30
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ...............................................................
32
Gambar 3.2 Format Data Sistem Pengiriman dan Penerimaan Pesan .........
33
Gambar 3.3 Jalur Koneksi Walkie Talkie ....................................................
34
Gambar 3.4 Perancangan Rangkaian Modulator IC TCM3105NL .............
36
Gambar 3.5 Perancangan Rangkaian Demodulator IC TCM3105NL ........
38
Gambar 3.6 Perancangan Pengaturan Port untuk Keypad Matriks 4x3 ......
39
xvi
Gambar 3.7 Perancangan Pengaturan Port untuk Keypad Tambahan .........
40
Gambar 3.8 Perancangan Pengaturan Port untuk LCD pada AT89S52 .....
41
Gambar 3.9 Perancangan Pengaturan Port untuk PTT-circuit ....................
42
Gambar 3.10 Perancangan Rangkaian Osilator .............................................
43
Gambar 3.11 Flowchart Program Secara Umum ..........................................
44
Gambar 3.12 Perancangan Flowchart Interupsi Serial ..................................
47
Gambar 3.13 Perancangan Flowchart Tampilan LCD ..................................
48
Gambar 3.14 Perancangan Flowchart Pesan Masuk .....................................
49
Gambar 3.15 Perancangan Flowchart Tulis Pesan ........................................
52
Gambar 3.16 Perancangan Flowchart Keypad ..............................................
53
Gambar 3.17 Perancangan Flowchat Pengambilan Karakter ........................
54
Gambar 4.1 Bentuk Fisik Implementasi Pengiriman Pesan Singkat
Menggunakan Transmisi Gelombang Radio ...........................
56
Gambar 4.2 Bagian Dalam Dari Peralatan ..................................................
56
Gambar 4.3 Sinyal Keluaran Modulator dengan Input 0V .........................
57
Gambar 4.4 Sinyal Keluaran Modulator dengan Input 5V .........................
58
Gambar 4.5 Diagram Blok Pengukuran Rangkaian Modem FSK ................
59
Gambar 4.6 Keluaran Modulator FSK dengan Input Sinyal Kotak ............
59
Gambar 4.7 Keluaran Demodulator FSK dengan Input Sinyal Analog ......
61
Gambar 4.9 Tampilan awal pada layar LCD ...............................................
62
Gambar 4.10 Tampilan layar LCD setelah 1,25s ..........................................
62
Gambar 4.11 Tampilan saat dilakukan penekanan tombol enter untuk
melakukan penulisan pesan ....................................................
xvii
63
Gambar 4.12 Tampilan Penulisan Pesan ......................................................
63
Gambar 4.13 Tampilan saat penekanan tombol enter untuk menulis kode
tujuan ......................................................................................
63
Gambar 4.14 Layar LCD baris 2 terhapus ....................................................
64
Gambar 4.15 Penginputan Kode Tujuan ......................................................
64
Gambar 4.16 Tampilan saat penekanan tombol enter tanda penginputan
kode telah selesai dilakukan ....................................................
64
Gambar 4.17 Penekanan tombol enter untuk melakukan pengiriman ..........
65
Gambar 4.18 Tampilan ketika data/pesan telah dikirimkan ..........................
65
Gambar 4.19 Tampilan setelah diterima balasan ..........................................
65
Gambar 4.20 Tampilan pengiriman gagal .....................................................
66
Gambar 4.21 Tampilan pesan masuk ............................................................
66
Gambar 4.22 Tampilan pesan .......................................................................
66
Gambar 4.23 Tampilan pengirim ..................................................................
67
Gambar 4.24 Grafik Delay Penerimaan Data Terhadap Banyaknya Data ...
68
xviii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Keterangan Pin TCM 3105 ......................................................
8
Tabel 2.2
Mode standar BEL 202 dan CCITT V.23 ...............................
11
Tabel 2.3
Fungsi pin Mikrokontroler AT89S52 ......................................
13
Tabel 2.4
Penentuan mode kerja port serial .............................................
21
Tabel 2.5
Rumus penghitungan baudrate pada komunikasi serial ..........
21
Tabel 2.6
Konfigurasi Pin-pin 16x2 dot Matriks LCD ............................
22
Tabel 2.7
Instruksi data pada LCD ..........................................................
24
Tabel 2.8
Karakter LCD standar .............................................................
25
Tabel 2.9
Frekuensi Setiap Channel pada Walkie Talkie ........................
28
Tabel 3.1
Kombinasi Baris dan Kolom Matriks Keypad .........................
40
Tabel 4.1
Delay Penerimaan Data Berdasarkan Jumlah Karakter ...........
68
Tabel 4.2
Pengukuran Jarak Transmisi ....................................................
69
xix
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Walkie Talkie merupakan salah satu alat komunikasi portabel yang cukup
efisien, simple, serta ekonomis yang memanfaatkan sistem transmisi gelombang
radio diantaranya radio FRS (Family Radio Service) dan radio GMRS (General
Mobile Radio Service) maupun gabungan keduanya[1], di mana pengiriman isyarat
atau informasinya bersifat voice dan half-duplex. Komunikasi pada walkie talkie
menggunakan teknologi Push-To-Talk (PTT) dan dapat terjadi di antara banyak
orang, sehingga dapat dikatakan bahwa sistem komunikasi pada walkie talkie ini
masih mudah terlacak (tidak bersifat rahasia) dan ini merupakan salah satu penyebab
mulai ditinggalkannya walkie talkie.
Dengan memanfaatkan walkie talkie yang ada sekarang ini, penulis mencoba
merancang dan merealisasikan suatu sistem pengiriman SMS (Short Message
Service) yang merupakan pesan singkat dalam bentuk teks yang berkembang dalam
dunia telekomunikasi seluler (ponsel), yang terjadi di antara pengirim dan penerima
saja (bersifat rahasia). Sehingga komunikasi pada walkie talkie dapat dilakukan
dengan dua pilihan yaitu secara voice dan pengiriman SMS.
1.2.
Perumusan Masalah
Permasalahan utama yang dibahas adalah bagaimana merealisasikan
pengiriman pesan singkat pada walkie talkie dengan menggunakan mikrokontroler
1
2
AT89S52, di mana komunikasi yang terjadi hanya antara pengirim dan penerima
(yang dituju) saja.
1.3.
Batasan Masalah
Dalam pembuatan Tugas Akhir dengan judul ”Implementasi Pengiriman
Pesan Singkat (SMS) menggunakan Transmisi Gelombang Radio berbasis
Mikrokontroler AT89S52” ini, penulis membatasi permasalahan yang akan
disampaikan adalah sebagai berikut :
1. Data/informasi yang dikirim berupa teks (maksimum 160 karakter).
2. Bagian penerima dan pemancar (walkie talkie) tidak dibahas secara lengkap dan
juga tidak termasuk dalam perancangan alat.
3. Sistem modulasi yang digunakan sebelum data dipancarkan melalui walkie talkie
yaitu menggunakan modulator FSK pada sisi pengirim dan sistem demodulasi
pada bagian penerima menggunakan demodulator FSK.
4. Komunikasi yang terjadi bersifat half-duplex, di mana antara walkie talkie yang
satu dengan walkie talkie yang lainnya tidak dalam kondisi memancar
(transmitter) secara bersamaan tetapi bergantian.
1.4.
Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan ini adalah untuk dapat
meningkatkan nilai guna dari walkie talkie yang pada awalnya bersifat voice dalam
sistem komunikasinya, agar dapat juga digunakan untuk berkomunikasi melalui
pengiriman SMS.
3
1.5.
Manfaat
Beberapa manfaat yang dapat diambil dari pembuatan Tugas Akhir ini, antara
lain adalah :
1. Dengan adanya sistem SMS pada walkie talkie ini, dapat menghemat pengeluaran
biaya seperti biaya pulsa pada HP (HandPhone).
2. Pengiriman data atau informasi (SMS) menggunakan walkie talkie yang biasanya
mudah terlacak menjadi lebih terjamin kerahasiaannya.
1.6.
Metodologi Penelitian
Dalam penyusunan proposal Tugas Akhir ini dilakukan beberapa metodologi
penelitian. Adapun metodologi penelitian yang dilakukan terdiri dari :
1. Studi pustaka, yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari berbagai informasi,
baik dari buku, makalah maupun internet mengenai hal-hal yang berkaitan, yang
dapat digunakan sebagai referensi pendukung dalam penyusunan laporan.
2. Merealisasikan pengetahuan yang diperoleh dalam bentuk perancangan hardware
dan software.
3. Melakukan pengujian terhadap hasil perancangan pada setiap bagian sistem
sesuai dengan fungsi masing-masing. Bagian tersebut selanjutnya disusun
sebagai satu kesatuan yang utuh.
1.7.
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini terbagi menjadi lima bab yang disusun
sebagai berikut :
4
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, perumusan masalah,
batasan masalah, tujuan, manfaat, metodologi penulisan dan
sistematika penulisan.
BAB II. DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang dasar teori komponen-komponen yang akan
digunakan dalam penelitian.
BAB III. PERANCANGAN
Bab ini berisi tentang diagram blok dan penjelasan cara kerja secara
singkat rancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak
(software).
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang hasil dan pengamatan kerja dari perangkat keras
dan perangkat lunak yang telah dibuat.
BAB V. PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran untuk perbaikan alat dan
penelitian selanjutnya.
BAB II
DASAR TEORI
2.1.
KOMUNIKASI DATA SERIAL
Komunikasi serial ada dua yaitu komunikasi serial secara sinkron dan
komunikasi serial secara asinkron. Komunikasi serial secara sinkron di mana sinyal
detak (clock) dikirim bersama-sama dengan data serial, sedangkan komunikasi serial
secara asinkron di mana sinyal detak (clock) tidak dikirim bersama-sama dengan data
serial melainkan sinyal detak (clock) tersebut harus dibangkitkan oleh rangkaian
penerima.
Berdasarkan arahnya komunikasi serial dibagi menjadi :
a. Simplex
: komunikasi yang terjadi hanya satu arah saja.
b. Half-Duplex : komunikasi terjadi dua arah tetapi secara bergantian.
c. Full-Duplex : komunikasi dapat dilakukan dua arah secara bersamaan.
Format pengiriman data serial asinkron adalah 1 bit start (selalu rendah), 8 bit data,
1 bit paritas dan 1 sampai 2 bit stop (selalu tinggi). Pada saat tidak ada data (idle)
yang dikirim, kondisi saluran transmisi selalu tinggi (high)[2]. Format tersebut dapat
dilihat seperti gambar 2.1.
Selalu nol
Start
D0
D1
D2
D3
D5
D4
D6
D7
Parity
1 Karakter
Gambar 2.1. Format pengiriman data serial asinkron
5
Stop
6
Hal lain yang mempengaruhi transfer data serial adalah kecepatan pengiriman.
Besaran kecepatan data serial adalah bps (bit per second)[2].
Kecepatan pengisyaratan data =
log 2 n bit
................................ (2.1)
sec ond
T
Dimana : n = cacah kondisi pengisyaratan
T = waktu tiap bit
Jika hanya terdapat dua kondisi pengisyaratan, 1 dan 0 saja, maka n = 2
sehingga kecepatan data adalah 1/T bps.
Kecepatan modulasi adalah kecepatan perubahan status logika pada untai dan
berbanding terbalik dengan durasi bit. Satuan kecepatan modulasi adalah baud[2].
Kecepatan modulasi =
1
baud .................................................................. (2.2)
T
Jadi jika n = 2 maka kecepatan pengisyaratan data sama dengan kecepatan modulasi.
2.2.
MODEM FSK
2.2.1. Pengantar FSK
Frequency Shift Keying (FSK) merupakan sistem modulasi digital yang relatif
sederhana dalam penyandian. FSK merupakan sistem modulasi yang menghasilkan
dua buah frekuensi yang berbeda-beda jika masukan (input) dikenai sinyal digital.
Frekuensi berbeda tersebut adalah frekuensi gelombang pembawa sinus dan
merupakan frekuensi yang akan di demodulasi menjadi gelombang data digital
kembali. Gambar sinyal modulasi dapat dilihat pada gambar 2.2. Frekuensi yang
lebih tinggi digunakan untuk mendefinisikan biner 0 (fspace) dan frekuensi yang
rendah digunakan untuk mendefinisikan biner 1 (fmark) .
7
Volt
+5
0
0
1
0
1
fs = frekuensi space
fm = frekuensi mark
+A
0
-A
fs
fm
fs
fm
Gambar 2.2. Sistem Modulasi FSK
2.2.2
Modulator-Demodulator FSK
Modulator-Demodulator (Modem) digunakan untuk mengubah bit-bit digital
menjadi frekuensi-frekuensi dengan nilai tertentu supaya dapat dimodulasikan dan
ditransmisikan melalui gelombang radio (walkie talkie). Adapun nilai frekuensi
tersebut harus berbeda sehingga dapat dikenali untuk bit logika 1 (fmark) dan bit
logika 0 (fspace).
Komponen utama dari modem ini akan dibuat dari rangkaian terintegrasi
TCM3105. Hal ini dikarenakan TCM3105 memiliki kelebihan sebagai berikut :
a. Sebagai modem Single Chip Frequency Shif Keying (FSK).
b. Mengikuti spesifikasi berdasarkan BELL 202 dan CCITT V23.
c. Transmit Modulation pada 75, 150, 600 dan 1200 baud.
d. Receive Demodulation pada 75, 150, 600 dan 1200 baud.
e. Beroperasi secara half-duplex hingga 1200 baud baik di pengirim maupun
di penerima.
f. Beroperasi secara full-duplex hingga 1200 baud pada pengirim dan 150
baud pada penerima.
g. Single power supply = 5V.
8
h. Mengkonsumsi daya rendah.
i. On Chip group delay equalization dan Filter transmit / receive.
Bentuk fisik dapat dilihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3. Konfigurasi Pin IC TCM3105[3]
Fungsi dan keterangan pin dari IC TCM 3105 ditunjukkan pada tabel 2.1.
Tabel 2.1. Keterangan Pin TCM 3105[3]
PIN
KETERANGAN
No.
Nama
1
VDD
Tegangan positif
Output untuk sinyal clock kontinyu saat 16 kali bit rate yang
2
CLK
terseleksi (transmit/receive)
3
CDT
Carrier-Detected Output
4
RXA
Masukan penerima (analog)
Transmit/Receive Standard Select Input. Untuk mengatur
5
TRS
standar kecepatan data
6
NC
No internal Connected
Receive Bias Adjust untuk external guna meminimalkan bias
7
RXB
distorsi
8
RXD
Keluaran digital penerima (digital)
9
VSS
Tegangan negatif (biasanya ground)
10
CDL
Carrier detect level adjust
11
TXA
Output pemancar (analog)
12
TXR2
Bit rate select 2 input
13
TXR1
Bit rate select 1 input
14
TXD
Masukan pemancar (digital)
15
OSC1
Koneksi Oscillator (4.4336MHz)
16
OSC2
Modulator dan demodulator FSK TCM3105 dibangun dari 4 blok rangkaian, yaitu
transmitter, receive, carrier detector, dan control and timing. Untuk lebih jelasnya
dapat dilihat pada gambar 2.4.
9
7
4
8
3
10
13,12,15
2
14
11
Gambar 2.4. Pembagian Sistem Pada IC TCM3105[3]
1. Transmitter
Transmitter terdiri dari sebuah modulator FSK, sebuah filter dan sebuah
penguat. Modulator merupakan suatu pensintesa frekuensi yang dapat diprogram
dengan cara membagi frekuensi osilator (4.4336 MHz). Frekuensi osilator ini
dihasilkan dengan menghubungkan pin 15 dan 16 dengan sebuah kristal 4.4336
MHz. Baudrate dipilih melalui pin baudrate select (TXR1 dan TXR2) dan pin
TRS dengan cara menghubungkan pin-pin tersebut dengan ground atau Vcc dan
melalui digital data masukan (TXD) (tabel 2.2).
2. Receiver
Bagian demodulator terdiri dari sebuah low pass filter (LPF) yang digunakan
sebagai filter dan diikuti dengan sebuah penguat yang dilengkapi dengan
Automatic Gain Control (AGC) untuk menghasilkan level keluaran yang konstan
dari filter penerima. Filter penerima membatasi bandwidth dari sinyal yang akan
diteruskan ke demodulator serta mengurangi interferensi out of band.
10
Demodulator merupakan edge-triggered multivibrator positif dan negatif.
Hasilnya adalah data yang diperoleh dari transmitter sinyal analog yang diterima.
Komponen DC dari sinyal yang diperoleh sebanding dengan frekuensi yang
diterima, lalu diumpankan ke switch-capacitor, low-pass, dan post-demodulator.
Bias pada pin ini bergantung pada baudrate data yang diterima serta offset
internal.
3. Carrier Detector
Bagian carrier detector terdiri dari sebuah detektor energi dan digital-delay.
Detektor energi membandingkan level sinyal pada keluaran filter penerima
terhadap level yang telah diatur pada pin CDL. Keluaran carrier detector
dilewatkan pada pin CDT. Meskipun TCM3105 mampu menghasilkan keluaran
carrier detector, perlu diperhatikan bahwa carrier detector yang dihasilkan
hanyalah berupa perbandingan level masukan terhadap nilai ambang yang diatur
melalui pin CDL.
Pada pin RXB dan CDL diberikan masukan dengan nilai tegangan tertentu
yang dapat diatur melalui rangkaian pembagi tegangan. Untuk itu pada pin RXB dan
CDL digunakan rangkaian yang ditunjukkan pada gambar 2.5 dengan persamaan
yang ditunjukkan pada persamaan 2.3. Karena nilai masukan pada pin RXB dan
CDL bervariasi, maka rangkaian pembagi tegangan dapat diganti dengan
menggunakan potensiometer.
11
VCC 5 V
R1
Vo
R2
Gambar 2.5. Rangkaian Pembagi Tegangan
Vo =
R2
xVcc .................................................................................. (2.3)
R1 + R2
Tabel 2.2. Mode standar BEL 202 dan CCITT V.23
CCITT (Committee Consultatif International Telephonique et Telegraphique)
adalah suatu badan telekomunikasi yang berada di Genewa, Swiss. CCITT adalah
standar untuk kecepatan modem dalam komunikasi data[2].
12
2.3.
MIKROKONTROLER
AT89S52 merupakan mikrokontroler keluaran ATMEL dengan 8K byte
Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory), AT89S52
merupakan memori dengan teknologi nonvolatile memory, isi memori tersebut dapat
diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali.
Fasilitas-fasilitas standar yang dimiliki mikrokontroler AT89S52 adalah 8K
byte Flash PEROM, 256 byte RAM (Random Accsess Memory), 32 jalur I/O
(input/output), watchdog timer, dua data pointer, tiga timer/counter 16-bit, jalur
komunikasi serial full-duplex dan oscillator internal[4].
2.3.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 memiliki 40 pin dan ada beberapa pin yang
memiliki fungsi ganda. Konfigurasi pin Mikrokontroler AT89S52 dapat dilhat pada
gambar 2.6 dan fungsi pin dapat dilihat pada tabel 2.3.
Gambar 2.6. Konfigurasi pin Mikrokontroler AT89S52
13
Tabel 2.3. Fungsi pin Mikrokontroler AT89S52
Pin
VCC
GND
Port 0
Fungsi
Power Supply
Ground
8 bit jalur I/O dua arah
8 bit jalur I/O dua arah
Port 1
Port 2
Fungsi alternatif :
P1.0 = T2 (Masukan untuk timer 2)
P1.1 = T2EX (Trigger timer 2)
P1.5 = MOSI (digunakan untuk ISP)
P1.6 = MISO (digunakan untuk ISP)
P1.7 = SCK (digunakan untuk ISP)
8 bit jalur I/O dua arah
8 bit jalur I/O dua arah
Port 3
Fungsi alternatif :
P3.0 = RXD (masukan komunikasi serial)
P3.1 = TXD (keluaran komunikasi serial)
P3.2 = INT 0 (interupsi ekternal 0)
P3.3 = INT 1 (interupsi eksternal 1)
P3.4 = T0 (masukan timer 0)
P3.5 = T1 (masukan timer 1)
P3.6 = WR (sinyal tanda tulis memori data eksternal)
P3.7 = RD (sinyal tanda baca memori data eksternal)
RST
Mereset mikrokontroler apabila diberi logika ‘1’ selama 2 siklus
mesin
ALE/PRO
G
Berfungsi sebagai Address Latch Enable (ALE) yang me-latch low
byte address pada saat mengakses memori eksternal. Sedangkan
pada saat Flash Programming (PROG) berfungsi sebagai masukan
pulsa program
PSEN
Merupakan sinyal read strobe untuk eksternal program memori
EA /VPP
Merupakan input untuk mode program memori. Jika dihubungkan
ke ground maka program memori yang dijalankan adalah program
eksternal, dan jika dihubungkan ke VCC maka program memori
yang dijalankan adalah program internal.
XTAL1
XTAL2
Masukan osilator internal
Keluaran osilator internal
14
2.3.2
RAM Internal
RAM Internal pada Mikrokontroler AT89S52 terdiri atas :
a. Register Bank.
Mikrokontroler memiliki 8 buah register yang terdiri atas R0 sampai dengan
R7. Register ini dapat diubah dari bank 0 (default) ke bank 1, bank 2 dan
bank 3 dengan cara mengubah nilai RS0 dan RS1 pada register PSW.
b. Bit addressable RAM.
RAM ini terletak di alamat 20H sampai 2FH yang dapat diakses secara
pengalamatan bit sehingga dapat mengerjakan fungsi-fungsi boolean.
c. RAM serbaguna.
RAM ini dimulai dari alamat 30H hingga FFH dan dapat diakses dengan
pengalamatan langsung dan tak langsung. Pengalamatan langsung dilakukan
ketika salah satu operan merupakan bilangan yang menunjukkan lokasi yang
dialamati.
0
00
10
20
30
40
50
60
70
80
90
A0
B0
C0
D0
E0
F0
1
2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D
BANK 0 (default)
BANK 1
BANK 2
BANK 3
Bit Addressable RAM
RAM Serbaguna
Gambar 2.7. Lokasi RAM Internal[5]
E
F
15
2.3.3
Flash PEROM
Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 8Kbyte Flash PEROM yang dapat
ditulis dan dihapus. Flash PEROM berisikan instruksi-instruksi. Instruksi-instruksi
ini akan dieksekusi jika sistem di-reset. Bila EA/VPP berlogika “1” maka
mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada di Flash PEROM. Bila EA/VPP
berlogika “0” maka mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada di memori
eksternal.
2.3.4
Special Function Registers
Memori yang berisi register-register yang mempunyai fungsi-fungsi khusus
yang disediakan oleh mikrokontroler seperti timer, serial dan sebagainya. Untuk
lebih jelasnya perhatikan gambar 2.8 berikut ini.
F8h
F0h
FFh
B
F7h
E8h
E0h
EFh
ACC
E7h
D8h
DFh
D0h
PSW
C8h
(T2CON)
D7h
(RCAP2L)
(RCAP2H)
(TL2)
(TH2)
CFh
C0h
C7h
B8h
IE
BFh
B0h
P3
B7h
A8h
IP
Afh
A0h
P2
A7h
98h
SCON
90h
P1
88h
TCON
TMOD
TL0
TL1
80h
P0
SP
DPL
DPH
SBUF
9Fh
97h
TH0
TH1
8Fh
IP
Gambar 2.8. Peta memori Special Function Registers
87h
16
Masing-masing register tersebut dapat dideskripsikan sebagai berikut :
a. Accumulator
Register ini terletak di alamat E0H dan dapat di alamati secara bit. Akumulator
digunakan untuk hampir semua operasi logika dan aritmatika.
b. Port
AT89S52 mempunyai 4 buah port : yaitu Port 0, Port 1, Port 2 dan Port 3 yang
terletak di alamat 80H, 90H, A0H dan B0H. Semua port tersebut dapat dialamati
secara bit sehingga dapat dilakukan perubahan bit data pada salah satu port tanpa
mengganggu port yang lain.
c. PSW (Program Status Word)
Register ini terletak di alamat D0H. PSW berisi data bit hasil eksekusi program
seperti hasil aritmatika dan logika.
d. Register B
Register ini memiliki alamat F0H. Register ini digunakan bersama akumulator
untuk proses aritmatika selain digunakan untuk register biasa dan dapat dialamati
secara bit.
e. Stack Pointer
Stack Pointer merupakan register 8 bit yang terletak di alamat 81H. Proses yang
berhubungan dengan stack ini biasa dilakukan oleh instruksi-instruksi Push, Pop,
Acall dan sebagainya.
f. Data Pointer
Data pointer atau DPTR merupakan register 16 bit dan terletak pada alamat 82H
untuk DPL dan 83H untuk DPH. DPTR digunakan untuk mengakses data
17
yang terletak di memori external.
g. Register Timer
AT89S52 mempunyai tiga buah Timer/Counter 16 bit yaitu : timer 0, timer 1 dan
timer 2. Timer 0 terletak di alamat 84H untuk TL0 dan 8CH untuk TH0, timer 1
terletak di alamat 8BH untuk TL1 dan 8DH untuk TH1, sedangkan timer 2
terletak di alamat CCH untuk TL2 dan CDH untuk TH2.
h. Register Serial Port
Port ini merupakan on chip serial port yang digunakan untuk melakukan
komunikasi dengan peralatan yang menggunakan serial port.
i. Register Interupsi
Mikrokontroler ini memiliki 6 buah interupsi dengan dua level prioritas interupsi.
Interupsi secara otomatis akan dimatikan bila sistem dikembalikan pada keadaan
semula. Register yang berhubungan dengan interupsi adalah Interrupt Enable
Register (IE) pada alamat A8H dan Interrupt Priority Register (IP) pada alamat
B8H.
2.3.5
On-Chip Oscillator
Mikrokontroler Atmel AT89S52 telah memiliki on-chip oscillator yang dapat
bekerja dengan menggunakan kristal eksternal yang dihubungkan ke pin XTAL1 dan
XTAL2. Tambahan kapasitor yang terhubung dengan ground diperlukan untuk
menstabilkan sistem. Gambar 2.9 menunjukkan cara menghubungkan kristal sumber
detak dengan mikrokontroler AT89S52. Besar kapasitor yang terpasang adalah 30 pF
± 10 pF sesuai dengan yang dinyatakan pada datasheet[4].
18
30pF
Xtal 1
Kristal
Xtal 2
30pF
Ground
Gambar 2.9. Menghubungkan Kristal Sumber Detak
2.3.6
Rangkaian Reset Mikrokontroler
Rangkaian reset digunakan untuk mereset program yang terdapat pada
mikrokontroler. Rangkaian reset dapat dilihat pada gambar 2.10.
VCC
MIKROKONTROLER
C
9
(RESET)
R
Gambar 2.10. Rangkaian Reset Mikrokontroler
Pada gambar 2.10 apabila saklar tidak ditekan, pin reset pada mikrokontroler
akan mendapatkan logika rendah “0”. Sedangkan saat saklar ditekan pin akan
mendapatkan logika tinggi “1” dan akan mereset mikrokontroler. Lamanya waktu
yang dibutuhkan untuk mereset adalah dua siklus mesin dan memenuhi persamaan :
T = R x C ....................................................................................... (2.4)
2.3.7 Komunikasi Serial AT89S52
Port serial pada AT89S52 bersifat duplex penuh atau full-duplex, artinya port
serial bisa menerima dan mengirim data pada waktu bersamaan. Port serial memiliki
penyangga penerima yaitu serial buffer (SBUF). Port serial dapat menerima byte
19
yang kedua sebelum byte yang pertama dibaca oleh register penerima, melalui
register SBUF. SBUF selalu berhubungan dengan akumulator dalam mengisi dan
menerima data[5].
Port serial pada AT89S52 bisa digunakan dalam empat mode kerja. Dari ke-
empat mode tersebut, satu mode diantaranya bekerja secara sinkron dan tiga mode
lainnya bekerja secara asinkron. Semua mode dapat diatur melalui register Serial
Control (SCON). Ke-empat mode kerja tersebut adalah :
Mode 0
Mode ini bekerja secara sinkron, data serial dikirim dan diterima
melalui kaki P3.0 (RxD), sedangkan kaki P3.1 (TxD) dipakai untuk
menyalurkan detak pendorong data serial yang dibangkitkan AT89S52.
Data dikirim/diterima 8 bit sekaligus, dimulai dari bit yang bobotnya
paling kecil atau LSB (bit 0), diakhiri dengan bit yang bobotnya paling
besar atau MSB (bit 7). Kecepatan pengiriman data (baudrate) adalah
1/12 frekuensi kristal yang digunakan.
Mode 1
Pada mode ini, data dikirim melalui kaki P3.1 (TxD) dan diterima
melalui kaki P3.0 (RxD) secara asinkron (begitu juga mode 2 dan 3).
Pada mode ini, data dikirim/diterima 10 bit sekaligus, diawali dengan 1
bit start, disusul 8 bit data yang dimulai dari bit yang bobotnya paling
kecil (bit 0), diakhiri dengan 1 bit stop. Pada AT89S52 yang berfungsi
sebagai penerima bit stop adalah RB8 dalam register Serial Control
(SCON). Kecepatan pengiriman data (baudrate) bisa diatur sesuai
dengan keperluan. Mode inilah (mode 2 dan juga mode 3) yang umum
20
dikenal
sebagai
UART
atau
Universal
Asynchronous
Receiver/Trasmitter.
Mode 2
Data dikirim 11 bit, diawali dengan 1 bit start, kemudian 8 bit data. Bit
ke-9 yang dapat diatur lebih lanjut dan diakhiri dengan 1 bit stop. Pada
AT89S52 yang berfungsi sebagai pengirim bit 9 tersebut berasal dari bit
TB8 dalam register SCON. Pada AT89S52 yang berfungsi sebagai
penerima bit 9 ditampung pada bit RB8 dalam register SCON,
sedangkan bit stop diabaikan dan tidak ditampung. Kecepatan
pengiriman data (baudrate) bisa dipilih antara 1/32 atau 1/64 frekuensi
kristal yang digunakan.
Mode 3
Mode ini sama dengan mode 2, hanya saja kecepatan pengiriman data
(baudrate) bisa diatur sesuai keperluan, seperti halnya pada mode 1.
2.3.8
Register Kontrol Port Serial
Register kontrol dan status untuk port serial berada dalam register SCON
(gambar 2.11). Register ini mengandung bit-bit pemilihan kerja port serial, bit data
ke-9 pengiriman dan penerimaan (TB8 dan RB8) serta bit-bit interupsi port serial (TI
dan RI)[5].
Gambar 2.11. Susunan bit dalam register SCON
Keterangan :
•
SM0
=
Serial port mode bit 0, bit pengubah mode serial.
•
SM1
=
Serial port mode bit 1, bit pengatur mode serial.
•
SM2
= Serial port mode bit 2, bit untuk mengaktifkan komunikasi
multiprosessor pada kondisi set.
21
•
REN
=
Receive Enable, bit untuk mengaktifkan penerimaan data dari port serial
pada kondisi set.
•
TB8
= Transmit bit 8, bit ke-9 yang akan dikirim pada mode 2 atau mode 3.
•
RB8
=
Receive bit 8, bit ke-9 yang akan diterima pada mode 2 atau mode 3.
Pada mode 1 bit ini berfungsi sebagai stop bit.
•
TI
= Transmit Interrupt Flag, bit yang akan di set pada akhir pengiriman
karakter.
•
RI
=
Receive Interrupt Flag, bit yang akan di set pada akhir penerimaan
karakter.
Tabel 2.4. Penentuan mode kerja port serial
SM0
0
0
1
1
2.3.9
SM1
0
1
0
1
Mode
0
1
2
3
Keterangan
Register geser
UART 8-bit
UART 9-bit
UART 9-bit
Baudrate
tetap (fosc/12)
bisa diubah-ubah (dengan Timer)
tetap (fosc/64 atau fosc/32)
bisa diubah-ubah (dengan Timer)
Pengaturan Baudrate
Baudrate dari port serial dapat diatur pada mode 1 dan mode 3, namun pada
mode 0 dan mode 2 baudrate tersebut mempunyai kecepatan yang permanen yaitu
untuk mode 0 adalah 1/12 frekuensi osilator dan mode 2 adalah 1/32 atau 1/64
frekuensi osilator. Dengan mengubah bit SMOD yang terletak pada register PCON
menjadi set (kondisi awal saat sistem reset adalah clear), baudrate pada mode 1 dan
3 akan berubah menjadi dua kali lipat.
Tabel 2.5. Rumus penghitungan baudrate pada komunikasi serial
Mode
Baudrate
0
1/12 frekuensi osilator
1
f oscillator
Baudrate =
12 x[256 − TH 1]x 32
2
1/64 frekuensi osilator
3
Baudrate =
f oscillator
12 x [256 − TH 1]x 32
Baudrate =
f oscillator
12 x[256 − TH 1]x16
1/32 frekuensi osilator
Baudrate =
f oscillator
12 x [256 − TH 1]x16
22
2.4.
LIQUID CRYSTAL DISPLAY (LCD)
LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya
menggunakan sistem dot matriks. Jenis LCD yang digunakan adalah LCD 16x2
artinya LCD ini memiliki 16 kolom dan 2 baris. Sehingga jumlah total karakter yang
dapat ditampilkan sekaligus adalah sebanyak 32 karakter. Masing-masing karakter
tersebut terbentuk dari susunan dot yang berukuran 8 baris dan 5 kolom dot. LCD ini
terdiri dari 8 jalur data, 3 jalur kendali dan fasilitas pengaturan kontras serta
backlight (tabel 2.6).
Tabel 2.6 Konfigurasi Pin-pin 16x2 dot Matriks LCD[6]
No
Nama Pin
Deskripsi
1
VCC
+5V
2
GND
0V
3
VEE
Tegangan kontras LCD
4
RS
5
R/W
Register select, 0=register perintah,
1=register data
1 = read, 0 = write
6
E
7
D0
Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali
pengiriman atau pembacaan data
Data Bus 0
8
D1
Data Bus 1
9
D2
Data Bus 2
10
D3
Data Bus 3
11
D4
Data Bus 4
12
D5
Data Bus 5
13
D6
Data Bus 6
14
D7
Data Bus 7
15
Anoda (kabel coklat untuk LCD
Hitachi)
Katoda (kabel merah untuk LCD
Hitachi)
Tegangan positif backlight
16
Tegangan negative backlight
23
2.4.1. Struktur Memori LCD
LCD memiliki beberapa jenis memori yang digunakan untuk menyimpan atau
memproses data-data yang akan ditampilkan pada layar LCD. Setiap jenis memori
mempunyai fungsi-fungsi sendiri, antara lain :
1. DDRAM
Merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada.
Contohnya, karakter “A” atau 41H yang ditulis pada alamat 00H akan tampil
pada baris dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis di
alamat 40H, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama
LCD.
Gambar 2.12. Pengalamatan DDRAM
2. CGRAM
Adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter yang
tidak terdapat pada LCD dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai
keinginan kita. Akan tetapi isi memori ini akan hilang saat power supply tidak
aktif sehingga pola karakter akan hilang.
3. CGROM
Adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan pola
tersebut sudah ditentukan secara permanen pada LCD sehingga pengguna
tidak dapat mengubah lagi. Oleh karena ROM bersifat permanen, pola
karakter tersebut tidak akan hilang saat power supply tidak aktif.
24
Tabel 2.7 Instruksi data pada LCD
Code
Instruksi
Fungsi
RS
R/W
DB
7
DB
6
DB
5
DB
4
DB
3
DB
2
DB
1
DB
0
0
0
0
0
1
D
L
1
*
*
*
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
0
0
0
0
0
0
0
1
I/
D
S
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
DDRAM
address set
0
0
1
Cursor Home
Line 1 = 80H ADD Line 2 = C0H
Cursor Time
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
Cursor/displa
y shift
0
0
0
0
0
1
S/
C
R/
L
*
*
CGRAM
address set
0
0
0
1
BF/address
read
0
1
B
F
1
0
Latch data dari A0H ke 20H
Write Data
1
1
Read Data
Function Set
(3FH)
Display
on/off control
(0FH)
Entry Mode
set (06H)
Display Clear
(01H)
Data write
untuk CG/DD
RAM
Data read
untuk CG/DD
RAM
ACG
AC
Set interface data length
(DL)
On/Off display(D),
cursor(C) dan cursor
blink(B)
Set arah cursor, geser
display ketika data W/R
Bersihkan layar dan
cursor ke home
Set alamat DDRAM ke
start transmit atau
menerima data DDRAM
Cursor ke home dan isi
DDRAM tetap.
Geser cursor, display
tanpa merubah isi
DDRAM
Set alamat CGRAM ke
start transmit atau
menerima data CGRAM
Baca BF dan isi AC
(untuk atau CGRAM dan
DDRAM)
Menulis data ke
DDRAM atau CGRAM
Membaca data ke
DDRAM atau CGRAM
Keterangan untuk tabel instruksi LCD :
o
o
o
*
ACG
ADD
= Don’t Care
= CGRAM address
= DDRAM address
a. Seting arah perpindahan cursor
ID = 1 Æ Increment
ID = 0 Æ Decrement
S = 1 Æ Posisi display bergeser saat karakter/teks dituliskan
b. Enable Display/Cursor
D
Æ Display On (1)/Off (0)
C
Æ Cursor On (1)/Off (0)
25
B
Æ Cursor Blink On (1)/Off (0)
c. Move Cursor/Shift Display
SC = 1 Æ Posisi display bergeser
SC = 0 Æ Posisi cursor berpindah
RL = 1 Æ Bergeser/berpindah ke kanan
RL = 0 Æ Bergeser/berpindah ke kiri
d. Busy Flag
BF = 1 Æ sibuk, tidak boleh mengirim data
BF = 0 Æ tidak sibuk, boleh mengirim instruksi/teks
Tabel 2.8 Karakter LCD standar[6]
2.5.
WALKIE TALKIE
2.5.1
Pesawat Transceiver
Transceiver merupakan pesawat yang dapat m
MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Disusun Oleh :
TRI DESE BUDI PRASETIYO
NIM : 035114001
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2008
i
THE IMPLEMENTASI OF SENDING SHORT MESSAGE (SMS)
USING RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON AT89S52
MICROCONTROLLER
FINAL PROJECT
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
To Obtain the SARJANA TEKNIK Degree
in Electrical Engineering Study Program
By :
TRI DESE BUDI PRASETIYO
Student Number : 035114001
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2008
ii
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PEMBIMBING
IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT
(SMS) MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG
RADIO BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
(THE IMPLEMENTATION OF SENDING SHORT MESSAGE
(SMS) USING RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON
iii
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI
TUGAS AKHIR
IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS)
MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
(THE IMPLEMENTATION OF SENDING SHORT MESSAGE (SMS) USING
RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON AT89S52 MICROCONTROLLER)
iv
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini
tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,
kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,
sebagaimana layaknya karya ilmiah.”
Yogyakarta, 25 Juli 2008
Tri Dese Budi Prasetiyo
v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP
“Takut akan Tuhan adalah permulaan pengetahuan”
(Amsal 1:7a)
Even In The Darkness,
There Is Always A Hope Of Light.
Just Listen To What Your Heart Says
And God Will Make
Everything All Right.
Kupersembahkan Tugas Akhir ini untuk :
Yesus Kristus atas segalakasih dan kebaikannya,
Papa dan Mamakudan segenap keluargaku
Yang selalu memberikan doa & dukungan
Almamaterku Teknik Elektro USD
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama
: Tri Dese Budi Prasetiyo
Nomor Mahasiswa
: 03 5114 001
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS)
MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO
BERBASIS MIKROKOTROLER AT89S52
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma, hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan
royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 12 Agustus 2008
Yang menyatakan,
Tri Dese Budi Prasetiyo
IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS)
MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
Tri Dese Budi Prasetiyo
035114001
INTISARI
Aspek keamanan menjadi hal yang sangat penting bagi teknologi informasi
saat ini. Dalam hal ini sangat terkait dengan betapa pentingnya pesan atau informasi
yang dikirimkan. Sebagai contoh pengiriman informasi melalui walkie talkie yang
pada umumnya tidak pernah bersifat privacy.
Dengan melihat kelemahan dari walkie talkie ini, maka dikembangkan sistem
pengiriman pesan singkat (SMS) dalam berkomunikasi berbasis mikrokontroler
AT89S52. Pada pengiriman pesan singkat ini dikembangkan sistem pengkodean agar
komunikasi yang terjadi hanya antara pengirim dan yang dituju saja. Mikrokontroler
AT89S52 digunakan untuk mengatur kerja dari keypad matriks 4x3, tombol enter
dan clear, PTT-Walkie Talkie dan LCD. Masukan data dari mikrokontroler berupa
data digital, agar data tersebut dapat ditransmisikan oleh walkie talkie maka harus
diubah menjadi sinyal analog dengan menggunakan modulator. Kemudian sinyal
analog tersebut akan diubah kembali menjadi sinyal digital menggunakan
demodulator. Untuk itu digunakan IC TCM3105NL sebagai modem Single Chip
Frequency Shif Keying (FSK).
Implementasi pengiriman pesan singkat (SMS) berbasis mikrokontroler
AT89S52 pada walkie talkie ini telah dicoba dan terbukti dapat bekerja dengan baik.
Alat ini dapat bekerja pada jarak maksimal 250 meter dengan jumlah pengiriman
maksimal 160 karakter.
Kata kunci :
Walkie Talkie, pengiriman pesan singkat
Mikrokontroler AT89S52, IC TCM3105NL.
vii
(SMS),
aplikasi
THE IMPLEMENTASI OF SENDING SHORT MESSAGE (SMS)
USING RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON AT89S52
MICROCONTROLLER
Tri Dese Budi Prasetiyo
035114001
ABSTRACT
Today, security system is very important in information technology. But, it
still needs privacy, especially for sending messages or informations. For example, to
send information by using walkie-talkie.
Short Message Service using AT89S52 microcontroller is developed to
overcame the weakness of walkie-talkie, it is privacy and security. This message
service uses communication coding to make only in two ways communications,
between the transmitter and the receiver. AT89S52 is used to control the matrix
keypad (4x3), Enter Button, and Clear Button and also PTT Walkie-Talkie and LCD.
Digital data input from microcontroller is changed by modulator into analog signal
before it is sent by transmitter. And then the analog signal is changed into digital
signal by demodulator in the receiver side. IC TCM3105NL is used as a Single Chip
Frequency Shift Keying (FSK) Modem.
This project has been tried and could work well. The maximum distance is
250 meters with maximum 160 characters.
Keywords : Walkie Talkie, Short Message
Microcontroller, IC TCM3105NL.
viii
Service
(SMS),
AT89S52
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih penulis panjatkan kepada Allah Bapa atas segala
kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir
dengan judul ”Implementasi Pengiriman Pesan Singkat (SMS) Menggunakan
Transmisi Gelombang Radio Berbasis Mikrokontroler AT89S52” tepat pada
waktunya.
Tugas akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh
gelar sarjana teknik pada program studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.
Penulisan tugas akhir ini didasarkan pada hasil yang penulis peroleh berdasarkan
pada perancangan alat, pembuatan alat dan sampai pada pengujian alat.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini tidak akan terwujud dengan baik
tanpa bantuan dari pihak lain. Oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Yesus Kristus, sumber segala inspirasiku.
2.
Kedua orang tuaku tercinta Mulyono, SH dan Emiliana R atas segalanya
yang telah diberikan dan dikorbankan yang tak akan pernah dapat ternilai
harganya.
3.
Kakakku tercinta Dwi Juliati Ciptaningsih, Spd atas dana-dana
tambahannya diakhir bulan, serta semua keluarga yang telah memberikan
semangat dan dukungan yang luar biasa kepada penulis.
4.
Maria Oktavia atas doa, semangat dan dukungan yang selalu diberikan.
Ndut..... ingat cepat lulus ya.
ix
5.
Ibu Wuri Harini, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing I yang telah
banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengetahuan,
diskusi, arahan, kritik dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan
tugas akhir.
6.
Bapak Ir.Tjendro selaku dosen pembimbing II yang dengan senang hati
memberikan pengarahan, bimbingan dan segenap perhatiannya.
7.
Semua dosen jurusan teknik elektro di Universitas Sanata Dharma yang
telah membagikan ilmunya selama masa perkuliahan.
8.
Para Bapak dan Ibu yang bertugas di Sekretariat Fakultas Sains dan
Teknologi (Pak Djito dan rekan-rekan) yang telah membantu Penulis
dalam menyelesaikan semua persyaratan administrasi selama masa kuliah
Penulis.
9.
Para laboran atas fasilitas pinjaman alat-alat dalam rangka menyelesaikan
tugas akhir ini.
10. Teman-teman seperjuangan selama dilab TA, atas segala suka dan duka
yang kita rasakan bersama, khususnya : Ika (jangan salah lagi pake
sandalnya ya...!!!), Anna (ingat “kalau kurus ntar jelek”), Syukur, Epen,
Erick(TE’04), Guntur, Putu, Supri.
11. Billiard crew : Roni, Ricky, Nendar, Rio, Yudi (Kabayan), Yayan,
Andika.
12. Teman-teman PKL-ku Raditya Wisnu dan Boy.
x
13. Sahabatku Rion di Bandung atas bantuannya dalam menyediakan segala
kebutuhan
atas
komponen-komponen
yang
diperlukan
dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
14. Semua rekan-rekan Teknik Elektro angkatan 2003 yang tidak dapat
disebut satu-persatu.
Penulis mengakui bahwa karya tulis ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, segala kritik dan saran yang membangun akan penulis terima dengan
senang hati. Akhir kata, semoga tugas akhir ini berguna bagi semua pihak dan dapat
bermanfaat bagi perkembangan Jurusan Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta. Tuhan memberkati kita semua.
Yogyakarta, 25 Juli 2008
Penulis
Tri Dese Budi Prasetiyo
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PEMBIMBING ...............................
iii
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI .........................................
iv
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................
v
LEMBAR PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP ...............................
vi
INTISARI .....................................................................................................
vii
ABSTRACT ................................................................................................
viii
KATA PENGANTAR ................................................................................
ix
DAFTAR ISI ................................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xvi
DAFTAR TABEL .......................................................................................
xix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ...........................................................
1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................
1
1.3 Batasan Masalah .......................................................................
2
1.4 Tujuan ......................................................................................
2
1.5 Manfaat ....................................................................................
3
1.6 Metodologi Penelitian ..............................................................
3
1.7 Sistematika Penulisan ...............................................................
3
BAB II DASAR TEORI
2.1 Komunikasi Data Serial ...........................................................
xii
5
2.2 Modem FSK .............................................................................
6
2.2.1 Pengantar FSK ...............................................................
6
2.2.2 Modulator – Demodulator FSK .....................................
7
2.3 Mikrokontroler .........................................................................
12
2.3.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52 ....................
12
2.3.2 RAM Internal .................................................................
14
2.3.3 Flash PEROM ................................................................
15
2.3.4 Special Function Registers .............................................
15
2.3.5 On-Chip Oscillator .........................................................
17
2.3.6 Rangkaian Reset Mikrokontroler ...................................
18
2.3.7 Komunikasi Serial AT89S52 .........................................
18
2.3.8 Register Kontrol Port Serial ...........................................
20
2.3.9 Pengaturan Baudrate ......................................................
21
2.4 Liquid Crystal Display (LCD) .................................................
22
2.4.1 Struktur Memori LCD ...................................................
23
2.5 Walkie Talkie ............................................................................
25
2.5.1 Pesawat Transceiver .......................................................
25
2.5.2 Cara Kerja Pesawat Transceiver ....................................
27
2.5.2.1 Posisi Memancar ...............................................
27
2.5.2.2 Posisi Menerima ...............................................
27
2.5.3 Frekuensi Kerja Walkie Talkie .......................................
28
2.6 Matriks Keypad ........................................................................
29
2.7 Transistor Sebagai Saklar .........................................................
29
xiii
BAB III PERANCANGAN
3.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ..............................
34
3.1.1 Walkie Talkie ..................................................................
34
3.1.2 Modem ...........................................................................
35
3.1.2.1 Modulator .........................................................
35
3.1.2.2 Demodulator .....................................................
37
3.1.3 Rangkaian Keypad .........................................................
38
3.1.4 Rangkaian LCD ..............................................................
41
3.1.5 PTT-Circuit ....................................................................
41
3.1.6 Mikrokontroler AT89S52 ...............................................
43
3.2 Perancangan Perangkat Lunak (Software) ...............................
44
3.2.1 Perancangan Proses Pesan Masuk ..................................
49
3.2.2 Perancangan Proses Tulis Pesan ....................................
50
3.2.3 Perancangan Proses Ambil Data Dari Keypad ...............
53
3.2.4 Perancangan Proses Ambil Karakter Dari Keypad ........
54
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Akhir Perancangan .........................................................
55
4.2 Pengukuran dan Analisa Modem TCM3105NL ......................
57
4.2.1 Modulator IC TCM3105NL ..........................................
58
4.2.2 Demodulator IC TCM3105NL ......................................
60
4.3 Pengoperasian Perangkat Pengiriman Pesan ...........................
62
4.4 Lama Waktu Pengiriman-Penerimaan Data ............................
67
xiv
4.5 Pengukuran Jarak Transmisi ....................................................
69
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ..............................................................................
70
5.2 Saran ........................................................................................
70
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
72
LAMPIRAN SPESIFIKASI ALAT .........................................................
L1
LAMPIRAN LISTING PROGRAM .......................................................
L2
LAMPIRAN RANGKAIAN LENGKAP ...............................................
L3
LAMPIRAN DATASHEET ......................................................................
L4
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Format Pengiriman Data Serial Asinkron ...............................
5
Gambar 2.2
Sistem Modulasi FSK .............................................................
7
Gambar 2.3
Konfigurasi Pin IC TCM3105 .................................................
8
Gambar 2.4
Pembagian Sistem Pada IC TCM3105 ...................................
9
Gambar 2.5
Rangkaian Pembagi Tegangan ................................................
11
Gambar 2.6
Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52 .............................
12
Gambar 2.7 Lokasi RAM Internal ..............................................................
14
Gambar 2.8 Peta Memori Special Function Registers .................................
15
Gambar 2.9 Menghubungkan Kristal Sumber Detak ..................................
18
Gambar 2.10 Rangkaian Reset Mikrokontroler .............................................
18
Gambar 2.11 Susunan Bit Dalam Register SCON ........................................
20
Gambar 2.12 Pengalamatan DDRAM ...........................................................
23
Gambar 2.13 Diagram Blok Transceiver Walkie Talkie ................................
27
Gambar 2.14 Rangkaian Matriks Keypad ......................................................
29
Gambar 2.15 Konfigurasi Common Emitter Transistor .................................
30
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ...............................................................
32
Gambar 3.2 Format Data Sistem Pengiriman dan Penerimaan Pesan .........
33
Gambar 3.3 Jalur Koneksi Walkie Talkie ....................................................
34
Gambar 3.4 Perancangan Rangkaian Modulator IC TCM3105NL .............
36
Gambar 3.5 Perancangan Rangkaian Demodulator IC TCM3105NL ........
38
Gambar 3.6 Perancangan Pengaturan Port untuk Keypad Matriks 4x3 ......
39
xvi
Gambar 3.7 Perancangan Pengaturan Port untuk Keypad Tambahan .........
40
Gambar 3.8 Perancangan Pengaturan Port untuk LCD pada AT89S52 .....
41
Gambar 3.9 Perancangan Pengaturan Port untuk PTT-circuit ....................
42
Gambar 3.10 Perancangan Rangkaian Osilator .............................................
43
Gambar 3.11 Flowchart Program Secara Umum ..........................................
44
Gambar 3.12 Perancangan Flowchart Interupsi Serial ..................................
47
Gambar 3.13 Perancangan Flowchart Tampilan LCD ..................................
48
Gambar 3.14 Perancangan Flowchart Pesan Masuk .....................................
49
Gambar 3.15 Perancangan Flowchart Tulis Pesan ........................................
52
Gambar 3.16 Perancangan Flowchart Keypad ..............................................
53
Gambar 3.17 Perancangan Flowchat Pengambilan Karakter ........................
54
Gambar 4.1 Bentuk Fisik Implementasi Pengiriman Pesan Singkat
Menggunakan Transmisi Gelombang Radio ...........................
56
Gambar 4.2 Bagian Dalam Dari Peralatan ..................................................
56
Gambar 4.3 Sinyal Keluaran Modulator dengan Input 0V .........................
57
Gambar 4.4 Sinyal Keluaran Modulator dengan Input 5V .........................
58
Gambar 4.5 Diagram Blok Pengukuran Rangkaian Modem FSK ................
59
Gambar 4.6 Keluaran Modulator FSK dengan Input Sinyal Kotak ............
59
Gambar 4.7 Keluaran Demodulator FSK dengan Input Sinyal Analog ......
61
Gambar 4.9 Tampilan awal pada layar LCD ...............................................
62
Gambar 4.10 Tampilan layar LCD setelah 1,25s ..........................................
62
Gambar 4.11 Tampilan saat dilakukan penekanan tombol enter untuk
melakukan penulisan pesan ....................................................
xvii
63
Gambar 4.12 Tampilan Penulisan Pesan ......................................................
63
Gambar 4.13 Tampilan saat penekanan tombol enter untuk menulis kode
tujuan ......................................................................................
63
Gambar 4.14 Layar LCD baris 2 terhapus ....................................................
64
Gambar 4.15 Penginputan Kode Tujuan ......................................................
64
Gambar 4.16 Tampilan saat penekanan tombol enter tanda penginputan
kode telah selesai dilakukan ....................................................
64
Gambar 4.17 Penekanan tombol enter untuk melakukan pengiriman ..........
65
Gambar 4.18 Tampilan ketika data/pesan telah dikirimkan ..........................
65
Gambar 4.19 Tampilan setelah diterima balasan ..........................................
65
Gambar 4.20 Tampilan pengiriman gagal .....................................................
66
Gambar 4.21 Tampilan pesan masuk ............................................................
66
Gambar 4.22 Tampilan pesan .......................................................................
66
Gambar 4.23 Tampilan pengirim ..................................................................
67
Gambar 4.24 Grafik Delay Penerimaan Data Terhadap Banyaknya Data ...
68
xviii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Keterangan Pin TCM 3105 ......................................................
8
Tabel 2.2
Mode standar BEL 202 dan CCITT V.23 ...............................
11
Tabel 2.3
Fungsi pin Mikrokontroler AT89S52 ......................................
13
Tabel 2.4
Penentuan mode kerja port serial .............................................
21
Tabel 2.5
Rumus penghitungan baudrate pada komunikasi serial ..........
21
Tabel 2.6
Konfigurasi Pin-pin 16x2 dot Matriks LCD ............................
22
Tabel 2.7
Instruksi data pada LCD ..........................................................
24
Tabel 2.8
Karakter LCD standar .............................................................
25
Tabel 2.9
Frekuensi Setiap Channel pada Walkie Talkie ........................
28
Tabel 3.1
Kombinasi Baris dan Kolom Matriks Keypad .........................
40
Tabel 4.1
Delay Penerimaan Data Berdasarkan Jumlah Karakter ...........
68
Tabel 4.2
Pengukuran Jarak Transmisi ....................................................
69
xix
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Walkie Talkie merupakan salah satu alat komunikasi portabel yang cukup
efisien, simple, serta ekonomis yang memanfaatkan sistem transmisi gelombang
radio diantaranya radio FRS (Family Radio Service) dan radio GMRS (General
Mobile Radio Service) maupun gabungan keduanya[1], di mana pengiriman isyarat
atau informasinya bersifat voice dan half-duplex. Komunikasi pada walkie talkie
menggunakan teknologi Push-To-Talk (PTT) dan dapat terjadi di antara banyak
orang, sehingga dapat dikatakan bahwa sistem komunikasi pada walkie talkie ini
masih mudah terlacak (tidak bersifat rahasia) dan ini merupakan salah satu penyebab
mulai ditinggalkannya walkie talkie.
Dengan memanfaatkan walkie talkie yang ada sekarang ini, penulis mencoba
merancang dan merealisasikan suatu sistem pengiriman SMS (Short Message
Service) yang merupakan pesan singkat dalam bentuk teks yang berkembang dalam
dunia telekomunikasi seluler (ponsel), yang terjadi di antara pengirim dan penerima
saja (bersifat rahasia). Sehingga komunikasi pada walkie talkie dapat dilakukan
dengan dua pilihan yaitu secara voice dan pengiriman SMS.
1.2.
Perumusan Masalah
Permasalahan utama yang dibahas adalah bagaimana merealisasikan
pengiriman pesan singkat pada walkie talkie dengan menggunakan mikrokontroler
1
2
AT89S52, di mana komunikasi yang terjadi hanya antara pengirim dan penerima
(yang dituju) saja.
1.3.
Batasan Masalah
Dalam pembuatan Tugas Akhir dengan judul ”Implementasi Pengiriman
Pesan Singkat (SMS) menggunakan Transmisi Gelombang Radio berbasis
Mikrokontroler AT89S52” ini, penulis membatasi permasalahan yang akan
disampaikan adalah sebagai berikut :
1. Data/informasi yang dikirim berupa teks (maksimum 160 karakter).
2. Bagian penerima dan pemancar (walkie talkie) tidak dibahas secara lengkap dan
juga tidak termasuk dalam perancangan alat.
3. Sistem modulasi yang digunakan sebelum data dipancarkan melalui walkie talkie
yaitu menggunakan modulator FSK pada sisi pengirim dan sistem demodulasi
pada bagian penerima menggunakan demodulator FSK.
4. Komunikasi yang terjadi bersifat half-duplex, di mana antara walkie talkie yang
satu dengan walkie talkie yang lainnya tidak dalam kondisi memancar
(transmitter) secara bersamaan tetapi bergantian.
1.4.
Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan ini adalah untuk dapat
meningkatkan nilai guna dari walkie talkie yang pada awalnya bersifat voice dalam
sistem komunikasinya, agar dapat juga digunakan untuk berkomunikasi melalui
pengiriman SMS.
3
1.5.
Manfaat
Beberapa manfaat yang dapat diambil dari pembuatan Tugas Akhir ini, antara
lain adalah :
1. Dengan adanya sistem SMS pada walkie talkie ini, dapat menghemat pengeluaran
biaya seperti biaya pulsa pada HP (HandPhone).
2. Pengiriman data atau informasi (SMS) menggunakan walkie talkie yang biasanya
mudah terlacak menjadi lebih terjamin kerahasiaannya.
1.6.
Metodologi Penelitian
Dalam penyusunan proposal Tugas Akhir ini dilakukan beberapa metodologi
penelitian. Adapun metodologi penelitian yang dilakukan terdiri dari :
1. Studi pustaka, yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari berbagai informasi,
baik dari buku, makalah maupun internet mengenai hal-hal yang berkaitan, yang
dapat digunakan sebagai referensi pendukung dalam penyusunan laporan.
2. Merealisasikan pengetahuan yang diperoleh dalam bentuk perancangan hardware
dan software.
3. Melakukan pengujian terhadap hasil perancangan pada setiap bagian sistem
sesuai dengan fungsi masing-masing. Bagian tersebut selanjutnya disusun
sebagai satu kesatuan yang utuh.
1.7.
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini terbagi menjadi lima bab yang disusun
sebagai berikut :
4
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, perumusan masalah,
batasan masalah, tujuan, manfaat, metodologi penulisan dan
sistematika penulisan.
BAB II. DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang dasar teori komponen-komponen yang akan
digunakan dalam penelitian.
BAB III. PERANCANGAN
Bab ini berisi tentang diagram blok dan penjelasan cara kerja secara
singkat rancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak
(software).
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang hasil dan pengamatan kerja dari perangkat keras
dan perangkat lunak yang telah dibuat.
BAB V. PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran untuk perbaikan alat dan
penelitian selanjutnya.
BAB II
DASAR TEORI
2.1.
KOMUNIKASI DATA SERIAL
Komunikasi serial ada dua yaitu komunikasi serial secara sinkron dan
komunikasi serial secara asinkron. Komunikasi serial secara sinkron di mana sinyal
detak (clock) dikirim bersama-sama dengan data serial, sedangkan komunikasi serial
secara asinkron di mana sinyal detak (clock) tidak dikirim bersama-sama dengan data
serial melainkan sinyal detak (clock) tersebut harus dibangkitkan oleh rangkaian
penerima.
Berdasarkan arahnya komunikasi serial dibagi menjadi :
a. Simplex
: komunikasi yang terjadi hanya satu arah saja.
b. Half-Duplex : komunikasi terjadi dua arah tetapi secara bergantian.
c. Full-Duplex : komunikasi dapat dilakukan dua arah secara bersamaan.
Format pengiriman data serial asinkron adalah 1 bit start (selalu rendah), 8 bit data,
1 bit paritas dan 1 sampai 2 bit stop (selalu tinggi). Pada saat tidak ada data (idle)
yang dikirim, kondisi saluran transmisi selalu tinggi (high)[2]. Format tersebut dapat
dilihat seperti gambar 2.1.
Selalu nol
Start
D0
D1
D2
D3
D5
D4
D6
D7
Parity
1 Karakter
Gambar 2.1. Format pengiriman data serial asinkron
5
Stop
6
Hal lain yang mempengaruhi transfer data serial adalah kecepatan pengiriman.
Besaran kecepatan data serial adalah bps (bit per second)[2].
Kecepatan pengisyaratan data =
log 2 n bit
................................ (2.1)
sec ond
T
Dimana : n = cacah kondisi pengisyaratan
T = waktu tiap bit
Jika hanya terdapat dua kondisi pengisyaratan, 1 dan 0 saja, maka n = 2
sehingga kecepatan data adalah 1/T bps.
Kecepatan modulasi adalah kecepatan perubahan status logika pada untai dan
berbanding terbalik dengan durasi bit. Satuan kecepatan modulasi adalah baud[2].
Kecepatan modulasi =
1
baud .................................................................. (2.2)
T
Jadi jika n = 2 maka kecepatan pengisyaratan data sama dengan kecepatan modulasi.
2.2.
MODEM FSK
2.2.1. Pengantar FSK
Frequency Shift Keying (FSK) merupakan sistem modulasi digital yang relatif
sederhana dalam penyandian. FSK merupakan sistem modulasi yang menghasilkan
dua buah frekuensi yang berbeda-beda jika masukan (input) dikenai sinyal digital.
Frekuensi berbeda tersebut adalah frekuensi gelombang pembawa sinus dan
merupakan frekuensi yang akan di demodulasi menjadi gelombang data digital
kembali. Gambar sinyal modulasi dapat dilihat pada gambar 2.2. Frekuensi yang
lebih tinggi digunakan untuk mendefinisikan biner 0 (fspace) dan frekuensi yang
rendah digunakan untuk mendefinisikan biner 1 (fmark) .
7
Volt
+5
0
0
1
0
1
fs = frekuensi space
fm = frekuensi mark
+A
0
-A
fs
fm
fs
fm
Gambar 2.2. Sistem Modulasi FSK
2.2.2
Modulator-Demodulator FSK
Modulator-Demodulator (Modem) digunakan untuk mengubah bit-bit digital
menjadi frekuensi-frekuensi dengan nilai tertentu supaya dapat dimodulasikan dan
ditransmisikan melalui gelombang radio (walkie talkie). Adapun nilai frekuensi
tersebut harus berbeda sehingga dapat dikenali untuk bit logika 1 (fmark) dan bit
logika 0 (fspace).
Komponen utama dari modem ini akan dibuat dari rangkaian terintegrasi
TCM3105. Hal ini dikarenakan TCM3105 memiliki kelebihan sebagai berikut :
a. Sebagai modem Single Chip Frequency Shif Keying (FSK).
b. Mengikuti spesifikasi berdasarkan BELL 202 dan CCITT V23.
c. Transmit Modulation pada 75, 150, 600 dan 1200 baud.
d. Receive Demodulation pada 75, 150, 600 dan 1200 baud.
e. Beroperasi secara half-duplex hingga 1200 baud baik di pengirim maupun
di penerima.
f. Beroperasi secara full-duplex hingga 1200 baud pada pengirim dan 150
baud pada penerima.
g. Single power supply = 5V.
8
h. Mengkonsumsi daya rendah.
i. On Chip group delay equalization dan Filter transmit / receive.
Bentuk fisik dapat dilihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3. Konfigurasi Pin IC TCM3105[3]
Fungsi dan keterangan pin dari IC TCM 3105 ditunjukkan pada tabel 2.1.
Tabel 2.1. Keterangan Pin TCM 3105[3]
PIN
KETERANGAN
No.
Nama
1
VDD
Tegangan positif
Output untuk sinyal clock kontinyu saat 16 kali bit rate yang
2
CLK
terseleksi (transmit/receive)
3
CDT
Carrier-Detected Output
4
RXA
Masukan penerima (analog)
Transmit/Receive Standard Select Input. Untuk mengatur
5
TRS
standar kecepatan data
6
NC
No internal Connected
Receive Bias Adjust untuk external guna meminimalkan bias
7
RXB
distorsi
8
RXD
Keluaran digital penerima (digital)
9
VSS
Tegangan negatif (biasanya ground)
10
CDL
Carrier detect level adjust
11
TXA
Output pemancar (analog)
12
TXR2
Bit rate select 2 input
13
TXR1
Bit rate select 1 input
14
TXD
Masukan pemancar (digital)
15
OSC1
Koneksi Oscillator (4.4336MHz)
16
OSC2
Modulator dan demodulator FSK TCM3105 dibangun dari 4 blok rangkaian, yaitu
transmitter, receive, carrier detector, dan control and timing. Untuk lebih jelasnya
dapat dilihat pada gambar 2.4.
9
7
4
8
3
10
13,12,15
2
14
11
Gambar 2.4. Pembagian Sistem Pada IC TCM3105[3]
1. Transmitter
Transmitter terdiri dari sebuah modulator FSK, sebuah filter dan sebuah
penguat. Modulator merupakan suatu pensintesa frekuensi yang dapat diprogram
dengan cara membagi frekuensi osilator (4.4336 MHz). Frekuensi osilator ini
dihasilkan dengan menghubungkan pin 15 dan 16 dengan sebuah kristal 4.4336
MHz. Baudrate dipilih melalui pin baudrate select (TXR1 dan TXR2) dan pin
TRS dengan cara menghubungkan pin-pin tersebut dengan ground atau Vcc dan
melalui digital data masukan (TXD) (tabel 2.2).
2. Receiver
Bagian demodulator terdiri dari sebuah low pass filter (LPF) yang digunakan
sebagai filter dan diikuti dengan sebuah penguat yang dilengkapi dengan
Automatic Gain Control (AGC) untuk menghasilkan level keluaran yang konstan
dari filter penerima. Filter penerima membatasi bandwidth dari sinyal yang akan
diteruskan ke demodulator serta mengurangi interferensi out of band.
10
Demodulator merupakan edge-triggered multivibrator positif dan negatif.
Hasilnya adalah data yang diperoleh dari transmitter sinyal analog yang diterima.
Komponen DC dari sinyal yang diperoleh sebanding dengan frekuensi yang
diterima, lalu diumpankan ke switch-capacitor, low-pass, dan post-demodulator.
Bias pada pin ini bergantung pada baudrate data yang diterima serta offset
internal.
3. Carrier Detector
Bagian carrier detector terdiri dari sebuah detektor energi dan digital-delay.
Detektor energi membandingkan level sinyal pada keluaran filter penerima
terhadap level yang telah diatur pada pin CDL. Keluaran carrier detector
dilewatkan pada pin CDT. Meskipun TCM3105 mampu menghasilkan keluaran
carrier detector, perlu diperhatikan bahwa carrier detector yang dihasilkan
hanyalah berupa perbandingan level masukan terhadap nilai ambang yang diatur
melalui pin CDL.
Pada pin RXB dan CDL diberikan masukan dengan nilai tegangan tertentu
yang dapat diatur melalui rangkaian pembagi tegangan. Untuk itu pada pin RXB dan
CDL digunakan rangkaian yang ditunjukkan pada gambar 2.5 dengan persamaan
yang ditunjukkan pada persamaan 2.3. Karena nilai masukan pada pin RXB dan
CDL bervariasi, maka rangkaian pembagi tegangan dapat diganti dengan
menggunakan potensiometer.
11
VCC 5 V
R1
Vo
R2
Gambar 2.5. Rangkaian Pembagi Tegangan
Vo =
R2
xVcc .................................................................................. (2.3)
R1 + R2
Tabel 2.2. Mode standar BEL 202 dan CCITT V.23
CCITT (Committee Consultatif International Telephonique et Telegraphique)
adalah suatu badan telekomunikasi yang berada di Genewa, Swiss. CCITT adalah
standar untuk kecepatan modem dalam komunikasi data[2].
12
2.3.
MIKROKONTROLER
AT89S52 merupakan mikrokontroler keluaran ATMEL dengan 8K byte
Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory), AT89S52
merupakan memori dengan teknologi nonvolatile memory, isi memori tersebut dapat
diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali.
Fasilitas-fasilitas standar yang dimiliki mikrokontroler AT89S52 adalah 8K
byte Flash PEROM, 256 byte RAM (Random Accsess Memory), 32 jalur I/O
(input/output), watchdog timer, dua data pointer, tiga timer/counter 16-bit, jalur
komunikasi serial full-duplex dan oscillator internal[4].
2.3.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 memiliki 40 pin dan ada beberapa pin yang
memiliki fungsi ganda. Konfigurasi pin Mikrokontroler AT89S52 dapat dilhat pada
gambar 2.6 dan fungsi pin dapat dilihat pada tabel 2.3.
Gambar 2.6. Konfigurasi pin Mikrokontroler AT89S52
13
Tabel 2.3. Fungsi pin Mikrokontroler AT89S52
Pin
VCC
GND
Port 0
Fungsi
Power Supply
Ground
8 bit jalur I/O dua arah
8 bit jalur I/O dua arah
Port 1
Port 2
Fungsi alternatif :
P1.0 = T2 (Masukan untuk timer 2)
P1.1 = T2EX (Trigger timer 2)
P1.5 = MOSI (digunakan untuk ISP)
P1.6 = MISO (digunakan untuk ISP)
P1.7 = SCK (digunakan untuk ISP)
8 bit jalur I/O dua arah
8 bit jalur I/O dua arah
Port 3
Fungsi alternatif :
P3.0 = RXD (masukan komunikasi serial)
P3.1 = TXD (keluaran komunikasi serial)
P3.2 = INT 0 (interupsi ekternal 0)
P3.3 = INT 1 (interupsi eksternal 1)
P3.4 = T0 (masukan timer 0)
P3.5 = T1 (masukan timer 1)
P3.6 = WR (sinyal tanda tulis memori data eksternal)
P3.7 = RD (sinyal tanda baca memori data eksternal)
RST
Mereset mikrokontroler apabila diberi logika ‘1’ selama 2 siklus
mesin
ALE/PRO
G
Berfungsi sebagai Address Latch Enable (ALE) yang me-latch low
byte address pada saat mengakses memori eksternal. Sedangkan
pada saat Flash Programming (PROG) berfungsi sebagai masukan
pulsa program
PSEN
Merupakan sinyal read strobe untuk eksternal program memori
EA /VPP
Merupakan input untuk mode program memori. Jika dihubungkan
ke ground maka program memori yang dijalankan adalah program
eksternal, dan jika dihubungkan ke VCC maka program memori
yang dijalankan adalah program internal.
XTAL1
XTAL2
Masukan osilator internal
Keluaran osilator internal
14
2.3.2
RAM Internal
RAM Internal pada Mikrokontroler AT89S52 terdiri atas :
a. Register Bank.
Mikrokontroler memiliki 8 buah register yang terdiri atas R0 sampai dengan
R7. Register ini dapat diubah dari bank 0 (default) ke bank 1, bank 2 dan
bank 3 dengan cara mengubah nilai RS0 dan RS1 pada register PSW.
b. Bit addressable RAM.
RAM ini terletak di alamat 20H sampai 2FH yang dapat diakses secara
pengalamatan bit sehingga dapat mengerjakan fungsi-fungsi boolean.
c. RAM serbaguna.
RAM ini dimulai dari alamat 30H hingga FFH dan dapat diakses dengan
pengalamatan langsung dan tak langsung. Pengalamatan langsung dilakukan
ketika salah satu operan merupakan bilangan yang menunjukkan lokasi yang
dialamati.
0
00
10
20
30
40
50
60
70
80
90
A0
B0
C0
D0
E0
F0
1
2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D
BANK 0 (default)
BANK 1
BANK 2
BANK 3
Bit Addressable RAM
RAM Serbaguna
Gambar 2.7. Lokasi RAM Internal[5]
E
F
15
2.3.3
Flash PEROM
Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 8Kbyte Flash PEROM yang dapat
ditulis dan dihapus. Flash PEROM berisikan instruksi-instruksi. Instruksi-instruksi
ini akan dieksekusi jika sistem di-reset. Bila EA/VPP berlogika “1” maka
mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada di Flash PEROM. Bila EA/VPP
berlogika “0” maka mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada di memori
eksternal.
2.3.4
Special Function Registers
Memori yang berisi register-register yang mempunyai fungsi-fungsi khusus
yang disediakan oleh mikrokontroler seperti timer, serial dan sebagainya. Untuk
lebih jelasnya perhatikan gambar 2.8 berikut ini.
F8h
F0h
FFh
B
F7h
E8h
E0h
EFh
ACC
E7h
D8h
DFh
D0h
PSW
C8h
(T2CON)
D7h
(RCAP2L)
(RCAP2H)
(TL2)
(TH2)
CFh
C0h
C7h
B8h
IE
BFh
B0h
P3
B7h
A8h
IP
Afh
A0h
P2
A7h
98h
SCON
90h
P1
88h
TCON
TMOD
TL0
TL1
80h
P0
SP
DPL
DPH
SBUF
9Fh
97h
TH0
TH1
8Fh
IP
Gambar 2.8. Peta memori Special Function Registers
87h
16
Masing-masing register tersebut dapat dideskripsikan sebagai berikut :
a. Accumulator
Register ini terletak di alamat E0H dan dapat di alamati secara bit. Akumulator
digunakan untuk hampir semua operasi logika dan aritmatika.
b. Port
AT89S52 mempunyai 4 buah port : yaitu Port 0, Port 1, Port 2 dan Port 3 yang
terletak di alamat 80H, 90H, A0H dan B0H. Semua port tersebut dapat dialamati
secara bit sehingga dapat dilakukan perubahan bit data pada salah satu port tanpa
mengganggu port yang lain.
c. PSW (Program Status Word)
Register ini terletak di alamat D0H. PSW berisi data bit hasil eksekusi program
seperti hasil aritmatika dan logika.
d. Register B
Register ini memiliki alamat F0H. Register ini digunakan bersama akumulator
untuk proses aritmatika selain digunakan untuk register biasa dan dapat dialamati
secara bit.
e. Stack Pointer
Stack Pointer merupakan register 8 bit yang terletak di alamat 81H. Proses yang
berhubungan dengan stack ini biasa dilakukan oleh instruksi-instruksi Push, Pop,
Acall dan sebagainya.
f. Data Pointer
Data pointer atau DPTR merupakan register 16 bit dan terletak pada alamat 82H
untuk DPL dan 83H untuk DPH. DPTR digunakan untuk mengakses data
17
yang terletak di memori external.
g. Register Timer
AT89S52 mempunyai tiga buah Timer/Counter 16 bit yaitu : timer 0, timer 1 dan
timer 2. Timer 0 terletak di alamat 84H untuk TL0 dan 8CH untuk TH0, timer 1
terletak di alamat 8BH untuk TL1 dan 8DH untuk TH1, sedangkan timer 2
terletak di alamat CCH untuk TL2 dan CDH untuk TH2.
h. Register Serial Port
Port ini merupakan on chip serial port yang digunakan untuk melakukan
komunikasi dengan peralatan yang menggunakan serial port.
i. Register Interupsi
Mikrokontroler ini memiliki 6 buah interupsi dengan dua level prioritas interupsi.
Interupsi secara otomatis akan dimatikan bila sistem dikembalikan pada keadaan
semula. Register yang berhubungan dengan interupsi adalah Interrupt Enable
Register (IE) pada alamat A8H dan Interrupt Priority Register (IP) pada alamat
B8H.
2.3.5
On-Chip Oscillator
Mikrokontroler Atmel AT89S52 telah memiliki on-chip oscillator yang dapat
bekerja dengan menggunakan kristal eksternal yang dihubungkan ke pin XTAL1 dan
XTAL2. Tambahan kapasitor yang terhubung dengan ground diperlukan untuk
menstabilkan sistem. Gambar 2.9 menunjukkan cara menghubungkan kristal sumber
detak dengan mikrokontroler AT89S52. Besar kapasitor yang terpasang adalah 30 pF
± 10 pF sesuai dengan yang dinyatakan pada datasheet[4].
18
30pF
Xtal 1
Kristal
Xtal 2
30pF
Ground
Gambar 2.9. Menghubungkan Kristal Sumber Detak
2.3.6
Rangkaian Reset Mikrokontroler
Rangkaian reset digunakan untuk mereset program yang terdapat pada
mikrokontroler. Rangkaian reset dapat dilihat pada gambar 2.10.
VCC
MIKROKONTROLER
C
9
(RESET)
R
Gambar 2.10. Rangkaian Reset Mikrokontroler
Pada gambar 2.10 apabila saklar tidak ditekan, pin reset pada mikrokontroler
akan mendapatkan logika rendah “0”. Sedangkan saat saklar ditekan pin akan
mendapatkan logika tinggi “1” dan akan mereset mikrokontroler. Lamanya waktu
yang dibutuhkan untuk mereset adalah dua siklus mesin dan memenuhi persamaan :
T = R x C ....................................................................................... (2.4)
2.3.7 Komunikasi Serial AT89S52
Port serial pada AT89S52 bersifat duplex penuh atau full-duplex, artinya port
serial bisa menerima dan mengirim data pada waktu bersamaan. Port serial memiliki
penyangga penerima yaitu serial buffer (SBUF). Port serial dapat menerima byte
19
yang kedua sebelum byte yang pertama dibaca oleh register penerima, melalui
register SBUF. SBUF selalu berhubungan dengan akumulator dalam mengisi dan
menerima data[5].
Port serial pada AT89S52 bisa digunakan dalam empat mode kerja. Dari ke-
empat mode tersebut, satu mode diantaranya bekerja secara sinkron dan tiga mode
lainnya bekerja secara asinkron. Semua mode dapat diatur melalui register Serial
Control (SCON). Ke-empat mode kerja tersebut adalah :
Mode 0
Mode ini bekerja secara sinkron, data serial dikirim dan diterima
melalui kaki P3.0 (RxD), sedangkan kaki P3.1 (TxD) dipakai untuk
menyalurkan detak pendorong data serial yang dibangkitkan AT89S52.
Data dikirim/diterima 8 bit sekaligus, dimulai dari bit yang bobotnya
paling kecil atau LSB (bit 0), diakhiri dengan bit yang bobotnya paling
besar atau MSB (bit 7). Kecepatan pengiriman data (baudrate) adalah
1/12 frekuensi kristal yang digunakan.
Mode 1
Pada mode ini, data dikirim melalui kaki P3.1 (TxD) dan diterima
melalui kaki P3.0 (RxD) secara asinkron (begitu juga mode 2 dan 3).
Pada mode ini, data dikirim/diterima 10 bit sekaligus, diawali dengan 1
bit start, disusul 8 bit data yang dimulai dari bit yang bobotnya paling
kecil (bit 0), diakhiri dengan 1 bit stop. Pada AT89S52 yang berfungsi
sebagai penerima bit stop adalah RB8 dalam register Serial Control
(SCON). Kecepatan pengiriman data (baudrate) bisa diatur sesuai
dengan keperluan. Mode inilah (mode 2 dan juga mode 3) yang umum
20
dikenal
sebagai
UART
atau
Universal
Asynchronous
Receiver/Trasmitter.
Mode 2
Data dikirim 11 bit, diawali dengan 1 bit start, kemudian 8 bit data. Bit
ke-9 yang dapat diatur lebih lanjut dan diakhiri dengan 1 bit stop. Pada
AT89S52 yang berfungsi sebagai pengirim bit 9 tersebut berasal dari bit
TB8 dalam register SCON. Pada AT89S52 yang berfungsi sebagai
penerima bit 9 ditampung pada bit RB8 dalam register SCON,
sedangkan bit stop diabaikan dan tidak ditampung. Kecepatan
pengiriman data (baudrate) bisa dipilih antara 1/32 atau 1/64 frekuensi
kristal yang digunakan.
Mode 3
Mode ini sama dengan mode 2, hanya saja kecepatan pengiriman data
(baudrate) bisa diatur sesuai keperluan, seperti halnya pada mode 1.
2.3.8
Register Kontrol Port Serial
Register kontrol dan status untuk port serial berada dalam register SCON
(gambar 2.11). Register ini mengandung bit-bit pemilihan kerja port serial, bit data
ke-9 pengiriman dan penerimaan (TB8 dan RB8) serta bit-bit interupsi port serial (TI
dan RI)[5].
Gambar 2.11. Susunan bit dalam register SCON
Keterangan :
•
SM0
=
Serial port mode bit 0, bit pengubah mode serial.
•
SM1
=
Serial port mode bit 1, bit pengatur mode serial.
•
SM2
= Serial port mode bit 2, bit untuk mengaktifkan komunikasi
multiprosessor pada kondisi set.
21
•
REN
=
Receive Enable, bit untuk mengaktifkan penerimaan data dari port serial
pada kondisi set.
•
TB8
= Transmit bit 8, bit ke-9 yang akan dikirim pada mode 2 atau mode 3.
•
RB8
=
Receive bit 8, bit ke-9 yang akan diterima pada mode 2 atau mode 3.
Pada mode 1 bit ini berfungsi sebagai stop bit.
•
TI
= Transmit Interrupt Flag, bit yang akan di set pada akhir pengiriman
karakter.
•
RI
=
Receive Interrupt Flag, bit yang akan di set pada akhir penerimaan
karakter.
Tabel 2.4. Penentuan mode kerja port serial
SM0
0
0
1
1
2.3.9
SM1
0
1
0
1
Mode
0
1
2
3
Keterangan
Register geser
UART 8-bit
UART 9-bit
UART 9-bit
Baudrate
tetap (fosc/12)
bisa diubah-ubah (dengan Timer)
tetap (fosc/64 atau fosc/32)
bisa diubah-ubah (dengan Timer)
Pengaturan Baudrate
Baudrate dari port serial dapat diatur pada mode 1 dan mode 3, namun pada
mode 0 dan mode 2 baudrate tersebut mempunyai kecepatan yang permanen yaitu
untuk mode 0 adalah 1/12 frekuensi osilator dan mode 2 adalah 1/32 atau 1/64
frekuensi osilator. Dengan mengubah bit SMOD yang terletak pada register PCON
menjadi set (kondisi awal saat sistem reset adalah clear), baudrate pada mode 1 dan
3 akan berubah menjadi dua kali lipat.
Tabel 2.5. Rumus penghitungan baudrate pada komunikasi serial
Mode
Baudrate
0
1/12 frekuensi osilator
1
f oscillator
Baudrate =
12 x[256 − TH 1]x 32
2
1/64 frekuensi osilator
3
Baudrate =
f oscillator
12 x [256 − TH 1]x 32
Baudrate =
f oscillator
12 x[256 − TH 1]x16
1/32 frekuensi osilator
Baudrate =
f oscillator
12 x [256 − TH 1]x16
22
2.4.
LIQUID CRYSTAL DISPLAY (LCD)
LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya
menggunakan sistem dot matriks. Jenis LCD yang digunakan adalah LCD 16x2
artinya LCD ini memiliki 16 kolom dan 2 baris. Sehingga jumlah total karakter yang
dapat ditampilkan sekaligus adalah sebanyak 32 karakter. Masing-masing karakter
tersebut terbentuk dari susunan dot yang berukuran 8 baris dan 5 kolom dot. LCD ini
terdiri dari 8 jalur data, 3 jalur kendali dan fasilitas pengaturan kontras serta
backlight (tabel 2.6).
Tabel 2.6 Konfigurasi Pin-pin 16x2 dot Matriks LCD[6]
No
Nama Pin
Deskripsi
1
VCC
+5V
2
GND
0V
3
VEE
Tegangan kontras LCD
4
RS
5
R/W
Register select, 0=register perintah,
1=register data
1 = read, 0 = write
6
E
7
D0
Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali
pengiriman atau pembacaan data
Data Bus 0
8
D1
Data Bus 1
9
D2
Data Bus 2
10
D3
Data Bus 3
11
D4
Data Bus 4
12
D5
Data Bus 5
13
D6
Data Bus 6
14
D7
Data Bus 7
15
Anoda (kabel coklat untuk LCD
Hitachi)
Katoda (kabel merah untuk LCD
Hitachi)
Tegangan positif backlight
16
Tegangan negative backlight
23
2.4.1. Struktur Memori LCD
LCD memiliki beberapa jenis memori yang digunakan untuk menyimpan atau
memproses data-data yang akan ditampilkan pada layar LCD. Setiap jenis memori
mempunyai fungsi-fungsi sendiri, antara lain :
1. DDRAM
Merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada.
Contohnya, karakter “A” atau 41H yang ditulis pada alamat 00H akan tampil
pada baris dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis di
alamat 40H, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama
LCD.
Gambar 2.12. Pengalamatan DDRAM
2. CGRAM
Adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter yang
tidak terdapat pada LCD dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai
keinginan kita. Akan tetapi isi memori ini akan hilang saat power supply tidak
aktif sehingga pola karakter akan hilang.
3. CGROM
Adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan pola
tersebut sudah ditentukan secara permanen pada LCD sehingga pengguna
tidak dapat mengubah lagi. Oleh karena ROM bersifat permanen, pola
karakter tersebut tidak akan hilang saat power supply tidak aktif.
24
Tabel 2.7 Instruksi data pada LCD
Code
Instruksi
Fungsi
RS
R/W
DB
7
DB
6
DB
5
DB
4
DB
3
DB
2
DB
1
DB
0
0
0
0
0
1
D
L
1
*
*
*
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
0
0
0
0
0
0
0
1
I/
D
S
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
DDRAM
address set
0
0
1
Cursor Home
Line 1 = 80H ADD Line 2 = C0H
Cursor Time
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
Cursor/displa
y shift
0
0
0
0
0
1
S/
C
R/
L
*
*
CGRAM
address set
0
0
0
1
BF/address
read
0
1
B
F
1
0
Latch data dari A0H ke 20H
Write Data
1
1
Read Data
Function Set
(3FH)
Display
on/off control
(0FH)
Entry Mode
set (06H)
Display Clear
(01H)
Data write
untuk CG/DD
RAM
Data read
untuk CG/DD
RAM
ACG
AC
Set interface data length
(DL)
On/Off display(D),
cursor(C) dan cursor
blink(B)
Set arah cursor, geser
display ketika data W/R
Bersihkan layar dan
cursor ke home
Set alamat DDRAM ke
start transmit atau
menerima data DDRAM
Cursor ke home dan isi
DDRAM tetap.
Geser cursor, display
tanpa merubah isi
DDRAM
Set alamat CGRAM ke
start transmit atau
menerima data CGRAM
Baca BF dan isi AC
(untuk atau CGRAM dan
DDRAM)
Menulis data ke
DDRAM atau CGRAM
Membaca data ke
DDRAM atau CGRAM
Keterangan untuk tabel instruksi LCD :
o
o
o
*
ACG
ADD
= Don’t Care
= CGRAM address
= DDRAM address
a. Seting arah perpindahan cursor
ID = 1 Æ Increment
ID = 0 Æ Decrement
S = 1 Æ Posisi display bergeser saat karakter/teks dituliskan
b. Enable Display/Cursor
D
Æ Display On (1)/Off (0)
C
Æ Cursor On (1)/Off (0)
25
B
Æ Cursor Blink On (1)/Off (0)
c. Move Cursor/Shift Display
SC = 1 Æ Posisi display bergeser
SC = 0 Æ Posisi cursor berpindah
RL = 1 Æ Bergeser/berpindah ke kanan
RL = 0 Æ Bergeser/berpindah ke kiri
d. Busy Flag
BF = 1 Æ sibuk, tidak boleh mengirim data
BF = 0 Æ tidak sibuk, boleh mengirim instruksi/teks
Tabel 2.8 Karakter LCD standar[6]
2.5.
WALKIE TALKIE
2.5.1
Pesawat Transceiver
Transceiver merupakan pesawat yang dapat m