Home » Mikrokontroler » Aplikasi Mikrokontroler » Inkubator Dengan Fuzzy Logic

Inkubator Dengan Fuzzy Logic

Tuesday, December 31st, 2019 - Aplikasi Mikrokontroler

Inkubator dengan Fuzzy Logic, diharapkan dengan metode fuzzy dapat diperoleh kontrol lebih halus dari pada sistem kontrol ON/OFF. Inkubator ini memakai lampu sebagai pemanas dan sebuah kipas untuk menurunkan suhu ruangan di dalam inkubator.

Inkubator Dengan Fuzzy Logic

Inkubator adalah suatu alat yang digunakan sebagai pemanas suatu tempat agar dapat menghasilkan suhu yang stabil dan sesuai dengan kebutuhan. Misalnya inkubator yang dipergunakan untuk penetas telur membutuhkan suhu yang stabil antara 36°C sampai 37°C, lain lagi dengan inkubator bayi dibutuhkan suhu 40°C sampai 42°C, suhu ini disesuaikan dengan suhu dalam perut ibunya yang berkisar pada suhu tersebut.

Inkubator ini dikendalikan dengan MC68HC11 yang difungsikan sebagai fuzzy controller. Keuntungan dari penggunaan fuzzy logic dalam pembuatan inkubator adalah sistem akan menjadi lebih stabil, ini terlihat pada respon dari output yang dihasilkan dan juga ketahanan sisitem terhadap gangguan. Dengan fuzzy logic sistem lebih mudah untuk disesuaikan dengan berbagai kondisi agar menghasikan sistem yang stabil, seperti misal besar ruangan dalam inkubator, suhu sekitar dan juga bahan yang digunakan dalam pembuatan inkubator.

Gambar 1. Blok Digram Rangkaian Inkubator

Blok diagram rangkaian inkubator yang dibuat terlihat pada Gambar 1. Sensor suhu berupa LM 35 dipakai untuk mengukur nilai suhu dalam inkubator Tombol push button yang berjumlah dua buah digunakan sebagai pengatur suhu atau suhu dalam inkubator yang dibutuhkan, untuk tampilannya digunakan LCD (Liquid Crystal Display) 2´16, yang berarti setiap line dapat berisi 16 karakter. LCD ini digunakan untuk menampilkan suhu sekarang dalam inkubator, suhu yang dibutuhkan, tingkat intensitas lampu yang digunakan sebagai pemanas dan juga tingkat kecepatan dari kipas.

Untuk mengatur intensitas dari lampu yang menggunakan tegangan AC digunakan sistem phase control dan untuk mengatur kecepatan kipas yang menggunakan motor DC digunakan sistem PWM (Pulse Width Modulation)

FUDGE(Fuzzy Development and Generation Environment)

Cara kerja dari inkubator ini berdasarkan suatu sistem yang berbasiskan fuzzy. Blok diagram sistem berbasis fuzzy tampak seperti gambar 2. Dalam membangun sistem berbasis fuzzy pada sebuah general purpose mikrokontroler, maka dibutuhkan data yang berisi fungsi keanggotaan input dan output, beserta rule fuzzy-nya. Untuk itu maka digunakan FUDGE (Fuzzy Development and Generation Environment) dan fuzzy kernel FUZZ11B3 dari Motorolla. Data-data fungsi keanggotaan input, output dan rule fuzzy-nya selanjutnya disimpan dalam suatu tabel memori. Tabel memori tersebut kemudian diproses dalam fuzzy kernel. Fuzzy kernel FUZZ11B3 pada penerapannya dibatasi fungsi keanggotaan input berbentuk trapesoid, fungsi keanggotaan output berbentuk singletone. Adapun jumlah input maksimal adalah delapan dan jumlah output maksimal adalah empat.

Blok Diagram Sistem Berbasis Fuzzy,inkubator dengan fuzzy logic,membuat inkubator dengan fuzzy logic,komponen inkubator dengan fuzzy logic,cara membuat inkubator dengan fuzzy logic,inkubator dengan fuzzy logic berbasis mikrokontroler,jual inkubator dengan fuzzy logic,beli inkubator dengan fuzzy logic,spare part inkubator dengan fuzzy logic,harga inkubator dengan fuzzy logic,program inkubator dengan fuzzy logic,inkubator dengan fuzzy logic murah

Gambar 2. Blok Diagram Sistem Berbasis Fuzzy

Pada fuzzy kernel terjadi tiga proses dasar pada sistem kontrol fuzzy yaitu: fuzzifikasi, evaluasi rule dan defuzzifikasi. Pada inkubator ini input crispnya berupa selisih suhu antara suhu dalam inkubator dengan suhu setting, input tersebut kemudian akan difuzzifikasikan bersama dengan fungsi keanggotaan input yang telah dihasilkan oleh FUDGE. Kemudian selanjutnya akan melewati proses evaluasi rule dan defuzzifikasi. Hasil defuzzifikasi tersebut akan menunjukkan tabel output kipas maupun lampu, dan kemudian dipakai sebagai output dari sistem fuzzy. Sementara itu program utama berfungsi untuk memanggil fuzzy kernel.

Potongan Program 1 – Program Utama Inkubator Dengan Fuzzy Logic

1: ULANG:
2:       JSR Prn_suhu_setting ;tampilkan suhu setting
3:       JSR Prn_suhu_sekarang ;tampilkan suhu dlm inkubator – read A/DC
4:       JSR Prn_fan_light   ;tampilkan keadaan kipas dan lampu
5:       BSR set_suhu          ;check ada perubahan suhu setting?
6:       BSR fuzzy             ;siapkan inputcrisp,eksekusi Fuzzy kernel
7:                              ;outputcrisp hasil defuzzifikasi,output bekerja
8:       BRA ulang             ;kembali ke ulang

Potongan Program 2 – Eksekusi Fuzzy Kernel

1: FUZZY:
2:    LDAA SUHU_SETTING   ;ambil nilai suhu_setting
3:    LDAB SUHU_SEKARANG ;ambil nilai suhu_sekarang
4:    SBA                  ;a=a-b
5:    ADDA #20            ;a=a+20
6:    CMPA #40
7:    BGE   SET_MAX      ;jika sama atau lebih set $FF
8:    CMPA #0    ;jika sama atau kurang set $00
9:    BLE   SET_MIN
10:    LDAB #64
11:    MUL ;a*64
12:    LDX   #10      ;/10
13:    IDIV X ;X=D/X
14:    XGDX ;D=X
15:    BRA   NEXT
16:
17: SET_MIN:
18:     LDAB #$0
19:    BRA   NEXT
20: SET_MAX:
21:     LDAB #$FF
22:
23: NEXT:
24:    LDX   #CURRENT_INS
25:    STAB X    ;crisp input disimpan dalam current_ins
26:    JSR   FUZZIFY ;eksekusi kernel fuzzy FUZZ11B3
27:     LDY   #COG_OUTS    ;hasil proses defuzzifikasi
28:    LDAB Y              ;ambil nilai COG_out
29:    BSR   KONVERT      ;konversi ke tingkat kecepatan kipas
30:    STAB KIPAS_PTR ;pointer tabel kecepatan kipas
31:     INY          ;increment COG_out
32:    LDAB Y      ;ambil nilai COG_out berikutnya
33:    BSR   KONVERT ;konversi ke tingkat intensitas lampu
34:    STAB LAMPU_PTR ;pointer tabel intensitas lampu
35:     JSR   CHANGE_KIPAS   ;update kecepatan kipas
36:    JSR   CHANGE_LAMPU   ;update intensitas kipas
37:    RTS

Potongan program di atas dapat dijelaskan sebagai berikut: ambil nilai suhu dalam inkubator dengan membaca nilai A/D Converter kemudian tampilkan, ambil nilai suhu setting kemudian tampilkan, ambil nilai keadaan kipas kemudian tampilkan. Tiga instruksi diatas (baris 2,3,4) hanyalah berguna sebagi tampilan pada LCD sehingga dapat diketahui perkembangan atau perubahan suhu, lampu dan kipas. Baris 5 berguna untuk menunggu apakah ada penekanan tombol dari PA1 dan PA2, atau dengan kata lain diubahnya suhu setting. Proses fuzzy sebenarnya terjadi pada baris 6, pada sub-rutin ini akan diambil selisih suhu antara suhu setting dengan suhu dalam inkubator, kemudian hasilnya dijadikan input crisp. Input crisp yang telah tersimpan pada current_ins ini digunakan untuk proses fuzzifikasi bersama dengan fungsi keanggotaan input yang telah dihasilkan oleh FUDGE, dan selanjutnya akan melewati tahap evaluasi rule dan deffuzifikasi pada fuzzy kernel. Hasil defuzzifikasi kemudian diambil pada COG_Out dan dijadikan output bagi lampu dan kipas.

Gambar 3. Window Pengisian Crisp Input dan Output

Pembuatan dan penentuan input dan output crisp, fungsi keanggotaan input dan output, beserta rule fuzzy-nya tergantung pada kebutuhan. Pada inkubator ini yang memiliki ukuran 40cm ´ 28cm ´ 25cm dan sisi-sisinya terbuat dari kayu kecuali sisi depan terbuat dari kaca, terutama digunakan untuk memanaskan suhu antara 40°C – 42°C, pembuatan input dan output crisp, fungsi keanggotaan input dan output, beserta rule fuzzy-nya dengan FUDGE adalah sebagai berikut:

Gambar 4. Window Pembuatan Fungsi keanggotaan input

Gambar 5. Window Pembuatan Fungsi keanggotaan output

Pada inkubator ini rule fuzzy-nya ada 7 yaitu:

If delta is neglarge then
     Kipas is cepat sekali and Lampu is taknyala
If delta is negmed then
     Kipas is cepat and Lampu is taknyala
If delta is negsmal then
     Kipas is sedang and Lampu is redup
If delta is pas then
     Kipas is mati and Lampu is redup
If delta is possmal then
     Kipas is mati and Lampu is sedang
If delta is posmed then
     Kipas is mati and Lampu is terang
If delta is poslarge then
     Kipas is mati and Lampu is terangsekali

Setelah dilakukan generate code 68HC11 maka data-data tersebut disimpan dalam byte-byte memori seperti dibawah ini. Karena fungsi keanggotaan input trapesoid maka membutuhkan empat byte memori, fungsi keanggotaan output hanya membutuhkan satu byte memory karena fungsi singletone. Sedangkan rule fuzzy-nya yang memiliki MSB = 0 adalah antecendent atau bagian input sedangkan yang memiliki MSB = 1 adalah consequent atau bagian outputnya.

Tabel Data Memori hasil Ganerate Code 68HC11

1: INPUT_MFS EQU    *      ; Input Membership Functions
2: IN0MF   EQU    *      ; delta
3:       FCB    $00,$00,$33,$08 ; neglarge
4:           FCB    $33,$08,$53,$0a ; negmed
5:           FCB    $60,$14,$6c,$0d ; negsmal
6:           FCB    $79,$28,$80,$28 ; pas
7:           FCB    $80,$0d,$93,$14 ; possmal
8:           FCB    $93,$0a,$ac,$0d ; posmed
9:           FCB    $ac,$08,$ff,$00 ; poslarge
10:              FCB    $00,$00,$00,$00 ; ~
11: SGLTN_POS    EQU    *      ; Output Membership Functions
12: OUT0MF    EQU    *      ; kipas
13:    FCB    $00      ; mati
14:    FCB    $40          ; pelan
15:          FCB    $80          ; sedang
16:    FCB    $bf          ; cepat
17:        FCB    $ff          ; cepatsekali
18:        FCB    $00      ; ~
19:        FCB    $00          ; ~
20:        FCB    $00          ; ~
21: OUT1MF EQU    *      ; lampu
22:      FCB   $00          ; taknyala
23:        FCB   $40          ; redup
24:    FCB   $80          ; sedang
25:        FCB   $bf          ; terang
26:            FCB   $ff          ; terangsekali
27:        FCB   $00          ; ~
28:    FCB   $00          ; ~
29:            FCB   $00          ; ~
30: RULE_START   EQU   *      ; Rules follow:
31:        FCB   $00
32:              FCB   $84
33:        FCB   $88
34:      FCB   $03
35:            FCB   $80
36:            FCB   $89
37:      FCB   $04
38:            FCB   $80
39:            FCB   $8a
40:            FCB   $05
41:      FCB   $80
42:      FCB   $8b
43:      FCB   $06
44:          FCB   $80
45:          FCB   $8c
46:          FCB   $01
47:    FCB   $83
48:    FCB   $88
49:              FCB   $02
50:              FCB   $82
51:              FCB   $89
52: END_OF_RULE FCB   $ff

Modul LCD 2´16

Untuk menampilkan suhu sekarang, suhu setting, tingkat kecepatan kipas, dan juga intensitas lampu maka digunakan M124A yang merupakan modul LCD 16´2. LCD ini memiliki built-in kontroler yang didalamnya sudah terdapat karakter generator ROM/RAM dan display data RAM. Semua fungsi display dikontrol lewat instruksi, dan modul ini sudah siap diinterfacekan dengan MPU.Tabel 1 menunjukkan fungsi pin modul LCD M124A. Interface modul dengan MCU MC68HC11 ditunjukkan pada gambar 3. Adapun pada interface tersebut, modul LCD diakses melalui address $0400-$0401.

Tabel 1. Fungsi Pin Modul LCD M124A

Pada kontroler LCD terdapat dua buah 8-bit register, yaitu instruction register (IR) dan data register (DR). kedua register ini dipilih melalui sinyal pada pin RS (Register Select) seperti telah ditunjukkan pada tabel 1. Penulisan pada IR menyebabkan dilakukannya suatu instruksi tertentu. Tabel 2 menunjukkan instruksi-instruksi yang dapat dilakukan melalui penulisan pada IR.

Penulisan atau pembacaan pada data register menyebabkan tersimpannya atau terbacanya data pada DD RAM maupun CG RAM. DD RAM adalah memori yang digunakan untuk menyimpan data yang didisplaykan ke LCD, sedangkan CG RAM adalah memori yang dapat digunakan oleh software untuk membuat sebuah karakter

Berikut ini adalah software pengendali yang digunakan untuk menulis data maupun instruksi pada modul LCD. Untuk perintah LCD digunakan rutin Out_Ctrl. Untuk menulis pada LCD, digunakan rutin Out_char.

Potongan Program 3 – Out_Ctrl

1: LCD_CTRL EQU   $0400
2: LCD_DATA EQU   $0401
3: ————————-
4: OUT_CTRL:
5:          STAB   LCD_CTRL   ;out B to IR
6:            BRA   WAIT_BIT7   ;wait busy
7: OUT_CHAR:
8:            STAB   LCD_DATA   ;out B to DD RAM or CG RAM
9: WAIT_BIT7: LDAB   LCD_CTRL   ;wait busy flag
10:           BMI   WAIT_BIT7
11: RTS

Gambar 6. Interface modul M124A dengan MCU

Sebelum digunakan, LCD tersebut terlebih dahulu harus diinisialisasikan. Berikut ini adalah program inisialisai LCD.

Potongan Program 4 – Init LCD

1: INIT_LCD_SEQ
2:    DB $38,$0C,$06,0   ;Function set,Display
3:                                   ;On,Entry Mode Set
4:    BSR L_DELAY       ;15ms more delay after VDD=4.5V
5:    LDAB #$38    ;FUNCTION SET
6:                STAB LCD_CTRL
7:                BSR DELAY         ;4.1ms more
8:                LDAB #$38    ;FUNCTION SET
9:                STAB LCD_CTRL
10: BSR DELAY         ;100us more
11: LDAB #$38          ;FUNCTION SET
12: STAB LCD_CTRL
13:               LDY #INIT_LCD_SEQ ;diisi function set, display
14: LOOP_INIT_LCD:
15:               LDAB Y         ;on/off,entry mode
16:               BEQ X_INIT_LCD
17:               BSR OUT_CTRL
18: INY              ;Increment alamat
19:               BRA LOOP_INIT_LCD
20: X_INIT_LCD:
21: RTS

Tabel 2. Daftar Instruksi Modul LCD

Sensor Suhu

Untuk mendeteksi suhu dalam inkubator digunakanlah sebuah sensor suhu LM 35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam °C, LM 35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor seperti pada gambar 4.

Gambar 7. LM 35 basic temperature sensor

Vout dari LM 35 ini dihubungkan dengan Port E dari MC68HC11 untuk dijadikan input analog A/DC. Pada A/D Converter 8 bit yang dimiliki MC68HC11 memiliki tegangan referensi yang berguna sebagai referensi pada proses konversi. VRH = 2,56V dan VRL = 0 ini diberikan supaya setiap kenaikan satu bit maka terjadi kenaikan suhu sebesar 1°C. Untuk dapat memakai A/D Converter maka A/D Converter dari MC68HC11 harus diaktifkan dahulu ini hanya perlu dilakukan sekali pada inisialisasi awal, setelah itu dipilih mode-mode pengkonversiannya pada register ADCTL, pada inkubator ini register ADCTL diisi dengan $02 karena dipilih mode single channel, pengkonversian yang continue serta channel signal adalah PE2. Dan hasilnya dapat dibaca pada salah satu ADR1,2,3 atau 4 karena menggunakan single channel.

Potongan Program 5 – Read A/DC

1: ————————————-
2:     ;Init ADC – Powered up
3: ————————————-
4:      BSET   OPTION,X,ADPU ;A/D System powered up
5: ————————————-
6:     ;Read ADC
7: ————————————-
8:      LDX    #$1000         ;alamat base register
9:      LDAB   #%00000010   ;startconversion,modesingle channel,convert
10:     STAB   ADCTL          ;continously,AD2 port E bit 2
11:     BRCLR   ADCTL,X,CCF,* ;wait conversion
12:     LDAB   ADR1         ;get result

Gambar 8. Rangkaian Triac

Pengendalian Output

Setelah membentuk sub-rutin tampilan dan pembacaan suhu, sekarang masalahnya adalah bagaimana agar dapat mengendalikan tingkat intensitas lampu dan kecepatan kipas berdasarkan output hasil defuzzifikasi pada sistem software fuzzy.

Pengaturan Intensitas Lampu Pada Inkubator Dengan Fuzzy Logic

Phase control adalah suatu sistem yang digunakan untuk dapat menghasilkan fase tegangan bolak-balik yang berbeda-beda sehingga daya yang diterima oleh beban menjadi bervariasi. Rangkaian triac yang digunakan untuk memadamkan dan menyalakan lampu terlihat pada gambar 5.

Saat input high dari PA5/OC3 masuk maka akan mengaktifkan transistor 2N2222, kaki kolektor dan emiternya akan terhubung dengan ground, ini mengakibatkan adanya beda tegangan sehingga ada arus yang mengalir ke MOC2030, karena MOC2030 inputnya berkisar antara 10mA sampai 30mA maka digunakan resistor 220W untuk membatasi arus yang masuk ke MOC2030. Jika arus yang masuk kurang dari 10mA maka tidak akan dapat membias diac, tetapi jika arus yang masuk melebihi 30mA maka MOC2030 akan rusak. Dari pemasangan resistor sebesar 220W maka arus yang masuk sekitar 20mA. Kemudian kaki gate dari Triac mendapatkan supply arus yang kemudian mengakibatkan Triac on atau kaki MT2 dan MT1 terhubung sehingga ada tegangan yang masuk ke lampu. Jika pemberian pulsa high tersebut dapat diatur maka akan didapatkan fase tegangan yang berbeda dan daya yang diterima lampu akan bervariasi. Potongan program untuk menyalakan lampu terlihat seperti dibawah ini

Potongan Program 6 – Interrupt OC3

1: OC3:
2:    BSET PORTA,X,PA5       ;nyalakan lampu
3:    BCLR TFLG1,X,#OC3_Flg ;clear OC3F
4:    RTI         ;keluar dari interrupt

Gambar 9. Zero Crossing Detector

Setelah membentuk rutin OC3 untuk menyalakan lampu maka persoalan berikutnya adalah bagaimana dan kapan diberikan pulsa high ke PA5 supaya daya yang diterima lampu menjadi bervariasi. Rangkaian pendukung untuk itu adalah rangkaian zero crossing detector disebut demikian karena rangkaian ini dapat menghasilkan pulsa saat tegangan bolak-balik pada kondisi zero, dengan demikian diketahui saat dimana tegangan AC mencapai kondisi zero dan ini dapat digunakan sebagai awal pemberian delay

Rangkaian zero crossing detector tampak pada gambar 6.Input tegangan bolak-balik yang memiliki fase negatif setelah masuk dioda bridge akan memliki fase positif saja, dan arusnya dibatasi oleh R 39K/2W, kemudian arus akan masuk ke IC A4N25, ketika tidak ada arus yang masuk ke IC A4N25 tersebut atau dengan kata lain saat tegangan zero maka sesaat tegangan akan masuk ke PA0/IC3. Jika diketahui saat tegangan pada kondisi zero maka dapat diatur besarnya delay yang diberikan, lamanya delay tersebut dapat diproses secara software dengan berawal saat timbul transisi naik pada IC3. Setelah dilakukan delay maka input high diberikan ke PA5 sehingga akan didapatkan tingkat intensitas lampu yang bervariasi tergantung lamanya delay yang diberikan selama setengah periode tegangan bolak-balik jika delay semakin lama maka intensitasnya akan semakin berkurang.

Potongan Program 7 – Interrupt IC3

1: ———————————————-
2: ;Init interrupt IC3 – positif going edge
3: ———————————————-
4:       BSET   TCTL2,X,EDG3A ;setting IC3 for positive going edge
5:       BSET   TMSK1,X,IC3I   ;un-masked IC3
6: ————————————–
7: ; IC3 interrupt routine
8: ———————————————-
9: IC3:
10:      LDD   REDUP      ;delay tingkat keredupan
11:      BCLR   PORTA,X,LAMPU ;matikan lampu
12:      ADDD   TCNT           ;tambahkan dgn nilai TCNT
13:      STD   TOC3    ;simpan pada TOC3
14:      BCLR   TFLG1,X,#$FE   ;clear flag IC3
15:      RTI                    ;kembali dari interrupt

Pada potongan program diatas terlihat bahwa interrupt IC3 dan OC3 saling berhubungan, pertama-tama ketika terjadi transisi naik pada PA0 maka interrupt IC3 akan bekerja, rutin interrupt IC3 mengambil besarnya nilai delay yang diberikan redup kemudian nilainya ditambahkan dengan TCNT dan disimpan pada TOC3, TCNT(The Free-Running Counter) sendiri adalah timer 16 bit yang dimiliki oleh MC68HC11, saat nilai TCNT=TOCx maka akan terjadi interrupt, dalam hal ini interrupt OC3 dan rutin interrupt OC3 akan menyalakan lampu.

PWM (Pulse Width Modulation)

PWM (Pulse Width Modulation) adalah suatu sistem pengaturan lebar pulsa high dan lownya pada gelombang kotak. Gelombang kotak tersebut sangat mudah dibangkitkan, hanya dengan menkonfigurasikan output compare untuk toggle setiap setengah periode. Sinyal PWM ini memiliki frekuensi yang sama, yang berubah hanyalah duty cycle nya, duty cycle adalah persentase antara sinyal high dengan sinyal satu periodanya. Gambar rangkaian driver motor tampak seperti gambar 7. Saat ada pulsa high masuk maka kedua transistor yang dirangkai secara Darlington akan aktif sehinggga timbul arus pada motor, dan motor berputar. Pengaturan lebar pulsa high dan low-nya akan dilakukan secara software, semakin besar lebar pulsa highnya maka semakin besar kecepatan motor tersebut dan semakin sempit lebar pulsanya maka kecepatan motor akan semakin menurun.

Gambar 10. Rangkaian Driver Motor

Potongan Program 8 – interrupt OC4 /PWM

1: ————————————-
2:          ;init OC4 for PWM
3: ————————————-
4:        LDD   TCNT    ;ambil nilai TCNT
5:        STD   TOC4      ;store ke TOC4
6:        BSET   TCTL1,X,OM4+OL4       ;setting OC4,OC4 set
7:        BCLR   TFLG1,#$EF      ;clear OC4 flag
8:        BSET   TMSK1,X,OC4I    ;un-masked OC4
9: ————————————-
10:      ;OC4 interrupt routine
11:      ;OC4HI+OC4LO = 10000
12:      ;parameter untuk 1 periode
13: ————————————-
14: OC4:
15:       BRCLR   TCTL1,X,OL4,GETOC4LO ;apakah pulsa low
16:       LDD   OC4HI                 ;tidak, load OC4HI
17:       BRA    NEWTOC4
18: GETOC4LO:
19:       LDD   OC4LO         ;ya, load OC4LO
20: NEWTOC4:                    ;update TOC4,perbarui nilai TOC4
21:       ADDD   TOC4
22:       STD   TOC4
23:       LDAA   TCTL1
24:       EORA   #OL4      ;invert OL4 to toggle
25:       STAA   TCTL1
26:       BCLR   TFLG1,X,#$EF    ;clear flag OC4F
27:       RTI                   ;return from service

Potongan program diatas dapat dijelaskan sebagai berikut: Pertama-tama mengambil nilai TCNT dan dimasukkan ke TOC4 (Timer Output Compare 4), ini berguna untuk membangkitkan interrupt karena jika nilai TCNT sama dengan nilai TOC4 maka Flag OC4F akan set dan bersama-sama dengan OC4I ( Output Compare 4 Interrupt enable) akan membangkitkan interrupt OC4. Kondisi awalnya pulsa dibuat high dengan set OC4 pada register TCTL1, kemudian dipastikan bahwa OC4F clear dan setelah itu interrupt enable dari OC4 di set pada TMSK1.

Saat masuk pada rutin interrupt OC4 inisialisasi awal dari keadaan sinyal adalah high, kemudian dilihat apakah pulsa low jika tidak maka ambil nilai OC4HI (lebar pulsa high menurut variasi kecepatan) jika low maka ambil nilai OC4LO (lebar pulsa low menuurut variasi kecepatan), kemudian selalu perbarui nilai TOC4 dengan menambahkan nilai dari OC4HI atau OC4LO dengan TOC4 dan kemudian hasilnya dianggap sebagai nilai TOC4 yang baru. Pulsa kemudian kita toggle agar berubah dari high ke low atau dari low ke high, dan terakhir flag OC4F harus di clear untuk menandai selesainya proses interrupt.

Selamat mencoba, semoga informasi tentang “Inkubator Dengan Fuzzy Logic” diatas mudah dipahami.

Title : Inkubator Dengan Fuzzy Logic
Archive : Aplikasi Mikrokontroler

You may also like, related Inkubator Dengan Fuzzy Logic

Special Function Register… Special Function Register (SFR) AT89Cx051 Random Access Memory (RAM) dalam AT89Cx051 hanya 256 byte, hanya setengahnya yang dipakai sebagai memori-data biasa, setengahnya lagi dipakai untuk register-register untuk mengatur perilaku MCS51 dalam hal-hal khusus, misalnya tempat untuk berhubungan dengan port paralel P1 atau P3, dan sarana input/output lainnya, tapi tidak dipakai untuk menyimpan data seperti layaknya memori-data. Meskipun demikian, dalam hal penulisan program SFR diperlakukan persis sama dengan memori-data. Nomor memori-data yang disediakan untuk Special Function Register mulai dari $80 sampai dengan $FF, area sebanyak 128 byte ini tidak semuanya dipakai, hal ini digambarkan dalam Denah Special Function Register, Gambar 1. Masing-masing register dalam Special Function Register mempunyai nomor dan nama. Dianjurkan agar nomor-nomor yang tidak dipakai jangan dipergunakan, karena bisa mengakibatkan terjadinya sesuatu yang tidak terduga. Sebagian register dalam Special Function Register sudah dibicarakan sebagai Register Dasar, merupakan piranti dasar untuk penulisan program. Register-register dasar tersebut antara lain adalah Akumulator (ACC), Stack Pointer Register (SP), Program Status Register (PSW), Register B, Data Pointer High Byte (DPH) dan Data Pointer Low Byte (DPL). Di dalam area Special Function Register. Register-register ini diperlakukan sebagai memori dengan nomor yang sudah tertentu. Akumulator menempati memori-data nomor $E0, Stack Pointer Register menempati memori-data nomor $81, Program Status Register ada di $D0, Register B di $F0, DPL di $82 dan DPH di $83. Kemampuan MCS51 untuk menomori memori-data dalam level bit, dipakai juga dalam Special Function Register. Secara keseluruhan nomor bit yang disediakan dalam MCS51 sebanyak 256, nomor bit 0 sampai 127 sudah dipakai untuk nomor bit memori-data nomor $20 sampai $2F, sisanya sebanyak 128 nomor dipakai di Special Function Register. Special Function Register yang bisa dinomori dengan nomor bit, adalah yang mempunyai nomor memori dengan digit heksadesimal kedua adalah 0 atau 8, misalnya nomor $80, $88, $90, $98..$F0 dan $F8. Akumulator merupakan Special Function Register dengan nomor $E0, sehingga semua bit dalam Akumulator bisa di-nomor-i satu per satu. Dalam penulisan program bit 0 Akumulator bisa dituliskan sebagai A.0, bit 1 Akumulator ditulis sebagai A.1 dan seterusnya. Instuksi SETB A.0 mengakibatkan bit 0 dari Akumulator menjadi ‘1’ sedangkan bit-bit lainnya tidak terpengaruh. Instruksi CLR A.6 mengakibatkan bit 6 dari Akumulator menjadi ‘0’ tapi tidak memengaruhi bit-bit yang lain. Pengelompokan Special Function Register (SFR) Selain register yang berfungsi sebagai register dasar yang sudah dibicarakan diatas, register-register dalam SFR dipakai untuk mengatur Input/Output dari MCS51 yang dikelompokan menjadi : Register Penampung Data Input/Output, misalnya data yang diisikan ke register P1 akan diteruskan (di-output-kan) ke Port 1 yang terdapat di kaki IC AT89Cx051. Register Pengatur Input/Output dan Register Status Input/Output, misalnya register SCON dipakai untuk mengatur UART dan dipakai untuk memantau kondisi UART, register TCON dipakai untuk mengatur kerja Timer. Uraian Singkat Special Function Register (SFR) Berikut ini dibahas secara singkat fungsi dan sifat masing-masing register dalam Special Function Register, pembahasan secara rinci akan dilakukan dibagian lain. P1 (Port 1, nomor $90, bisa dinomori dengan nomor bit): merupakan sarana input/output port 1, masing-masing bit dalam register ini setara dengan salah satu kaki IC AT89Cx051. Misalnya bit 3 dari register P1 terhubung ke kaki P1.3 (kaki nomor 15 AT89Cx051), instruksi SETB P1.3 mengakibatkan kaki nomor 15 tersebut menjadi ‘1’ dan instruksi CLR P1.3 akan membuatnya menjadi ‘0’. P3 (Port 3, nomor $B0, bisa dinomori dengan nomor bit): merupakan sarana input/output port 3, masing-masing bit dalam register ini setara dengan salah satu kaki IC AT89Cx051. Misalnya bit 5 dari register P3 terhubung ke kaki P3.5 (kaki nomor 9 AT89Cx051), instruksi SETB P3.5 mengakibatkan kaki nomor 9 tersebut menjadi ‘1’ dan instruksi CLR P3.5 akan membuatnya menjadi ‘0’. SBUF (Serial Buffer, nomor $99): Register Serial Buffer (SBUF) dipakai untuk mengirim data dan menerima data dengan UART yang terdapat dalam IC AT89Cx051. Angka yang disimpan ke SBUF akan dikirim keluar secara seri lewat kaki TXD (kaki nomor 3 IC AT89Cx051). Sebaliknya data seri yang diterima di kaki RXD (kaki nomor 2 IC AT89Cx051) bisa diambil di register SBUF. Jadi SBUF akan berfungsi sebagai port output pada saat register ini diisi data, dan SBUF akan menjadi port input kalau isinya diambil. SCON (Serial Control, nomor $98, bisa dinomori dengan nomor bit): register SCON dipakai untuk mengatur perilaku UART di dalam IC AT89Cx051, hal-hal yang diatur meliputi penentuan kecepatan pengiriman data seri (baud rate); mengakitpkan fasilitas penerimaan data seri (fasilitas pengiriman data seri tidak perlu di atur), disamping itu register ini dipakai pula untuk memantau proses pengiriman data seri dan proses penerimaan data seri. TL0/TH0 (Timer 0 Low/High, nomor $8A/$8C): Kedua register ini bersama membentuk Timer 0, yang merupakan pencacah naik (count up counter). Perilaku kedua register ini diatur oleh register TMOD dan register TCON. Hal-hal yang bisa diatur antara lain adalah sumber clock untuk pencacah, nilai awal pencacah, bilamana proses pencacahan mulai atau berhenti, dan lain sebagainya. TL1/TH1 (Timer 1 Low/High, nomor $8B/$8D): Kedua register ini bersama membentuk Timer 1, yang merupakan pencacah naik (count up counter). Perilaku kedua register ini diatur oleh register TMOD dan register TCON. Hal-hal yang bisa diatur antara lain adalah sumber clock untuk pencacah, nilai awal pencacah, bilamana proses pencacahan mulai atau berhenti, dan lain sebagainya. TMOD (Timer Mode, nomor $89): register TMOD dipakai untuk mengatur mode kerja Timer 0 dan Timer 1, lewat register ini masing-masing timer bisa diatur menjadi timer 16-bit, timer 13-bit, timer 8-bit yang bisa isi ulang secara otomatis, atau 2 buah timer 8 bit yang terpisah. Di samping itu bisa diatur agar proses proses pencacahan timer bisa dikendalikan lewat sinyal dari luar IC AT89Cx051, atau timer dipakai untuk mencacah sinyal-sinyal dari luar IC. TCON (Timer Control, nomor $88, bisa dinomori dengan nomor bit): register TCON dipakai untuk memulai atau menghentikan proses pencacahan timer dan dipakai untuk memantau apakah terjadi limpahan dalam proses pencacahan. Disamping itu masih tersisa 4 bit dalam register TCON yang tidak dipakai untuk mengatur Timer, melainkan dipakai untuk mengatur sinyal interupsi yang diterima di INT0 (kaki nomor 6) atau INT1 (kaki nomor 7), dan dipakai untuk memantau apakah ada permintaan interupsi pada kedua kaki itu. IE (Interrupt Enable, nomor $A8, bisa dinomori dengan nomor bit): register ini dipakai untuk mengaktipkan atau me-non-aktipkan sarana interupsi, bit 0 sampai bit 6 dari register IE (IE.0..IE.6) dipakai untuk mengatur masing-masing sumber interupsi (sesungguhnya IE.6 tidak dipakai) sedangkan IE.7 dipakai untuk mengatur sistem interupsi secara keseluruhan, jika IE.7 =’0’ akan sistem interupsi menjadi non-aktip tidak mempedulikan keadaan IE.0.. IE.6. IP (Interrupt Priority, nomor $B8, bisa dinomori dengan nomor bit): register ini dipakai untuk mengatur perioritas dari masing-masing sumber interupsi. Masing-masing sumber interupsi bisa diberi perioritas tinggi dengan memberi nilai ‘1’ pada bit bersangkutan dalam register ini. Sumber interupsi yang perioritasnya tinggi bisa menginterupsi proses interupsi dari sumber interupsi yang perioritasnya lebih rendah. PCON (Power Control, nomor $87): Register PCON dipakai untuk mengatur pemakaian daya IC AT89Cx051, dengan cara ‘menidurkan’ IC tersebut sehingga memerlukan arus kerja yang sangat kecil. Satu satu bit dalam register ini dipakai untuk menggandakan kecepatan pengiriman data seri (baud rate) dari UART di dalam AT89Cx051. Variasi Dari Special Function Register (SFR) Seperti sering disebut, MCS51 merupakan satu keluarga IC mikrokontroler yang terdiri dari ratusan macam IC, ratusan macam IC tersebut umumnya mempunyai fasilitas input/output yang berlainan. Keragaman ini ditampung dalam Special Function Register. Register baku dalam keluarga MCS51, ada yang tidak dimiliki oleh keluarga AT89Cx051, register-register tersebut antara lain adalah : P0 (Port 0, nomor $80, bisa dinomori dengan nomor bit): merupakan sarana input/output port 0, masing-masing bit dalam register ini setara dengan salah satu kaki IC AT89C51. Sifat Port 0 mirip sekali dengan sifat Port 1 dan Port 3 milik AT89Cx051. P2 (Port 2, nomor $A0, bisa dinomori dengan nomor bit): merupakan sarana input/output port 2, masing-masing bit dalam register ini setara dengan salah satu kaki IC AT89C51. Sifat Port 2 mirip sekali dengan sifat Port 1 dan Port 3 milik AT89Cx051 Kaki IC AT89Cx051 hanya 20, hanya setengah dari jumlah kaki AT89C51, berkurangnya kaki ini mengakibatkan AT89Cx051 tidak punya Port 0 dan Port 2 dan dengan demikian juga tidak punya register P0 dan register P2. Di samping dipakai sebagai port input/output, Port 0 dan Port 2 bisa pula dipakai untuk saluran-data (data bus) dan saluran-alamat (address bus) yang diperlukan AT89C51 untuk bisa menambah memori diluar chip. Selamat belajar, kami harap uraian singkat tentang "Special Function Register (SFR)" diatas mudah dipahami.
Frekuensi Meter Menggunakan… Frekuensi meter adalah perangkat yang berfunsi untuk mengetahui frekuensi suatu sinyal. Frekuensi meter sering juga disebut dengan nama "frekuensi counter". Frekuensi meter tidaklah harus dibeli dengan biaya yang mahal namun dapat dibuat dengan komponen yang cukup sederhana dengan bantuan komputer. Di dalam aplikasi ini tidak diperlukan komputer yang canggih tetapi cukup komputer ‘murah’ dengan prosessor 80386 ke atas untuk membuat Frekuensi Meter Menggunakan Komputer (PC). Frekuensi meter ini cukup sederhana baik pada programnya maupun pada perangkat kerasnya. Frekuensi meter ini dapat mengukur sinyal frekuensi audio antara 20Hz sampai 20KHz. Ketelitian alat ukur ini cukup baik yaitu sekitar 0.5Hz. Blok Diagram Frekuensi Meter Menggunakan Komputer (PC) Input sinyal merupakan input sinyal audio yang ingin diukur frekuensinya dengan tegangan puncakmaksimunya adalah sekitar 1.3V. Bila Tegangan puncak sinyal audio tersebut di atas 1.3V maka akan terjadi pemotongan tegangan puncak oleh rangkaian dioda D1 dan D2. Rangkaian ini dikatakan sebagai rangkaian ‘limiter’ yang berfungsi untuk membatasi rangkaian in dari tegangan sinyal input yang terlalu besar. Jika menggunakan dioda dengan tipe 1N4148 maka rangkaian ini masih tahan untuk menerima tegangan sinyal audio sampai 50Vpp. Frekuensi meter ini akan dapat bekerja dengan baik jika komputer yang digunakan mempunyai printer port yang bi-directional (dua arah). Pada aplikasi ini printer port digunakan untuk menerima data dari oktal 3 state buffer 74LS541. Data yan diterima merupakan data binary dari 7 stage ripple counter 4024. Prinsip Kerja Sistem Frekuensi Meter Pada dasarnya prinsip kerja dari frekuensi meter adalah menghitung jumlah pulsa yang masuk ke dalam sebuah counter dalam selang waktu tertentu. Di dalam sistem ini pulsa dihitung selama dua detik sehingga mendapatkan resolusi yang cukup baik pada daerah frekuensi audio. Sehingga untuk selang waktu 2 detik tersebut akan mendapatkan resolusi penghitungan sampai 0.5 Hz. Rangkaian limiter akan memotong, clipping, sinyal dengan tegangan di atas 1.3V. Pemotongan sinyal ini tidak akan mempengaruhi kerja sistem tetapi dapat melindungi rangkaian selanjutnya dari tegangan berlebih. Rangkaian berikutnya adalah rangkaian ‘buffer amplifier’ yang akan membuffer sinyal dari ‘limiter’ sehingga tidak membebani rangkaian yang sedang dites. Pembebanan yang berlebihan pada rangkaian yang berlebihan akan dapat menyebabkan perubahan frekuensi kerja dari sistem yang dites atau bahkan mengacaukan sistem tersebut. Bagian yang paling akhir sebelum rangkaian interface ke printer port adalah rangkaian schmitt trigger. Rangkaian in akan meningkatkan penguatan sehingga mampu menerima sinyal yang lemah yang mempunyai tegangan puncak 100mVpp dan menghasilkan sinyal yang baik untuk menghasilkan sebuah pembacaan pada komputer. Rangkaian schmit ini juga membatasi level sinyal input di mana seharusnya tidak menghasilkan suatu pembacaan. Untuk mengatur output dari schmitt trigger ini maka output dari rangkaian schmitt trigger ini diumpankan pada IC 4001 yang merupakan gerbang NOR 2 input. Dengan ada nya gerbang NOR ini maka sinyal STROBE dari printer port akan aktif selama 2 detik dan menyebabkan pulsa-pulsa diteruskan ke output gerbang NOR ini dan di-’count’ oleh 7 stage binary ripple counter. Rangkaian Audio Frekuensi Meter Penghitung Biner Pada Frekuensi Meter Penghitung biner ini dibentuk dari 4024, sebuah IC CMOS yang merupakan 7 stage binary ripple counter. Counter yang digunakan harus membentuk counter 17 stage binary counter sehingga harus menggunakan 3 buah IC 4024 yang dikaskadekan. Peng-kaskade-an counter akan memungkinkan dibentuk sebuah counter tertentu, dimana output MSB dari counter diumpankan ke clock counter berikutnya. Blok Diagram Casacade Counter Pada awal penghitungan, 17 stage binary counter ini harus direset terlebih dahulu untuk memastikan bahwa nilai awalnya adalah 00. Sinyal reset harus dibangkitkan lerlebih dahulu dari printer port pin ‘Init’. Reset pada 7 stage binary ripple counter ini aktif ‘high’ sehingga ketika tegangan pada pin ‘init’ ini pada +5Volt maka kaskade counter ini akan ter-‘reset’ sehingga semua outputnya ‘low’. Rangkaian Interface Frekuensi Meter ke Printer Port dan 17 Stage Binary Ripple Counter Rangkaian pada gambar rangkaian audio frekuensi meter dan gambar rangkaian inteface frekuensi meter diatas merupakan rangkaian secara keseluruhan dari proyek ini dimana output dari gerbang NOR 2 input pada gambar 2 (pin pulse) akan memberikan pulsa yang akan dihitung oleh counter sehingga harus diumpankan pada pin clock pada counter. Sinyal ‘strobe’ dari printer port ini digunakan untuk ‘memperbolehkan’ pulsa clock dari gerbang NOR 2 input pada gambar 2 masuk ke pin clock pada counter (gambar 4). Sinyal ‘strobe’ aktif pada logika ‘low’. Perhatikan gambar rangkaian audio frekuensi meter, ketika ‘strobe’ low maka ketika pin ‘in pulse’ low maka akan menghasilkan high pada output NOR sebaliknya ketika strobe tetap low dan pin ‘in pulse’ high akan menghasilkan output low pada outputnya. Tetapi ketika pin ‘strobe’ dalam kondisi high maka akan menghasilkan output low walaupun pin ‘in pulse’-nya dalam kondisi low atau high. Jadi pulsa yang dihasilkan dari sinyal suara akan diteruskan ke pin clock pada counter jika pin strobe dalam kondisi high. Data yang akan diambil dari sistem ini merupakan data 16 bit yang dihasilkan dari 17 stage binary ripple counter. Oleh sebab itu di sini ada sedikit penyesuaian untuk printer port yang hanya 8 bit data. Solusinya adalah dengan menggunakan 74LS541 yang merupakan octal 8 bit line driver with three state outputs. Dengan menggunakan 74LS541 maka data dikelompokkan dalam 2 byte dan aktivasinya diatur dari sebuah pin dari printer port yaitu pin Auto Line Feed, ALF. Ketika sinyal ALF ini high maka data yang diambil adalah data 8 bit pertama sedangkan ketika sinyal ALF ini low data yang diambil adalah data 8 bit kedua. Dimana data 8 bit yang pertama adalah lower byte sedangkan data 8 byte berikutnya adalah upper byte. Dengan menggunakan inverte 74LS14 maka akan dapat dipastikan hanya ada satu 74LS541 yang aktif pada suatu saat sehingga data yang ingin diambil dapat dimasukkan ke dalam printer port. Dengan bantuan software maka nantinya didapatkan sebuah 16 bit data. Yang tidak kalah pentingnya adalah deteksi terjadi kondisi overflow dari counter. Karena jika hal ini terjadi dan tidak terdapat deteksi yang benar maka tidak akan menghasilkan pembacaan yang benar. Hal in disebabkan karena ketika counter sudah mencapai overflow maka pada step berikutnya akan kembali lagi ke 00 dan mengulangi counternya mulai dari awal lagi. Sehingga jika terjadi overflow maka pembacaan akan menghasilkan nilai yang lebih rendah dari seharusnya. Pada counter 4024 tidak terdapat output overflow sehingga untuk menandakan terjadinya overflow maka digunakan bit output yang lebih tinggi dalam hal ini pada counter paling tinggi pada bit Q3 karena output yang diambil mulai dari Q1..Q7 counter pertama, Q1..Q7 counter kedua, Q1 dan Q2 pada counter ketiga (counter paling tinggi). Satu byte sisa dari 17 stage binari counter yang dibentuk (Q3) digunakan untuk menghasilkan sinyal overflow, yang akan memberitahu ke printer port bahwa sistem (sistem frekuensi meter) telah terjadi overflow melalui pin busy pada printer port. Hal ini bisa dimungkinkan demikian karena output dari Q3 dan reset digabungkan di dalam sebuah SR Latch dengan gerbang NOR. Pada saat normal, dimana jumlah pulsa yang dihitung tidak melebihi kapasitas dari 17 stage binary ripple counter maka pin Q3 pada counter yang paling tinggi tidak akan set tetapi jika terjadi hal demikian maka pin Q3 ini akan set yang artinya terjadi overflow pada counter. Sinyal ini dapat dimonitor dari pin busy pada printer port. RS latch akan ‘menangkap’ sinyal overflow dari Q3 ini (perubahan dari low – high – low) dan kemudian diumpankan ke pin busy pada printer port. Kondisi overflow ini akan tetap ‘ditahan’ oleh latch sampai diberi sinyal reset yaitu ketika pin init-nya dalam kondisi high. Sinyal ini dapat digunakan untuk memberitahu software bahwa telah tejadi overflow dan mengulangi proses penghitungan mulai dari awal lagi. Interface dari rangkaian pencacah 17 bit dengan PC dan perangkat lunaknya yang berfungsi untuk membaca dan mengontrol rangkaian pencacah serta menampilkan nilaimya di monitor. Sinyal Interface Frekuensi Meter Sinyal-sinyal interface di dalam sistem ini adalah : Strobe : Berfungsi untuk membukam gerbang sinyal sehingga pencacah dapat menghitung banyak pulsa dalam interval waktu tertentu. Pada regiter kontrol bit-0. ALF : Auto line Feed berfungsi untuk menentukan data yang dibaca. Terletak pada register kontrol bit-1. Busy : Indikator overflow. Terletak pada regiter status bit-7 Init : Melakukan reset pencacah. Terletak pada register kontrol bit-2. Pada sistem ini data yang dibaca adalah sebanyak 16 bit dari pencacah 17 bit. Bit ke-17 digunakan oleh pencacah untuk menandakan bahwa 16 bit data telah siap untuk dibaca. Komputer harus menunggu bit ke-17 in sampai ‘set’ untuk membaca data. Namun yang menjadi masalah sekarang adalah pada printer portnya. Data bus untuk printer port hanya 8 bit sedangkan data yang akan dibaca adalah 16 bit. Untuk mengatasi masalah ini maka pembacaanya dilakukan dua kali yaitu untuk lower byte (D0..D7) kemudian baru membaca upper byte (D8..D15). Untuk keperluan ini maka diperlukan sebuah sinyal kontrol dari komputer untuk memberitahukan rangkaian pencacah untuk menyiapkan data yang diinginkan oleh komputer, data lower byte atau data upper byte. Di dalam sistem ini menggunakan sinyal ‘ALF’ (Auto Line Feed). Ketika ALF bernilai ‘1’ maka data yang diambil adalah data lower byte (D0..D7) sedangkan sebaliknya, jika bernilai ‘0’ maka data yang diambil adalah data upper byte (D8..D15). Tabel Fungsi Printer Port Pada gambar diats merupakan tabel fungsi dari pin-pin pada printer port. Pada kolom sinyal, huruf ‘n’ yang mengawali sebuah nama sinyal menunjukkna bahwa keaktifan sinyal tersebut adalah aktif low. Jika diamati lebih lanjut, semua port/register control semuanya adalah hardware inverted. Dengan demikian jika kita mengoutputkan ‘1’ ke register kontrol maka output dari register kontrol ini adalah ‘0’. Dari keempat sinyal yang digunakan 3 diantaranya adalah sinyal dari register kontrol dan satu dari register status. Yang termasuk di dalam register kontrol adalah : Strobe, Auto Line Feed, Init sedangkan yang termasuk register status adalah Busy. Tabel Alamat Port LPT Setiap printer port mempunyai 3 buah register yaitu : Register data, register kontrol dan register status. Register data terdiri dari 8 bit data sedangkan register kontrol dan register status tidak semuanya terpakai. Oleh karena setiap port mempunyai 3 buah register maka tiap register ini harus mempunyai alamat tersendiri. Register Data : Alamat LPT + $00 Register Status : Alamat LPT + $01 Register Kontrol : Alamat LPT + $02 Dimana alamat LPT merupakan alamat LPT1 atau LPT2 yaitu $378 atau $278. Sebagai contoh, misalnya digunakan LPT1 maka alamat register data, register status dan register kontrol adalah $378, $379 dan $37A. Prinsip Kerja Program Frekuensi Meter Menggunakan Komputer Untuk membuat program dari sistem ini cukup mudah. Pertama kali yang harus dilakukan adalah melakukan setting pada LPT port agar bidirectional yaitu pada bit-5 pada register kontrol. Langkah berikutnya adalah me-reset pencacah/counter. Hal ini dilakukan agar pencacahannya selalu dimulai dari nol. Untuk tujuan ini maka yang harus dilakukan adalah memberikan ‘1’ pada semua IC pencacah 4024. Dalam hal ini sinyal yang mengontrolnya adalah sinyal Init pada register kontrol bit-2 diberi ‘0’. Hal ini dilakukan karena pada register kontrol merupakan register yang hardware inverted. Fungsi pin pada Printer Port Untuk melewatkan sinyal yang akan dihitung oleh pencacah maka signal gateharus diaktifkan. Signal gate ini dibentuk dari gerbang OR dimana jika sinyal strobe bernilai ‘1’ maka output dari gerbang OR ini akan selalu ‘1’ sehingga pencacah tidak akan aktif. Ketika sinyal strobe bernilai ‘0’ maka sinyal yang akan dihitung keluar dari gerbang OR seperti input apa adanya. Untuk tujuan ini maka pada program sinyal strobe ini harus di-‘1’-kan agar outputnya ‘0’ pada rangkaian pencacah, hardware inverted. Dan proses tersebut di atas ditunggu selama 1 detik sehingga dapat ditentukan jumlah pulsa yang telah dicacah oleh 4024 selama satu detik dan di dapatkan nilai frekuensinya tanpa perhitungan yang lain. Setelah ditunda selama satu detik maka sinyal strobe harus ‘1’ agar sinyal tidak dicacah lagi sehingga pada programnya strobe harus di-‘0’-kan. Nah sampai disini sinyal busy harus dibaca dan begitu pula dengan data 16 bit dari pencacah. Jika busy bernilai ‘1’ maka telah terjadi overflow dalam penghitungan. Dengan kondisi ini maka dapat dikatakn frekuensi sinyal yang diukur terlalu tinggi, di atas 65KHz. Untuk mendapatkan pembacaan frekuensi di atas 65KHz ada sedikit modifikasi pada program yaitu pada waktu tunda sinyal strobe. Waktu tunda selama satu detik dipilih karena akan menghasilkan pembacaan yang lebih teliti untuk frekuensi rendah daripada waktu tunda yang lebih pendek daripada satu detik. Tetapi jika diperlukan pembacaan untuk frekuensi yang lebih tinggi maka waktu tunda ini dapat dikecilkan , misalnya menjadi 100ms untuk frekuensi sampai 655KHz. Setelah dilakukan pembacaan sinyal busy maka data dari pencacah dibaca 2 kali. Untuk membaca data lower byte, pada program, sinyal ALF harus di-‘1’-kan kemudian data dari data register dibaca. Selanjutnya sinyal ALF harus di-‘0’-kan agar dapat membaca upper byte. Sampai di sini proses satu kali scan telah selesai dan untuk melakukannya lagi, proses diulangi mulai dari awal lagi, dimana pencacah harus di-reset terlebih dahulu. Contoh Program Untuk Frekuensi Meter Menggunakan Komputer (PC) Contoh program PC Frekuensi Meter} Uses Crt; Const BaseAddress = $378; {LPT1} DataPort = BaseAddress+$00; StatusPort = BaseAddress+$01; ControlPort = BaseAddress+$02; Var Key : Char; Freq : LongInt; Status : Byte; StatusMessage : String; LowerData : LongInt; UpperData : LongInt; Begin clrscr; {Inisialisasi bi directional printer port} { bit 0 : Strobe : 0 --> No Pass bit 1 : ALF : 0 --> Lower Byte bit 2 : Init : 0 --> Reset Pencacah bit 5 : Bidirectional : 1 --> Bidirectional mode is ON } Repeat Port[ControlPort]:=$30; {Inisialisasi} clrscr; {Reset OFF} Port[ControlPort]:=Port[ControlPort] or $04; {Pass signal} Port[ControlPort]:=Port[ControlPort] or $01; Delay(1000); {Delay 1 detik} Port[ControlPort]:=Port[ControlPort] and $FE; {No Pass} {Ambil Status overflow} Status := Port[StatusPort] and $80; If Status = $80 then StatusMessage := 'Overflow !!! -- False data received'else StatusMessage := 'In Range '; {Get Lower Byte} Port[ControlPort]:=Port[ControlPort] and $FD; {ALF = 0} LowerData:=Port[DataPort]; {Get Upper Byte} Port[ControlPort]:=Port[ControlPort] or $02; {ALF = 1} UpperData:=Port[DataPort]; Freq := LowerData + (UpperData*256); Writeln('Frekuensi saat ini adalah : ',Freq, ' Hz --- Status : ', StatusMessage); Writeln; Write('Scan Ulang ? [Y/N] '); Repeat Readln(Key); key:=upcase(key); Until key in ['Y','N']; Until key='N'; End. Frekuensi meter menggunakan komputer (PC) merupakan salah satu pilihan bila ingin memiliki frekuensi meter dengan harga yang murah.
Mengatur Daya Secara… Mengatur Daya Secara ‘Phase Control’ Dengan MCS51 TRIAC merupakan saklar elektronik yang sangat ideal untuk mengatur daya arus bolak-balik. Kombinasi TRIAC dan mikrokontroler menghasilkan sistem pengaturan daya yang sangat fleksible dan akurat. Rangkaian dasar pamakaian TRIAC terlihat dalam Gambar 1a. Kaki MT1 dan MT2 merupakan saklar yang mengatur aliran arus beban yang berasal dari sumber tegangan bolak-balik (AC). Dalam keadaan normal kaki MT1 dan MT2 tidak terhubung, sehingga tidak ada arus beban yang mengalir. Saat ada arus gate mengalir, MT1 akan terhubung ke MT2 dan mengalirkan arus beban. Arus Gate hanya diperlukan untuk menghubungkan MT1 dan MT2, setelah itu MT1 akan tetap terhubung ke MT2 meskipun sudah tidak ada arus gate lagi. Pemberian arus gate sesaat untuk menghubungkan MT1 dan MT2 dikatakan sebagai menyulut (men-triger) TRIAC. MT1 terhubung terus ke MT2 selama arus beban yang mengalir lebih besar dari arus minimum (holding current) sesuai dengan karakteristik masing-masing TRIAC. Mengingat sumber daya yang dipakai berasal dari tegangan bolak-balik, pada daerah titik nol (zero crossing) dari tegangan bolak balik (lihat Gambar 1b), arus beban yang mengalir akan mengecil sampai kurang dari arus minimum yang diperlukan, akibatnya hubungan antara MT1 dan MT2 akan terputus dengan sendirinya. Daya yang disalurkan ke beban tergantung pada lamanya MT1 terhubung ke MT2 setiap setengah periode tegangan sinus dari jala-jala listrik, yakni bagian yang di-arsir dalam Gambar 1b, pada saat-saat itulah beban menerima daya. Dengan demikian, daya yang disalurkan ke beban bisa diatur dengan mengatur waktu tunda saat penyulutan TRIAC, terhitung mulai saat tegangan sinus jala-jala listrik mencapai titik nol. Teknik pengaturan daya semacam ini dikatakan sebagai teknik phase control. Grafik pada Gambar 2 menggambarkan hubungan antara waktu tunda penyulutan dengan daya yang disalurkan (P) dibagi dengan daya maksimum (Pmax). Dengan waktu tunda 0 mili-detik, P/Pmax mencapai 1.0 artinya semua daya disalurkan ke beban. Untuk frekuensi jala-jala listrik 50 Hz, waktu tunda maksimum adalah 10 mili-detik, saat itu P/Pmax bernilai 0 artinya tidak ada daya yang disalurkan. Hubungan waktu tunda dengan nilai P/Pmax tidak linear, skala bagian bawah dari grafik Gambar 2 memperlihatkan nilai waktu tunda untuk memperoleh berbagai nilai P/Pmax . Teknik Phase Control dengan MCS51 Gambar 3 memperlihatkan rangkaian pengaturan daya dengan teknik Phase Control. Rangkaian ini terdiri dari 3 bagian, bagian pertama bagian mikrokontroler, kedua adalah bagian saklar pengatur daya, ketiga merupakan rangkaian pemantau titik nol tegangan jala-jala listrik. Bagian pertama meliputi IC AT89C2051 berikut dengan rangkaian pelangkapnya, yakni rangkaian osilator kristal yang dibentuk dari C1,C2 dan Y1 serta rangkaian reset C3 dan R4. Bagian saklar pengatur daya dibentuk dengan R1, ISO1 MOC3021, R2, TRIAC Q1 dan Lampu sebagai beban. Bagian ini langsung berhubungan dengan sumber tegangan jala-jala listrik 220 Volt, agar tegangan jala-jala terpisah dari bagian lainnya, dipakai Opto Isolator MOC3021 untuk menghubungkan AT89C2051 dengan TRIAC. Bagian input dari MOC3021 merupakan LED yang dinyala-padam-kan oleh AT89C2051 lewat resistor R1, instruksi CLR P1.7 akan mengakibatkan Port 1.7 menyalurkan arus dari Vcc lewat LED dan R1 ke ground sehingga LED menyala. Cahaya LED mengakibatkan Diac di bagian output MOC3021 menjadi ‘on’ dan mengalirlah arus gate TRIAC Q1 lewat resistor R2, selanjutnya TRIAC akan ‘on’ dan lampu akan menyala. Agar bisa menentukan waktu tunda dengan tepat untuk mendapatkan hasil pengaturan daya yang akurat, mikrokontroler harus mengetahui saat titik nol (zero crossing) dari tegangan jala-jala listrik. Bagian ketiga merupakan rangkaian pemantau titik nol tegangan jala-jala listrik yang dibentuk dengan transistor NPN Q2, resistor R3 dan diode D2. Rangkaian ini di-‘tempel’-kan pada rangkaian catu daya dengan cara me-‘nyisip’-kan Diode D2 antara jembatan diode D1 dan kapasitor C5, maksudnya agar tegangan pada ujung kanan resistor R3 masih berupa tegangan searah yang belum diratakan. Tegangan ini setelah lewat transistor NPN Q2 berubah bentuk menjadi gelombang kotak yang diumpankan ke kaki P3.0/INT0 (kaki 6) AT89C2051. Setiap kali tegangan jala-jala listrik mulai meninggalkan titik nol, gelombang kotak akan berubah dari ‘1’ menjadi ‘0’ yang merupakan sinyal permintaan interupsi bagi AT89C2051. Rangkaian Lengkap Untuk Mengatur Daya Secara ‘Phase Control’ Dengan MCS51 Program untuk pengaturan daya dengan teknik phase control ini terlihat dalam Program 1. Baris 01 sampai 06 pada Program 1 menentukan sistem kerja dari AT89C2051, yakni saat reset AT89C2051 menjalankan rutin Start, saat menerima permintaan interupsi titik nol yang diumpankan ke INT0 menjalankan ISR (Interrupt Service Routine - Rutin Layanan Interupsi) TitikNol, saat menerima permintaan interupsi Timer0 menjalankan ISR Penyulutan. Rutin Start terdiri dari 2 bagian, yakni baris 09 sampai dengan 13 yang berfungsi mempersiapkan kerja dari AT89C2051, persiapan tersebut antara lain meliputi menentukan Timer0 bekerja dengan mode 1 (baris 9), mengaktipkan sistem interupsi INT0 (baris 10) dan menentukan yang dianggap sebagai sinyal permintaan interupsi INT0 adalah perubahan tegangan ‘1’ ke ‘0’ (baris 11) dan mengaktipkan sistem interupsi AT89C2051 (baris 12). Faktor penentuan daya beban (P/Pmax) disimpan dalam register B, dalam contoh program ini ditentukan P/Pmax=0,5 (baris 13). Bagian kedua dari rutin Start adalah bagian utama program ini. Karena Program 1 hanyalah sebagai contoh maka program utama ini hanyalah terdiri dari SJMP *, yakni hanya berputar-putar pada baris 14. Untuk pemakaian yang sesungguhnya baris 14 ini dikembangkan sesuai dengan keperluan sistem. ISR TitikNol merupakan bagian yang menentukan waktu tunda penyulutan, bagian ini terletak di baris 16 sampai 27 dan baris 30 sampai 34. Baris 30 sampai 34 merupakan tabel waktu tunda untuk menghasilkan daya P/Pmax mulai dari 0; 0,1; 0,2 sampai 1.0, nilai yang tersimpan dalam tabel ini adalah nilai yang harus diisikan ke Timer0 untuk menghasilkan waktu tunda sesuai dengan Grafik Gambar 2, dengan catatan AT89C2051 bekerja pada frekuensi kristal 12 MHz. Setiap nilai di dalam tabel terdiri dari bilangan biner 16 bit yang disimpan dalam 2 byte memori. Baris 17 menyiapkan alamat tabel WaktuTunda pada DPTR, untuk dipakai pada baris 19 dan 23. Baris 18 sampai 20 mengambil isi tabel WaktuTunda byte pertama dan diisikan ke TL0, byte kedua diambil dan diisikan ke TH0 pada baris 21 sampai 24. Pengambilan-pengambilan itu berdasarkan nilai P/Pmax yang sebelumnya sudah disimpan dalam register B. Setelah TL0 dan TH0 diisi, Timer 0 dihidupkan (Baris 25) dan sistem interupsi Timer 0 diaktipkan pada baris 26, agar beberapa mili-detik kemudian Timer 0 bisa meng-interupsi AT89C2051 untuk menyulut TRIAC. ISR Penyulutan terletak di baris 36 sampai 42. Mula-mula Timer 0 dihentikan (baris 37) dan sistem interupsi Timer 0 dimatikan (baris 38). Baris 39 menyalakan LED dalam chip MOC3021, baris 40 menunggu sekitar 1 mikro-detik dan LED dimatikan pada baris 41. Program 1 - Mengatur Daya Secara ‘Phase Control’ Dengan MCS51 01: ORG $0 02: LJMP Start ; Program Utama 03: ORG $3 04: LJMP TitikNol ; Pemantau titik nol 05: ORG $B 06: LJMP Penyulutan ; Menyulut TRIAC 07: ; 08: Start: 09: MOV TMOD,#1 ; Mode kerja Timer0 10: SETB EX0 ; interupsi INT0 11: SETB IT0 ; transisi ‘1’ ke ‘0’ 12: SETB EA ; aktipkan sistem interupsi 13: MOV B,#5 ; P/Pmax = 0,5 14: SJMP * ; program utama 15: ; 16: TitikNol: 17: MOV DPTR,#WaktuTunda 18: MOV A,B ; nilai P/Pmax 19: MOVC A,@A+DPTR ; ambil nilai tunda 20: MOV TL0,A ; simpan ke Timer0 21: MOV A,B ; nilai P/Pmax 22: INC A ; byte ke 2 23: MOVC A,@A+DPTR ; ambil nilai tunda 24: MOV TH0,A ; simpan ke Timer0 25: SETB TR0 ; hidupkan Timer0 26: SETB ET0 ; aktipkan interupsi Timer0 27: RETI 28: ; 29: *** Tabel waktu tunda 30: WaktuTunda: 31: DW $FFFF-10000,$FFFF-7440,$FFFF-6550 32: DW $FFFF-5940,$FFFF-5400,$FFFF-5000 33: DW $FFFF-4550,$FFFF-4050,$FFFF-3380 34: DW $FFFF-2710 35: ; 36: Penyulutan: 37: CLR TR0 ; hentikan Timer0 38: CLR ET0 ; tanpa interupsi Timer0 39: CLR P1.7 ; hidupkan LED MOC3021 40: NOP ; tunggu sebentar 41: SETB P1.7 ; matikan LED MOC3021 42: RETI Selamat mencoba, semoga informasi tentang "Mengatur Daya Secara ‘Phase Control’ Dengan MCS51" diatas mudah dipahami.
Lampu Disco (Disco Lite)… Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler Di bawah kendali AT89C2051, sebanyak 256 lampu ‘menari’ seirama dengan sinyal audio yang diterima alat ini. Dibanding dengan AT89C51 yang punya 40 kaki, kaki IC AT89C2051 berkurang 20 hal ini mengakibatkan AT89C2051 hanya punya 2 buah Port, yakni Port 1 dan Port 3. Di samping itu kapasitas Flash PEROM di dalam AT89C2051 hanya sebesar 2048 byte, setengah kapasitas Flash PEROM AT89C2051. Meskipun demikian, AT89C2051 mempunyai analog comparator yang tidak dimiliki AT89C51. Analog comparator adalah rangkaian elektronik untuk membandingkan dua buah tegangan, dengan adanya fasilitas ini AT89C2051 bisa dipakai memantau tegangan analog (tegangan bukan digital) secara langsung, misalnya dipakai sebagai Analog/Digital Converter sederhana. Rangkaian Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler Gambar 1 memperlihatkan rangkaian lengkap Disco Lite, AT89C2051 dilengkapi dengan kapasitor C1, C2 dan kristal 12 MHz Y1 sebagai rangkaian oscilator, kapasitor C3 dan resitor membentuk rangkaian reset. Resitor R17, R16 dan kapasitor C4 serta capasitor C5, C6, diode D1, resistor R36, R37 bersama dengan AT89C2051 membentuk rangkaian Analog/Digital Converter sederhana, dipakai untuk mengukur besarnya sinyal audio yang masuk. Bagian lain dari rangkaian terdiri dari 2 buah 74HC573, 2 buah 74LS164, 32 resistor dan 16 transistor, dan sebuah 16x16 Dot LED Display Panel. Bagian ini merupakan bagian tampilan, dalam Display Panel ukuran sekitar 8 x 8 cm itu terdapat 256 buah LED yang nyala/padamnya disesuaikan dengan irama sinyal audio yang diterima. Sinyal audio yang diterima, di-skala-kan menjadi 10 bagian menurut besar kecilnya sinyal, setiap bagian skala mempunyai pola nyala/pdam lampu yang berlainan, sehingga kuat lemahnya sinyal audio akan membentuk gambar yang acak pada panel tampilan. Gambar 2 menggambarkan rangkaian ekuivalen Analog/Digital Converter, sebelum diukur sinyal audio yang diterima dikondisikan dulu, potensiometer R36 dipakai untuk mengatur besar kecilnya level sinyal audio yang diterima, karena rangkaian Analog/Digital Converter ini hanya menerima tegangan positip maka sinyal audio disearahkan dengan Diode D1, sedangkan resistor R37 dan kapasitor C6 merupakan filter sederhana untuk sedikit meredam sinyal audio agar tidak terlalu fluktuatip. Tegangan dari sinyal audio ini diumpankan ke kaki P1.1 dari AT89C2051 yang berfungsi sebagai input V- (inverting input) dari Analog Comparator. Kaki P1.0 yang berfungsi sebagai input V+ (non inverting input) dihubungkan ke kapasitor C4, kapasitor ini diisi lewat tahanan R17 dan R16 pada saat P3.7 dari AT89C2051 dalam keadaan ‘1’, dan isinya dikosongkan lewat R16 pada saat P3.7 dalam keadaan ‘0’. Bentuk tegangan di kapasitor C4 (terhubung ke P1.0) pada saat pengisian kapasitor dan pengosongan kapasitor terlihat di Gambar 3. Pada saat mulai mengukur tegangan sinyal audio, kapasitor C4 dalam keadaan kosong atau tegangan kapasitor = 0 Volt, tegangan P1.1 lebih positip dibanding P1.0 sehingga output dari Analog Comparator (P3.6) = ‘0’. Setelah itu P3.7 =’1’, tegangan kapasitor C4 mulai naik sesuai dengan grafik Gambar 3, sampai suatu saat tegangan C4 lebih positip dari tegangan sinyal audio dan output Analog Comparator P3.6 berubah dari ‘0’ menjadi ‘1’. Selang waktu saat mulai pengisian kapasitor sampai P3.6 menjadi ‘1’ setara dengan tegangan sinyal audio, makin besar tegangan makin lama P3.6 menjadi ‘1’. Nyala/padam 256 LED diatur dengan cara multiplek, seperti yang dipakai dalam artikel Jam Digital Dengan AT89C2051. Meminjam istilah-istilah yang dipakai di artikel itu, 16x16 Dot LED Display Panel yang dipakai bisa dianggap merupakan penampil dengan 16 ruas sebanyak 16 digit. 16 buah Saklar digit masing-masing dibentuk dengan sebuah resistor dan transistor PNP, karena jumlahnya melebihi kaki AT89C2051 tidak bisa dikendalikan langsung lewat port yang ada, tapi lewat bantuan 2 buah IC 74HC573 (berisikan 8 buah Latch). Data yang disimpan ke dalam dua IC ini diumpan dari P1.2..P1.7 dan P3.2..P2.3, P3.4 dipakai untuk mengatur 74HC573 yang pertama (U2) jika P3.4=’1’ maka data di input IC ini akan direkam dan diteruskan ke outputnya, P3.4 untuk mengatur 74HC573 yang kedua (U4). 16 buah saklar ruas dibentuk dengan 2 buah IC 74LS164 (berisikan 8 bit shift register), resistor yang dipasangkan pada output IC ini dipakai untuk membatasi arus LED. Data ruas sebanyak 16 bit dikirim dari AT89C2051 secara seri, digeser masuk ke shift register 74LS164. Saat data digeser, semua saklar digit dimatikan sehingga proses pergeseran ini tidak nampak ditampilan. Prinsip Kerja Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler Diagram alir program Disco Lite terlihat di Gambar 4, setelah alat ini mendapat catu daya langsung program melaksanakan persiapan untuk menata kerja dari alat, hal-hal yang dilakukan antara lain adalah mematikan dulu semua lampu tampilan, mengosongkan kapasitor C4. Bagian Utama dari program ini adalah mengatur tampilan yang dibentuk dari 256 titik LED, data ruas yang akan ditampilkan dikirim ke sistem tampilan lewat 2 buah IC shift register 74LS164, setelah itu skaklar digit yang sesuai dengan data ruas yang baru saja dikirim dinyalakan. Proses ini dilakukan terus menerus selama alat ini bekerja, agar tampilan nampak bagus tidak bergetar begian ini harus dilakukan cukup cepat. Setelah 50 kali putaran proses pengaturan penampilan, proses ini ditinggalkan sebentar untuk mengukur tegangan sinyal audio, atas dasar besar kecilnya tegangan yang terukur dipilih pola nyala/padam lampu yang sudah disiapkan lebih dulu dalam Flas PEROM, dan pola tersebut yang akan ditampilkan. Effek lampu yang terbentuk, bisa dengan mudah dikomposisikan dan diisikan ke dalam Flash PEROM sehingga bisa dibentuk bermacam-macam model penampilan oleh perangkat Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler tersebut.
A/V Selector 3 Channel… A/V Selector 3 Channel Dengan Remote Control ini akan mempermudah penggantian saluran A/V dengan bantuan remote control tanpa harus melepas saluran A/V setiap penggantian peralatan yang terhubung ke TV. Blok Diagram A/V Selector 3 Channel Dengan Remote Control Pengolahan Data Remote IR data remote bergerak dengan gelombang cahaya pada spektrum infra merah, di mana secara fisik komunikasinya dilakukan oleh sebuah photo diode yang berfungsi sebagai transmitter dan photo diode yang lain sebagai receiver. Pada dasarnya informasi dikirim dengan tiga macam sistem encoding yaitu: Pulse coded Panjang dari masing-masing data berubah/bervariasi sesuai dengan logikanya. Misalnya untuk logika satu dinyatakan dengan 2 periode high dan 1 periode low, logika nol dinyatakan dengan 1 periode high dan 1 periode low, 1 periode berkisar 600 us. Sistem semacam ini digunakan oleh remote Sony. Space coded Berbeda dengan pulse coded, yang mewakili data pada space coded adalah perbedaan pada nilai space antara pulsa satu dan pulsa lainnya, dengan kata lain kode-kodenya menggunakan pulsa high dengan periode yang sama sedangkan pulsa lownya menggunakan periode yang berbeda-beda, dikenal dengan sistem REC-80. Biasanya digunakan pada remote Panasonic. Shift coded Pada sistem ini, data yang dikirim berupa perbedaan pada transisi dari data, sistem ini dikenal dengan RC-5, biasanya digunakan pada remote Philips. Kode yang ditransmisikan terdiri dari 14 bit data yang susunannya terdiri dari beberapa bit antara lain : 2 bit start bit 1 kontrol bit untuk mengindikasikan data baru 5 system address bits 6 command bits. | S | S | T | A4 | A3 | A2 | A1 | A0 | C5 | C4 | C3 | C2 | C1 | C0 | Panjang data 1.728 ms per bit, data akan diulang setelah 130 ms jika tombol ditekan terus. Untuk membedakan logika satu dan nol dilihat pada transisinya , bila transisi dari high ke low maka logika nol dan sebaliknya. Sebelum dibahas lebih lanjut akan dikaji terlebih dahulu data yang ada pada remote Sony. Code length : 12 bits Carrier : 40kHz T : ± 550us Space between data: 25ms Header : 1 is coded:0 is coded: Format pada data : hxxxxxyyyyyyy Dari data diatas dapat dilihat bahwa panjang data remote Sony adalah 12 bit yang terdiri dari 5 bit address data dan 7 bit sisanya adalah data itu sendiri. Data dimulai dengan start bit/header yang panjang datanya sekitar 2,4 ms (4T). Sedangkan untuk data nol terdiri dari low 0.6 ms high 0.6 ms, data satu terdiri dari low 0.6 ms, high 1.2 ms. Data selalu dimulai dari start bit diikuti dengan LSB dan diakhiri dengan MSB-nya. Jadi total panjang data sekitar 45 ms dengan jarak antar data sekitar 25 ms. Nilai dari data pada remote TV Sony adalah sebagai berikut : #080 1 #081 2 #082 3 #083 4 #084 5 #085 6 #086 7 #087 8 #088 9 #089 0 #095 power (toggle) Data di atas merupakan ciri yang dimiliki oleh remote Sony. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa data yang ada pada remote terdiri dari 12 bit, yang dimulai dengan header yang kemudian diikuti dengan 12 bit datanya. Pengiriman dari data tersebut dilakukan secara serial yaitu dimulai dengan header atau start bit lalu diikuti dengan LSB kemudian diakhiri dengan MSBnya. Yang dapat dilihat dari data tersebut bahwa perbedaan antara header, nilai logika satu dan nilai logika nol terletak pada periode setiap data. Untuk melakukan penghitungan dari masing-masing jenis data (header, logika satu, logika nol) dilakukan percobaan dengan menghitung periode dari masing-masing logika terlebih dahulu. Gambar berikut akan memperlihatkan data remote dari setiap tombol yang tampak pada osiloskop. Gambar 5. Data remote control Sony pada osiloskop Secara software prosesnya penghitungan periode data remote adalah sebagai berikut : Potongan Program 1 – Program membaca nilai logika data remote 01: MOV TMOD,#$01 ;timer 0 mode 1 02: MOV R0,#$40 ;nomor memori penyimpan data 03: MOV R1,#13 04: START: 05: JB REMOTE_DATA,* ;menunggu ada data remote 06: MOV TH0,#0 07: MOV TL0,#0 08: SETB TR0 ;start timer 09: JNB REMOTE_DATA,* ;hitung satu periode 10: JB REMOTE_DATA,* ; 11: CLR TR0 ;stop timer 12: MOV @R0,TH0 ;simpan data ke memori 13: INC R0 14: DJNZ R1,START ;ulangi sampai 12 bit data Dari potongan program 1 tersebut akan tampak bahwa setiap data disimpan di dalam memori dengan alamat 40h dan hasilnya akan menunjukkan bahwa pada alamat ke 40 nilai dari TH0 akan selalu tetap yaitu 0Ah, yang berarti panjang periode header adalah 0Ah. Di sini digunakan TH0 karena bagian itu yang selalu tetap, sedangkan bagian TL0 berubah-ubah tergantung dari jarak, sehingga yang dapat digunakan sebagai pembanding adalah TH0 = 0AH. Selain itu dapat diketahui pula bahwa untuk logika satu maka TH0 bernilai 06H, sedangkan untuk logika nol TH0 bernilai 04H. Penggunaan tombol dari A/V selector ini hanya membutuhkan 4 tombol yaitu 3 tombol untuk menentukan channel dari relay yang aktif dan satu tombol untuk menjalankan fungsi sleep, jadi digunakan tombol 1, 2, 3, dan power. Untuk mendeteksi nilai logika satu dan nol dapat digunakan tombol nomer 2 (#081 terdapat pada datasheet remote control Sony) yang secara biner adalah (0000 1000 0001b). Dari kode biner di atas terlihat bahwa LSB-nya adalah satu yang berarti setelah pengiriman header atau start bit langsung diikuti oleh logika satu dan setelah itu logika nol dan seterusnya. Setelah dicek pada alamat memori 41 dan seterusnya dapat diketahui bahwa untuk logika satu TH0 bernilai 06H, sedangkan untuk logika nol TH0 bernilai 04H. Setelah mengetahui perbedaan dari data yang dikirimkan maka tinggal diperlukan pembacaan data secara menyeluruh. Proses penempatan data dilakukan dengan menempatkan setiap bit data yang diterima pada accumulator A mulai bit yang ke-7, setelah itu apabila ada data lagi maka data yang sudah diterima sebelumnya digeser terlebih dahulu ke kanan barulah bit accumulator yang ke-7 dipakai oleh bit data yang baru. Hal ini dilakukan secara terus-menerus sampai sudah mencapai 8 bit data. Kalau sudah 8 bit data di accumulator A akan ditransfer dahulu ke R6 lalu A dikosongkan lagi dan siap untuk menerima 4 bit sisanya. Apabila 4 bit sisanya sudah diambil maka dilakukan instruksi swap yang berfungsi untuk memindahkan bit A7-A4 ke bit A3-A0 dan sebaliknya supaya pembacaan data remote secara keseluruhan dilakukan dengan benar. Jadi data remote yang sebanyak 12 bit itu telah dapat dibaca dengan meletakkannya ke accumulator A dan R6. sehingga sebagai pembanding untuk menentukan relay dan 7 segment mana yang bekerja digunakan A dan R6 halini dapat direalisasikan dengan program berikut: Potongan program 2 – membaca 12 bit data remote 01: NEXT: 02: RR A ;data digeser 03: MOV TH0,#0 04: MOV TL0,#0 05: SETB TR0 ;start timer 06: JNB REMOTE_DATA,* ;hitung 1 periode data 07: JB REMOTE_DATA,* ; 08: CLR TR0 ;stop timer 09: MOV R4,TH0 ;simpan periode data ke memori 10: CJNE R4,#$06,NOL ;memenuhi syarat data 1/ tidak 11: SETB A.7 ;jika benar set A bit ke-7 12: SJMP JUMP 13: NOL: 14: CLR A.7 ;jika salah clear A bit ke-7 15: JUMP: 16: DJNZ R3,CEK ;cek apakah sudah 12 bit data 17: SWAP A ;jika sudah A diswap 18: RETI 19: CEK: 20: CJNE R3,#04,NEXT ;Cek sudah terima 8 bit data 21: MOV R6,A ;simpan nilai A ke B, supaya A Bisa terima 4 bit sisanya 22: MOV A,#0 ;Reset A 23: SJMP NEXT ;Ambil 4 bit sisanya Program untuk pembacaan data ini dimasukkan dalam proses interrupt, sedangkan program utama hanyalah pembanding dari data remote yang dibaca yang dilakukan secara terus-menerus dimana apabila ada level low dari input yang pertama kali maka program akan melakukan pembacaan data dan kemudian kembali lagi ke program utamanya. Rangkaian Penerima Infra Merah Pada dasarnya, data yang dikirimkan oleh suatu remote disertai dengan carriernya hal ini dimaksudkan supaya data dapat ditransmisikan untuk mencapai jarak yang lebih jauh, pada remote control Sony carriernya berkisar 40 KHz. Sinyal high yang dikirimkan oleh remote control Sony ditumpangkan pada Carrier sebesar 40 KHz sehingga sebetulnya di dalam pulsa high tersebut terdapat pulsa-pulsa kecil dengan frekuensi yang lebih tinggi (gambar 6) Pada rangkaian ini, digunakan Infra-red Diode sebagai penerima infra merah dari remote control. Akan tetapi tentu saja memerlukan piranti lain supaya data yang dikirimkan dapat diterima oleh mikrokontroller sebagai suatu data digital Untuk itu, sebelum data tersebut diterima oleh mikrokontroller maka carriernya harus dihilangkan, supaya data dapat diolah dengan baik, selain itu tentunya sinyal dari IR diode juga harus dikuatkan dengan baik. Untuk menghilangkan sinyal carrier 40 KHz mula-mula sinyal yang diterima oleh IR Diode kemudian dilewatkan ke sebuah High Pass Filter (HPF) yang dibentuk oleh R3 dan C1 di mana frekuensi yang dilewatkan oleh HPF ini sekitar 159 Hz ke atas. Hal ini memenuhi rumus : Setelah itu sinyal tersebut dikuatkan melalui dua buah amplifier yang berfungsi sebagai penguatan non inverting. Lalu sinyal yang cukup kuat tersebut difilter oleh sebuah Low Pass Filter (LPF) yang dibentuk oleh R10 dan C4 di mana frekuensi yang dilewatkan oleh LPF (dengan rumus yang sama) ini sekitar 7 KHz kebawah. Diperoleh dari perhitungan : Jadi sinyal carrier yang dibawa oleh data tersebut sudah hilang. Sebab, dengan sebuah HPF dan LPF akan terbentuk suatu Band Pass Filter dengan range frekuensi yang dilewatkan adalah 150 Hz – 7 KHz, sehingga untuk frekuensi yang berada di atas dan di bawah renge frekuensi tersebut tidak akan dilewatkan. Output dari rangkaian BPF ini dimasukkan kedalam Komparator, yang bertugas untuk mengubah sinyal yang diterima menjadi berbentuk gelombang kotak. Penggunaan dioda pada kaki input dari komparator (IC LM 339 pin 5) bertujuan untuk mencegah adanya tegangan negatif yang masuk ke komparator, untuk kelindung agar komparator tidak rusak. Selain itu terakhir diberi inverter, yang dimaksudkan untuk menyesuaikan dengan port interupt dari mikrokontroler AT89C2051. Port ini nantinya digunakan untuk mendeteksi adanya level sinyal low dari output penerima infra merah (default high). Proses Power Down Pada dasarnya apabila A/V Selector ini dimatikan dalam kondisi channel bagian tertentu, maka apabila dihidupkan lagi seharusnya posisi channel harus berada seperti kondisi terakhir sebelum dimatikan. Untuk merealisasikan hal ini maka isi dari memori internal AT89C2051 harus dipertahankan dalam arti harus tetap mendapat supply tegangan selama sistem secara keseluruhan dimatikan. Untuk itu diperlukan sebuah baterai untuk memberi tegangan pada mikrokontroller. Namun tentunya mikrokontroller harus dikondisikan dahulu sedemikian rupa supaya tegangan yang diperlukan untuk mempertahankan memori internalnya dalam kondisi minimum, hal ini yang disebut dengan power down mode Instruksi yang mengatur agar sistem bekerja pada power down akan menjadi instruksi terakhir sebelum melaksanakan power down. Pada operasi power down ini : Oscillator on-chip berhenti bekerja. Semua fungsi dimatikan. Isi dari on-chip RAM masih dipertahankan. Level logika dari masing-masing port tetap. Untuk keluar dari power down maka sistem harus direset, sebab jalan keluar satu-satunya hanya dengan operasi reset. Yang perlu diperhatikan adalah bahwa sebelum operasi powerdown dilakukan maka kondisi terakhir harus disimpan terlebih dahulu ke dalam memori sehingga program pertama kali dijalankan selalu membaca isi dari memori yang disimpan sebelumnya. Untuk melaksanakan operasi power down, perlu diperhatikan register PCON yang dipakai untuk mengaktifkan mode power down, yakni PCON.1 harus diaktifkan. Pada operasi power down, arus yang diambil hanya 20 μA dan tegangan yang dibutuhkan minimal sebesar 2 volt. Sehingga memungkinkan dicatu oleh sebuah baterai pada operasi tersebut. Di sini digunakan baterai NiCd 3,6V yang dapat diisi ulang, pengisian dilakukan pada waktu operasi biasa, sedangkan pada waktu power down baterai akan memberikan arus hanya pada mikrokontroller, karena dibatasi oleh sebuah dioda. Rangkaian Transistor Dan Relay Pada dasarnya cara kerja relay adalah sebuah kumparan yang dialiri arus listrik sehingga kumparan mempunyai sifat sebagai magnet. Magnet sementara tersebut digunakan untuk menggerakkan suatu sistem saklar yang terbuat dari logam sehingga pada saat relay dialiri arus listrik maka magnet akan menarik logam tersebut (connect), saat arus listriknya diputus maka logam akan kembali pada posisi semula. Digunakan relay yang bekerja pada tiga jalur sekaligus, karena diperlukan untuk melewatkan jalur audio (kiri dan kanan) dan video sekaligus. Untuk menggerakkan relay mana yang aktif ditentukan oleh mikrokontroller berdasarkan program yang ditentukan. Namun arus yang diperlukan dari mikrokontroller sangatlah kecil sehingga tidak dapat menggerakkan relay, sehingga digunakan bantuan transistor NPN untuk menggerakkannya. Proses kerjanya adalah apabila dari port mikrokontroller bernilai logika satu (setb P3.0/P3.1/P3.7) maka tegangan dari rangkaian pull-up tidak akan ke port dari mikrokontroller tetapi akan menge-drive basis dari transistor. Karena yang digunakan adalah transistor NPN maka apabila basisnya mendapat tegangan positif, kolektor dan emitornya akan short sehingga tegangan 12 Volt akan mengalir ke ground dan relay akan bekerja. Sebaliknya apabila dari port tidak aktif (clr P3.0/P3.1/P3.7) maka tegangan dari rangkian pull-up akan mencari tegangan yang lebih rendah yaitu masuk ke port dari mikrokontroller sehingga basis dari transistor tidak akan mendapat tegangan positif dan relay tidak bisa connect. Selamat mencoba, semoga inforamsi "A/V Selector 3 Channel Dengan Remote Control" diatas dapat dipahami dengan mudah.
Membuat Alarm Cahaya Untuk… Rangkaian alarm cahaya ini berfungsi untuk memberikan indikator berupa suara apabila tempat penyimpanan terbuka. Rangkaian alarm cahaya ini dibuat dan diperuntukan pada tempat penyimpanan barang berharga seperti brankas. Rangkaian alarm cahaya ini sangat sederhana namun mempunyai kemampuan yang cukup baik dalam memberikan indikator terbukanya lemari/laci yang seharusnya tertutup. Alarm cahaya ini aktif ketika mendapat cahaya. Rangkaian Lengkap Alarm Cahaya Untuk Tempan Penyimpanan Rangkaian alarm cahaya ini cara kerjanya sangat mudah dan pembuatannya juga tidak terlalu rumit, sederhana. Dari namanya sudah dapat diketahui bahwa alarm ini akan bekerja ketika terdeteksi adanya cahaya. Dengan fungsi tersebut maka rangkaian in dapat digunakan sebagai alarm pencuri atau alarm terbukanya lemari/laci yang seharusnya tertutup. Sistem Alarm Cahaya Untuk Tempan Penyimpanan Alarm ini dikatifkan ketika adanya cahaya yang datang pada sensor dengan taraf keterangan tertentu. Pengaturan taraf terang – redup ini dapat dilakukan dengan mengatur potensiometer R12. Sistem ini mempunyai 2 keunggulan yaitu dilengkapi dengan waktu tunda pengaktifan alarm, pengaturan bunyi buzzer dan detektor baterai. Rangkaian Tunda Pada Alarm Cahaya Untuk Penyimpanan Rangkaian alarm cahaya ini menggunakan sumber tenaga berupa baterai 9V agar dapat dibawa-bawa, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk diberikan sumber tenaga dari sebuah power suplai 12V. Rangkaian pada gambar 1 merupakan bagian dari rangkaian lengkap alarm cahaya. Pada gambar 1 merupakan rangkaian yang menunda aktifnya alarm ketika tombol SW1 di ‘ON’-kan/di tekan. Dengan adanya rangkaian ini maka memungkinkan user untuk meletakkan alarm ini di dalam sebuah lemari/laci sebelum alarm aktif. Rangkaian in dibentuk dari rangkaian C1, R1, R2, Q1 dan D1. Pada saat tombol SW1 maka kapasitor C1 akan mengisi muatan melalui R1 sehingga tegangan basis menjadi turun mendekati 0 volt. Kondisi ini akan menyebabkan transistor Q1 akan aktif dan memaksa tegangan di pin 1 IC 1A akan high. IC 1 merupakan gerbang inverter dengan schimtt trigger sebanya 6 buah. IC in merupakan IC CMOS sehingga tegangan suplainya maksimal adalah 18 volt sehingga dengan tegangan suplai saat ini (9 V dari baterai atau 12V dari power suplai eksternal) masih dapat bekerja dengan baik. Kondisi pin 1 pada IC1 yang high ini akan menyebabkan berapapun tegangan yang dihasilkan oleh pembagian tegangan R3, R12 dan R11 (LDR) tidak berubah yaitu mendekati 5 volt. Beberapa saat setelah muatan kapasitor telah penuh maka tegangan basis Q1 sudah cukup untuk membuat Q1 untuk OFF sehingga tegangan di pin 1 benar-benar dikendalikan oleh pembagian tegangan antara R3, R12 (potensiometer) dan R11 (LDR). Jadi ketika Q1 ON maka tegangan di titik pin 1 IC1 akan ditahan tetap sekitar 5 volt dan tegangan pembagian antara R3, R11, dan R12 akan diabaikan. Sebaliknya ketika Q1 OFF maka tegangan di titik pin 1 IC1 akan ditentukan oleh pembagian tegangan antara ketiga tahanan tersebut. Oleh sebab itu ketika Q1 ON maka apa pun kondisi cahaya lampu (terang/redup) tidak akan mempengaruhi sistem sehingga buzzer akan selalu OFF. Jika diperlukan waktu tunda yang lebih lama maka nilai kapasitor C1 dapat diganti dengan yang sedikit lebih besar. Semakin besar nilai kapasitor C1 akan menyebabkan waktu tunda keaktifan sistem akan semakin lama. Rangkaian Schmitt Trigger dan Pewaktu Buzzer Pada Alarm Cahaya Untuk Penyimpanan Rangkaian yang paling depan pada gambar 2 merupakan rangkaian untuk menentukan logika dari suatu keadaan terang gelap cahaya. Dengan digunakannya inverter dengan schmitt trigger akan mencegah trigger yang tidak diinginkan. LDR merupakan komponen yang mempunyai karakteristik dimana nilai resistansinya yang tinggi ketika tidak terkena cahaya tetapi nilai resistansinya akan turun dengan drastis ketika LDR terkena cahaya. Besarnya penurunan nilai resistansi LDR juga dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang masuk ke LDR, semakin tinggi intensitas cahayanya maka semakin rendah pula nilai resistansinya. Ketika Q1 OFF dan dalam kondisi gelap maka tegangan di pin 1 IC1 akan dihasilkan dari pembagian tegangan antara R3, R11 dan R12 akan menghasilkan tegangan yang cukup tinggi, cukup untuk dianggap logika high oleh gerbang inverter. Sedangkan sebaliknya ketika dalam kondisi terang maka tegangan di pin 1 akan cukup rendah karena nilai resistansi LDR yang turun drastis. Nilai tegangan ini bervariasi berdasarkan tingkat terang-redupnya cahaya yang masuk ke LDR. Kondisi ini dapat menimbulkan trigger yang berulang-ulang sehingga untuk menghindari trigger seperti ini digunakan gerbang dengan schmitt trigger, dalam sistem ini digunakan gerbang inverter. Dasar pemilihannya adalah karena murah dan di dalam satu kemasan terdapat 6 gerbang. Output dari inverter IC1a sudah berupa logika dan dapat diumpakan langsung ke buzzer. Namun, pada gambar 2, di depan IC1a ditambahkan rangkaian yang berfungsi untuk mengatur cara/lama bunyi dari buzzer. Ketika output dari gerbang IC1a high maka melalui R4 dan C4 (LPF filter) akan men-drive IC1b sehingga outputnya menjadi low dan menyebabkan kapasitor C6 mengosongkan muatan. Kondisi ini akan menyebabkan tegangan di pin 5 IC1C akan low untuk selang beberapa waktu (selama kapasitor C6 dis-charge) dan memberikan output high ke basis transistor Q2. Aktifnya transistor Q2 ini akan menyebabkan buzzer menyala. Sesaat kemudian (setelah kapasitor C6 dis-charge) kapasitor C6 akan melakukan pengisian ulang dan kemudian tegangan di pin 5 IC1c akan naik kembali dari menghasilkan output low pada basis transistor Q2, buzzer mati. Jadi lama buzzer aktif ditentukan dari lama waktu dis-charge – charge kapasitor C6 dan R6. Tetapi jika diinginkan buzzer tetap aktif selamanya sampai SW1 OFF maka jumper JP3 dapat disambungkan. JP3 yang tersambung akan memaksa tegangan diinput pin 3 IC1b akan low sehingga buzzer akan berbunyi terus walaupun LDR sudah tidak terkena cahaya lagi. Buzzer akan mati setalh tombol SW1 OFF. Sebaliknya ketika jumper JP3 ini tidak dihubungkan maka buzzer akan berbunyi hanya ketika LDR terkena cahaya. Setelah LDR tidak terkena cahaya maka buzzer akan tidak berbunyi. Rangkaian Detektor Low Battery Pada Alarm Cahaya Untuk Penyimpanan Sistem ini memang didisain dengan menggunakan power suplai dari baterai oleh sebab itu perlu dibuat detektor baterai agar dapat dketahui kapan baterai yang digunakan tesebut sudah layak untuk diganti. Tegangan baterai yang terlau rendah dapat menyebabkan sistem alarm salah dalam mengartikan terang-gelap cahaya. Selain itu bunyi buzzer pun akan semakin keci dan lemah. Seperti pada gambar 3, detektor baterai dibangun dari rangkaian D7 dan R10. Ketika tegangan baterai (VCC) di atas 4.3 volt maka masih terdapat arus bocor menuju R10 dan cukup untuk menyebakan tegangan di pin 9 IC1d high. Kondisi ini akan menyebabkan osilator yang dibentuk dari rangkaian IC1e, R9, C8, C5, dan R8 tidak bekerja sehingga menyebabkan tegangan di pin 13 IC1f high. Kondisi ini akan menyebabkan Q2 OFF dan hanya tergantung dari IC1c. Sebaliknya ketika tegangan baterai sudah dibawah tegangan 4.3 volt maka tidak ada arus bocor menuju R10 sehingga tegangan di pin 9 akan mendekati 0 volt dan dianggap sebagai logika low. Kondisi ini menyebabkan osilator aktif sehingga pin 13 IC1f akan mendapat pulsa-pulsa dari osilator sehingga Q2 akan aktif pula. Pulsa-pulsa yang dihasilkan oleh IC1f akan mengaktifkan Q2 walaupun IC1c juga aktif. Hal ini nantinya kan terdengar dengan perpaduan bunyi dengan frekuensi yang lebih tinggi bunyi buzzer ketika sistem mendapatkan cukup cahaya. Pengaturan Kepekaan LDR Rangkaian Alarm Cahaya Untuk Tempan Penyimpanan Pengaturan kepekaan LDR diatur dengan menggunakan potensiometer R11. Pada pengaturan awal, posisikan potensiometer kira ditengah-tengah. Kemudian letakkan cahaya pada tempat yang ingin di deteksi dan aturlah potensiometer supaya menghasilkan bunyi ketika mendapatkan cahaya dan tidak berbunyi ketika sistem tidak mendapatkan cahaya. Durasi pengatikfan buzzer ditentukan oleh nilai C6 dan R6, untuk waktu yang lebih lama disarankan untuk mengganti nilai kapasitor dengan nilai yang lebih tinggi. Untuk buzzer yang lebih besar, yang membutuhkan arus lebih besar transistor Q2 dapat diganti dengan transistor darlington yang mempunyai arus kolektor lebih besar. Perhatikan konsumsi arus buzzer dan kemampuan arus yang mampu dilewatkan oleh kolektor pada transistor Q2. Rangkaian alarm cahaya untuk tempat penyimpanan diatas disupply dengan batery 9 volt dan dilengkapi dengan detektor low baterry. Sehingga selain memiliki sensitifitas tinggi terhadap perubahan cahaya dengan meberikan bunyi pada saat terkena cahaya, pada saat energi baterry hampir habis rangkaian alarm cahaya untuk tempat penyimpanan ini juga akan berbunyi.
Sistem Interupsi MCS51 Sistem Interupsi MCS51 Meskipun memerlukan pengertian yang lebih mendalam, pengetahuan mengenai interupsi sangat membantu mengatasi masalah pemrograman mikroprosesor/mikrokontroler dalam hal menangani banyak peralatan input/output. Pengetahuan mengenai interupsi tidak cukup hanya dibahas secara teori saja, diperlukan contoh program yang konkrit untuk memahami. Saat kaki RESET pada IC mikroprosesor/mikrokontroler menerima sinyal reset (pada MCS51 sinyal tersebut berupa sinyal ‘1’ sesaat, pada prosesor lain umumnya merupakan sinyal ‘0’ sesaat), Program Counter diisi dengan sebuah nilai. Nilai tersebut dinamakan sebagai vektor reset (reset vector), merupakan nomor awal memori-program yang menampung program yang harus dijalankan. Pembahasan di atas memberi gambaran bahwa proses reset merupakan peristiwa perangkat keras (sinyal reset diumpankan ke kaki Reset) yang dipakai untuk mengatur kerja dari perangkat lunak, yakni menentukan aliran program prosesor (mengisi Program Counter dengan vektor reset). Program yang dijalankan dengan cara reset, merupakan program utama bagi prosesor. Peristiwa perangkat keras yang dipakai untuk mengatur kerja dari perangkat lunak, tidak hanya terjadi pada proses reset, tapi terjadi pula dalam proses interupsi. Dalam proses interupsi, terjadinya sesuatu pada perangkat keras tertentu dicatat dalam flip-flop khusus, flip-flop tersebut sering disebut sebagai ‘petanda’ (flag), catatan dalam petanda tersebut diatur sedemikian rupa sehingga bisa merupakan sinyal permintaan interupsi pada prosesor. Jika permintaan interupsi ini dilayani prosesor, Program Counter akan diisi dengan sebuah nilai. Nilai tersebut dinamakan sebagai vektor interupsi (interrupt vector), yang merupakan nomor awal memori-program yang menampung program yang dipakai untuk melayani permintaan interupsi tersebut. Program yang dijalankan dengan cara interupsi, dinamakan sebagai program layanan interupsi (ISR - Interrupt Service Routine). Saat prosesor menjalankan ISR, pekerjaan yang sedang dikerjakan pada program utama sementara ditinggalkan, selesai menjalankan ISR prosesor kembali menjalankan program utama, seperti yang digambarkan dalam Gambar 1. Sebuah prosesor bisa mempunyai beberapa perangkat keras yang merupakan sumber sinyal permintaan interupsi, masing-masing sumber interupsi dilayani dengan ISR berlainan, dengan demikian prosesor mempunyai beberapa vektor interupsi untuk memilih ISR mana yang dipakai melayani permintaan interupsi dari berbagai sumber. Kadang kala sebuah vektor interupsi dipakai oleh lebih dari satu sumber interupsi yang sejenis, dalam hal semacam ini ISR bersangkutan harus menentukan sendiri sumber interupsi mana yang harus dilayani saat itu. Jika pada saat yang sama terjadi lebih dari satu permintaan interupsi, prosesor akan melayani permintaan interupsi tersebut menurut perioritas yang sudah ditentukan, selesai melayani permintaan interupsi perioritas yang lebih tinggi, prosesor melayani permintaan interupsi berikutnya, baru setelah itu kembali mengerjakan program utama. Saat prosesor sedang mengerjakan ISR, bisa jadi terjadi permintaan interupsi lain, jika permintaan interupsi yang datang belakangan ini mempunyai perioritas lebih tinggi, ISR yang sedang dikerjakan ditinggal dulu, prosesor melayani permintaan yang perioritas lebih tinggi, selesai melayani interupsi perioritas tinggi prosesor meneruskan ISR semula, baru setelah itu kembali mengerjakan program utama. Hal ini dikatakan sebagai interupsi bertingkat (nested interrupt), tapi tidak semua prosesor mempunyai kemampuan melayani interupsi secara ini. Sumber Interupsi MCS51 Seperti terlihat dalam Gambar 2, AT89C51 mempunyai 6 sumber interupsi, yakni Interupsi External (External Interrupt) yang berasal dari kaki INT0 dan INT1, Interupsi Timer (Timer Interrupt) yang berasal dari Timer 0 maupun Timer 1, Interupsi Port Seri (Serial Port Interrupt) yang berasal dari bagian penerima dan bagian pengirim Port Seri. Di samping itu AT89C52 mempunyai 2 sumber interupsi lain, yakni Interupsi Timer 2 bersumber dari Timer 2 yang memang tidak ada pada AT89C51. Bit IE0 (atau bit IE1) dalam TCON merupakan petanda (flag) yang menandakan adanya permintaan Interupsi Eksternal. Ada 2 keadaan yang bisa meng-aktip-kan petanda ini, yang pertama karena level tegangan ‘0’ pada kaki INT0 (atau INT1), yang kedua karena terjadi transisi sinyal ‘1’ menjadi ‘0’ pada kaki INT0 (atau INT1). Pilihan bentuk sinyal ini ditentukan lewat bit IT0 (atau bit IT1) yang terdapat dalam register TCON. Kalau bit IT0 (atau IT1) =’0’ maka bit IE0 (atau IE1) dalam TCON menjadi ‘1’ saat kaki INT0=’0’. Kalau bit IT0 (atau IT1) =’1’ maka bit IE0 (atau IE1) dalam TCON menjadi ‘1’ saat terjadi transisi sinyal ‘1’ menjadi ‘0’ pada kaki INT0. Menjelang prosesor menjalankan ISR dari Interupsi Eksternal, bit IE0 (atau bit IE1) dikembalikan menjadi ‘0’, menandakan permintaan Interupsi Eksternal sudah dilayani. Namun jika permintaan Interupsi Ekternal terjadi karena level tegangan ‘0’ pada kaki IT0 (atau IT1), dan level tegangan pada kaki tersebut saat itu masih =’0’ maka bit IE0 (atau bit IE1) akan segera menjadi ‘1’ lagi! Bit TF0 (atau bit TF1) dalam TCON merupakan petanda (flag) yang menandakan adanya permintaan Interupsi Timer, bit TF0 (atau bit TF1) menjadi ‘1’ pada saat terjadi limpahan pada pencacah biner Timer 0 (atau Timer 1). Menjelang prosesor menjalankan ISR dari Interupsi Timer, bit TF0 (atau bit TF1) dikembalikan menjadi ‘0’, menandakan permintaan Interupsi Timer sudah dilayani. Interupsi port seri terjadi karena dua hal, yang pertama terjadi setelah port seri selesai mengirim data 1 byte, permintaan interupsi semacam ini ditandai dengan petanda (flag) TI=’1’. Yang kedua terjadi saat port seri telah menerima data 1 byte secara lengkap, permintaan interupsi semacam ini ditandai dengan petanda (flag) RI=’1’. Petanda di atas tidak dikembalikan menjadi ‘0’ menjelang prosesor menjalankan ISR dari Interupsi port seri, karena petanda tersebut masih diperlukan ISR untuk menentukan sumber interupsi berasal dari TI atau RI. Agar port seri bisa dipakai kembali setelah mengirim atau menerima data, petanda-petanda tadi harus di-nol-kan lewat program. Petanda permintaan interupsi (IE0, TF0, IE1, TF1, RI dan TI) semuanya bisa di-nol-kan atau di-satu-kan lewat instruksi, pengaruhnya sama persis kalau perubahan itu dilakukan oleh perangkat keras. Artinya permintaan interupsi bisa diajukan lewat pemrograman, misalnya permintaan interupsi eksternal IT0 bisa diajukan dengan instruksi SETB IE0. Mengaktipkan Interupsi Semua sumber permintaan interupsi yang di bahas di atas, masing-masing bisa di-aktip-kan atau di-nonaktip-kan secara tersendiri lewat bit-bit yang ada dalam register IE (Interrupt Enable Register). Bit EX0 dan EX1 untuk mengatur interupsi eksternal INT0 dan INT1, bit ET0 dan ET1 untuk mengatur interupsi timer 0 dan timer 1, bit ES untuk mengatur interupsi port seri, seperti yang digambarkan dalam Gambar 2. Di samping itu ada pula bit EA yang bisa dipakai untuk mengatur semua sumber interupsi sekali gus. Setelah reset, semua bit dalam register IE bernilai ‘0’, artinya sistem interupsi dalam keadaan non-aktip. Untuk mengaktipkan salah satu sistem interupsi, bit pengatur interupsi bersangkutan diaktipkan dan juga EA yang mengatur semua sumber interupsi. Misalnya instruksi yang dipakai untuk mengaktipkan interupsi ekternal INT0 adalah SETB EX0 disusul dengan SETB EA. Vektor Interupsi Saat MCS51 menanggapi permintaan interupsi, Program Counter diisi dengan sebuah nilai yang dinamakan sebagai vektor interupsi, yang merupakan nomor awal dari memori-program yang menampung ISR untuk melayani permintaan interupsi tersebut. Vektor interupsi itu dipakai untuk melaksanakan inststuksi LCALL yang diaktipkan secara perangkat keras. Vektor interupsi untuk interupsi eksternal INT0 adalah $0003, untuk interupsi timer 0 adalah $000B, untuk interupsi ekternal INT1 adalah $0013, untuk interupsi timer 1 adalah $001B dan untuk interupsi port seri adalah $0023. Jarak vektor interupsi satu dengan lainnya sebesar 8, atau hanya tersedia 8 byte untuk setiap ISR. Jika sebuah ISR memang hanya pendek saja, tidak lebih dari 8 byte, maka ISR tersebut bisa langsung ditulis pada memori-program yang disediakan untuknya. ISR yang lebih panjang dari 8 byte ditulis ditempat lain, tapi pada memori-program yang ditunjuk oleh vektor interupsi diisikan instruksi JUMP ke arah ISR bersangkutan. Tingkatan Perioritas Interupsi Masing-masing sumber interupsi bisa ditempatkan pada dua tingkatan perioritas yang berbeda. Pengaturan tingkatan perioritas isi dilakukan dengan bit-bit yang ada dalam register IP (Interrupt Priority). Bit PX0 dan PX1 untuk mengatur tingkatan perioritas interupsi eksternal INT0 dan INT1, bit PT0 dan PT1 untuk mengatur interupsi timer 0 dan timer 1, bit PS untuk mengatur interupsi port seri, seperti yang digambarkan dalam Gambar 2. Setelah reset, semua bit dalam register IP bernilai ‘0’, artinya semua sumber interupsi ditempatkan pada tingkatan tanpa perioritas. Masing-masing sumber interupsi bisa ditempatkan pada tingkatan perioritas utama dengan cara men-‘satu’-kan bit pengaturnya. Misalnya interupsi timer 0 bisa ditempatkan pada tingkatan perioritas utama dengan instruksi SETB PT1. Sebuah ISR untuk interupsi tanpa perioritas bisa diinterupsi oleh sumber interupsi yang berada dalam tingkatan perioritas utama. Tapi interupsi yang berada pada tingkatan perioritas yang sama, tidak dapat saling meng-interupsi. Jika 2 permintaan interupsi terjadi pada saat yang bersamaan, sedangkan kedua interupsi tersebut terletak pada tingkatan perioritas yang berlainan, maka interupsi yang berada pada tingkatan perioritas utama akan dilayani terlebih dulu, setelah itu baru melayani interupsi pada tingkatan tanpa perioritas. Jika kedua permintaan tersebut bertempat pada tingkatan perioritas yang sama, perioritas akan ditentukan dengan urutan sebagai berikut : interupsi eksternal INT0, interupsi timer 0, interupsi ekternal INT1, interupsi timer 1 dan terakhir adalah interupsi port seri. Bagan Lengkap Sistem Interupsi MCS51 Meskipun sistem interupsi MCS51 termasuk sederhana dibandingkan dengan sistem interupsi MC68HC11 buatan Motorola, tapi karena menyangkut 5 sumber interupsi yang masing-masing harus diatur secara tersendiri, tidak mudah untuk mengingat semua masalah tersebut, terutama pada saat membuat program sering dirasakan sangat merepotkan membolak-balik buku untuk mengatur masing-masing sumber interupsi tersebut. Gambar 2 menggambarkan sistem interupsi MCS51 selangkapnya, berikut dengan masing-masing bit dalam register-register SFR (Special Function Register) yang dipakai untuk mengatur masing-masing sumber interupsi. Saklar yang digambarkan dalam Gambar 2 mewakili bit dalam register yang harus diatur untuk mengendalikan sumber interupsi, kotak bergambar bendera kecil merupakan flag (petanda) dalam register yang mencatat adanya permintaan interupsi dari masing-masing sumber interupsi. Kedudukan saklar dalam gambar tersebut menggambarkan kedudukan awal setelah MCS51 di-reset. Gambar ini sangat membantu saat penulisan program menyangkut interupsi MCS51. Pedoman Pembuatan ISR Layanan interupsi oleh MCS51 dilakukan dengan menjalankan program setara dengan LCALL mulai dari memori-program yang ditunjuk oleh vektor interupsi, sampai MCS51 menjumpai instruksi RETI (Return from Interrupt). Intstruksi RETI memberitahu MCS51 bahwa ISR sudah selesai dikerjakan, kemudian mengambil kembali isi Program Counter yang sebelumnya disimpan ke dalam Stack. Dengan demikian MCS51 akan melanjutkan kembali pekerjaan di program utama yang ditinggal untuk melayani interupsi. Instruksi RET memang bisa dipakai untuk meninggalkan ISR dan melanjutkan kerja program utama. Tapi RET tidak bisa menghentikan proses interupsi, akibatnya sebelum menjumpai instruksi RETI, MCS51 tidak akan melayani permintaan interupsi yang lain. Untuk menjelaskan pembuatan program interupsi, diperlukan program lengkap yang bisa berfungsi penuh, tapi ukuran program tersebut harus kecil sehingga bisa memberi gambaran jelas tentang interupsi. Untuk keperluan penjelasan ini, dipakai rangkaian AT89C2051 pada Gambar 3. Dengan program yang akan dibahas rangkaian ini bisa membangkitkan gelombang kotak pada kaki P1.7 (kaki nomor 19), dalam contoh kedua frekuensi gelombang kotak yang dibangkitkan bisa ditentukan dengan mengatur lebar pulsa Pembangkit Gelombang Kotak 2000 Hz Pembangkit gelombang kotak 2000 Hz ini merupakan contoh pembuatan sistem interupsi yang sangat sederhana, hanya menggunakan rangkaian baku AT89C2051 seperti terlihat dalam Gambar 3. Yakni hanya memakai U1 AT89C2051 berikut dengan rangkaian osilator kristal yang dibentuk dengan C1, C2 dan Y1 (kristal 12 MHz), serta rangkaian reset yang terdiri dari C3 dan R3. Sinyal gelombang kotak dibangkitkan pada kaki P1.7 (kaki nomor 19). Program 1 yang hanya 18 baris merupakan program lengkap pembangkit gelombang kotak 2000 Hz ini. Setelah program di-assembly, program-objek hasil kerja assembler diisikan ke Flash PEROM AT89C2051 dengan menggunakan AT89C2051 Flash PEROM Programmer. Program ini memakai interupsi timer 0 yang diatur sedemikian rupa, sehingga timer 0 menginterupsi AT89C2051 setiap 250 mikro-detik. Saat terjadi interupsi, nilai pada P1.7 dibalik, jika P1.7 bernilai ‘0’ akan dibalik menjadi ‘1’ dan sebaliknya jika bernilai ‘1’ dibalik menjadi ‘0’. Dengan demikian pada kaki P1.7 akan timbul gelombang kotak yang periodenya 2x250 = 500 mikro-detik (atau frekuensinya sama dengan 1/500 mikro-detik = 2000 Hz). Program 1 : Pembangkit Gelombang Kotak 2000 Hz Clock bit P1.7 ; Clock dihasilkan pada P1.7 ; ORG $0000 ; Vektor Reset LJMP Start ; ORG $000B ; Vektor interupsi Timer 0 CPL Clock ; membalik nilai P1.7 RETI ; Start: MOV TMODE,#$02 ; Timer 0 bekerja pada mode 2 MOV TH0,#-250 ; setiap 250 mikro-detik interupsi sekali SETB ET0 ; Aktipkan sistem interupsi Timer 0 SETB EA ; Aktipkan sistem interupsi MCS51 SETB TR0 ; aktipkan Timer 0 TanpaHenti: SJMP TanpaHenti ; berputar tanpa henti di sini END Baris 01 pada program menentukan yang dinamakan sebagai Clock (yakni tempat gelombang kotak dibangkitkan) diletakkan pada P1.7, cara semacam ini merupakan cara umum dan praktis dipakai untuk memberi nama lain pada kaki-kaki port parallel MCS51, agar program yang ditulis lebih enak dibaca, seperti terlihat pada baris 07. Baris 03 menentukan agar program yang dibangkitkan assembler diletakkan pada memori-program nomor $0000, yakni lokasi pada memori-program yang ditunjuk oleh vektor reset. Instruksi pada memori-program nomor $0000 adalah LJMP Start (baris 04), yakni mengalihkan program yang harus dikerjakan pada saat reset ke memori-program yang ditandai dengan label Start (baris 10). Baris 06 menentukan memori-program berikutnya yang dipakai adalah nomor $000B, yakni lokasi pada memori-program yang ditunjuk oleh vektor interupsi Timer 0. Program Layanan Interupsi (ISR – Interrupt Service Routine) untuk interupsi Timer 0 ini sangat sederhana, hanya sekedar membalik nilai Clock (P1.7) pada baris 07 dan kemudian mengakhiri ISR dengan istruksi RETI pada baris 08. Baris 10 dan berikutnya merupakan program utama. Baris 11 sampai 15 mempersiapkan kerja dari AT89C2051, setelah itu AT89C2051 hanya berputar-putar terus pada baris 16 dan 17, tanpa mengerjakan hal yang lain. Selama AT89C2051 berputar-putar pada baris 16 dan 17, setiap 250 mikro-detik sekali Timer 0 menginterupsi AT89C2051, sehingga AT89C2051 menjalankan ISR pada baris 07 dan 08 untuk membangkitkan gelombang kotak, dan kembali berputar lagi pada baris 16 dan 17. Baris 16 dan 17 yang berputar tanpa maksud tersebut, memang dibuat agar contoh program ini sederhana, untuk mempertegas pembicaraan tentang mekanisme interupsi. Dalam sistem yang sesungguhnya, baris 16 dan 17 bisa diganti dengan program apa saja yang berdaya-guna. Baris 11 mengatur kerja dari Timer 0, instruksi MOV TMODE,#$02 mengatur Timer 0 bekerja dalam Mode 2, yakni Pencacah Biner 8 bit dengan isi ulang. Dalam hal ini Timer 0 hanya dibentuk dengan pencacah TL0 yang 8 bit, setiap kali pencacah tersebut melimpah maka TL0 akan diisi ulang dengan nilai yang disimpan dalam TH0. Baris 12 mengisi TH0 dengan nilai –250, nilai ini diisikan ke TL0 setiap kali pencacah TL0 melimpah. Pencacah TL0 merupakan pancacah naik (count up counter), karena nilai awal dari TL0 adalah –250 maka setelah menerima 250 pulsa sinyal denyut (clock) pencacah TL0 akan melimpah. Dengan kristal 12 MHz, pencacah TL0 mencacah sekali setiap 1 mikro-detik, dengan demikian Timer 0 akan menginterupsi AT89C2051 sekali setiap 250 mikro-detik. Sesuai dengan Gambar 2, baris 13 (SETB ET0) mengaktipkan permintaan interupsi timer 0 dan baris 14 (SETB EA) mengaktipkan sistem interupsi AT89C2051 secara keseluruhan. Setelah kedua instruksi ini, Timer 0 akan meng-interupsi AT89C2051 setiap kali flag (petanda) TF0 menjadi ‘1’ karena pencacah TL0 melimpah. Baris 15 (SETB TR0) mengaktipkan Timer 0, yakni menghubungkan sumber sinyal denyut (clock) ke Timer 0, setelah instruksi ini Timer 0 akan mulai bekerja dan 250 mikro-detik kemudian meng-interupsi AT89C2051. Selamat belajar, kami harap uraian singkat tentang "Sistem Interupsi MCS51" diatas mudah dipahami.
Port Seri MCS51 Port Seri MCS51 Umumnya orang selalu menganggap port seri pada MCS51 adalah UART yang bekerja secara asinkron, jarang yang menyadari port seri tersebut bisa pula bekerja secara sinkron, pada hal sebagai port seri yang bekerja secara sinkron merupakan sarana yang baik sekali untuk menambah input/output bagi mikrokontroler. Dikenal 2 macam cara transmisi data secara seri. Kedua cara tersebut dibedakan oleh sinyal denyut (clock) yang dipakai untuk men-‘dorong’ data seri, kalau clock dikirim bersama dengan data seri, cara tersebut dikatakan sebagai transmisi data seri secara sinkron. Sedangkan dalam transmisi data seri secara asinkron, clock tidak dikirim bersama data seri, rangkaian penerima data harus membangkitkan sendiri clock pendorong data seri. Port seri MCS51 bisa dipakai dalam 4 mode kerja yang berbeda. Dari 4 mode tersebut, 1 mode diantaranya bekerja secara sinkron dan 3 lainnya bekerja secara asinkron. Secara ringkas ke-empat mode kerja tersebut bisa dibedakan sebagai berikut: Mode 0 Mode ini bekerja secara sinkron, data seri dikirim dan diterima melalui kaki P3.0 (RxD), dan kaki P3.1 (TxD) dipakai untuk menyalurkan clock pendorong data seri yang dibangkitkan MCS51. Data dikirim/diterima 8 bit sekali gus, dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil (bit 0) dan diakhiri dengan bit yang bobotnya paling besar (bit 7). Kecepatan pengiriman data (baud rate) adalah 1/12 frekuensi osilator kristal. Mode 1 Mode ini dan mode-mode berikutnya bekerja secara asinkron, data dikirim melalui kaki P3.1 (TxD) dan diterima melalui kaki P3.0 (RxD). Pada Mode 1 data dikirim/diterima 10 bit sekali gus, diawali dengan 1 bit start, disusul dengan 8 bit data yang dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil (bit 0), diakhiri dengan 1 bit stop. Pada MCS51 yang berfungsi sebagai penerima bit stop ditampung pada RB8 dalam register SCON. Kecepatan pengiriman data (baud rate) bisa diatur sesuai dengan keperluan. Mode inilah yang umum dikenal sebagai UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter). Mode 2 Data dikirim/diterima 11 bit sekali gus, diawali dengan 1 bit start, disusul 8 bit data yang dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil (bit 0), kemudian bit ke 9 yang bisa diatur lebih lanjut, diakhiri dengan 1 bit stop. Pada MCS51 yang berfungsi sebagai pengirim, bit 9 tersebut berasal dari bit TB8 dalam register SCON. Pada MCS52 yang berfungsi sebagai penerima, bit 9 ditampung pada bit RB8 dalam register SCON, sedangkan bit stop diabaikan tidak ditampung. Kecepatan pengiriman data (baud rate) bisa dipilih antara 1/32 atau 1/64 frekuensi osilator kristal. Mode 3 Mode ini sama dengan Mode 2, hanya saja kecepatan pengiriman data (baud rate) bisa diatur sesuai dengan keperluan, seperti halnya Mode 1. Pada mode asinkron (Mode 1, Mode 2 dan Mode 3), port seri MCS51 bekerja secara full duplex, artinya pada saat yang sama port seri ini bisa mengirim data sekali gus menerima data. Register SBUF merupakan register penghubung port seri. Dalam ke-empat mode di atas, semua instruksi yang mengakibatkan perubahan isi SBUF akan mengakibatkan port seri mengirimkan data keluar dari MCS51. Agar port seri bisa menerima data, bit REN dalam register SCON harus bernilai ‘1’. Pada mode 0, proses penerimaan data dimulai dengan instruksi CLR RI, sedangkan dalam mode lainnya proses penerimaan data diawali oleh bit start yang bernilai ‘0’. Data yang diterima port seri dari luar MCS51, diambil dengan instruksi MOV A,SBUF. Mengambil data dari SBUF dan menyimpan data ke SBUF sesungguhnya bekerja pada dua register yang berlainan, meskipun nama registernya sama-sama SBUF. Register-register Port Seri MCS51 MCS51 dilengkapi dengan 2 register dan beberapa bit tambahan untuk keperluan pemakai port seri. SBUF merupakan SFR (Special Function Register) yang terletak pada memori-data internal dengan nomor $99. SBUF mempunyai kegunaan ganda, data yang disimpan pada SBUF akan dikirim keluar MCS51 lewat port seri, sedangkan data dari luar MCS51 yang diterima port seri diambil dari SBUF pula. Jadi meskipun hanya menempati satu nomor memori-data internal (nomor $99), sesungguhnya SBUF terdiri dari 2 register yang berbeda. SCON merupakan SFR (Special Function Register) yang terletak pada memori-data internal dengan nomor $98, merupakan register utama untuk mengatur kerja port seri MCS51. Setelah reset semua bit dalam SCON bernilai ‘0’. Bit SM0 dan bit SM1 (bit 7 dan bit 6 pada register SMOD) dipakai untuk menentukan mode kerja port seri. Setelah reset kedua bit ini bernilai ‘0’ Bit REN (bit 4) dipakai untuk mengaktipkan kemampuan port seri menerima data. Pada mode 0 kaki RxD (kaki 0) dipakai untuk mengirim data seri (REN=’0’) dan juga untuk menerima data seri (REN=’1’). Sifat ini terbawa pula pada saat port seri bekerja pada mode 1, 2 dan 3, meskipun pada mode-mode tersebut kaki RxD hanya dipakai untuk mengirim data, agar kaki RxD bisa dipakai untuk menerima data terlebih dulu harus dibuat REN=’1’. Setelah reset bit REN bernilai ‘0’. Pada mode kerja 2 dan mode kerja 3, port seri bekerja dengan 9 bit data, SBUF yang kapasitasnya 8 bit tidak cukup untuk keperluan ini. Bit ke-sembilan yang akan dikirim terlebih dulu diletakkan di TB8 (bit 3), sedangkan bit RB8 (bit 2) merupakan bit yang dipakai untuk menampung bit ke-sembilan yang diterima port seri. Pada mode kerja 1, RB8 dipakai untuk menampung bit stop yang diterima, dengan demikian apa bila RB8 bernilai ‘1’ maka data diterima dengan benar, sebaliknya apa bila RB8=’0’ berarti terjadi kesalahan kerangka (framing error). Kalau bit SM2 (bit 5) bernilai ‘1’, jika terjadi kesalahan kerangka, RI tidak akan menjadi ‘1’ meskipun SBUF sudah berisi data dari port seri. Bit ke 9 ini bisa dipakai sebagai bit pariti, hanya saja bit pariti yang dikirim harus ditentukan sendiri dengan program dan diletakkan pada TB8, dan bit pariti yang diterima pada RB8 dipakai untuk menentukan integritas data secara program pula. Tidak seperti dalam UART standard, semuanya itu dikerjakan oleh perangkat keras dalam IC UART. Bit TI (bit 1) merupakan petanda yang setara dengan petanda TDRE (Transmitter Data Register Empty) yang umum dijumpai pada UART standard. Setelah port seri selesai mengirim data yang disimpan ke-dalam SBUF, bit TI akan bernilai ‘1’ dengan sendirinya, bit ini harus di-nol-kan dengan program agar bisa dipakai untuk memantau keadaan SBUF dalam pengiriman data berikutnya. Sub-rutin SerialOut berikut dipakai untuk mengirim data seri, bisa dipakai untuk semua mode port seri. Baris 02 menunggu TI menjadi ‘1’, dimaksud untuk memastikan pengiriman data sebelumnya sudah selesai. Data yang akan dikirim sebelumnya sudah disimpan di A, pada baris 03 data tersebut dikirim melalui port seri dengan cara meletakannya di SBUF. Agar TI bisa dipakai untuk memantau keadaan SBUF pada pengiriman data berikutnya, pada baris 04 TI di-nol-kan. 01: SerialOut: 02: JNB TI,$ ; tunggu data sebelumnya selesai dikirim 03: MOV SBUF,A ; kirim data baru 04: CLR TI ; petanda ada pengiriman baru 05: RET Bit RI (bit 0) merupakan petanda yang setara dengan petanda RDRF (Receiver Data Register Full) yang umum dijumpai pada UART standard. Setelah SBUF menerima data dari port seri, bit RI akan bernilai ‘1’ dengan sendirinya, bit ini harus di-nol-kan dengan program agar bisa dipakai untuk memantau keadaan SBUF dalam penerimaan data berikutnya. Sub-rutin SerialIn berikut dipakai untuk menerima data seri, bisa dipakai untuk semua mode port seri. Baris 02 menunggu RI menjadi ‘1’, dimaksud untuk memastikan sudah ada data baru yang diterima pada SBUF. Pada baris 03 data pada SBUF diambil ke A. Agar RI bisa dipakai untuk memantau keadaan SBUF pada pengiriman data berikutnya, pada baris 04 RI di-nol-kan. 01: SerialIn: 02: JNB RI,$ ; tunggu SBUF berisi data baru 03: MOV A,SBUF ; ambil data 04: CLR RI ; pentanda data sudah diambil 05: RET Mode "0" Port Seri MCS51 UART merupakan standard yang dipakai untuk komunikasi data seri dengan komputer, komunikasi data seri dengan modem dan lain sebagainya. Komunikasi data seri secara sinkron seperti mode 0, merupakan komunikasi data seri yang banyak dipakai untuk menghubungkan IC-IC digital dalam sebuah sistem, misalnya pada IC Serial EEPROM, cara ini belakangan menjadi makin populer karena rangkaiannya sederhana dan tidak makan tempat. Dalam dunia digital, dikenal 3 macam teknik transmisi data seri secara sinkron untuk keperluan di atas, yang paling terkenal adalah teknik ciptaan Philips yang dinamakan sebagai I2C (Inter IC Communication), Motorola mengenalkan teknik yang dinamakan sebagai SPI (Serial Peripheral Interface) dan National Semiconductor menciptakan MicroWire. Transmisi data seri yang dipakai pada mode 0, tidak sepadan dengan 3 teknik yang disebut di atas, tapi dengan perancangan yang cermat mode 0 ini bisa dihubungkan ke SPI, sehingga bisa dipakai untuk menghubungkan MCS51 dengan mikrokontroler Motorola MC68HC11. Sinyal data seri sinkron yang ada pada kaki P3.0 dan P3.1, sesungguhnya murni merupakan sinyal yang biasa dipakai untuk mengendalikan shift-register, dengan demikian dengan menghubungkan shift register ke port seri, bisa menambah port input maupun port output dengan mudah. Menambah Port Output MCS51 Rangkaian Gambar 4 merupakan rangkaian menambah port output 8 bit pada AT89C2051, meskipun demikian cara ini bisa dipakai pada AT89C51 tanpa perubahan apapun. Untuk keperluan menambah port output secara seri, yang diperlukan adalah serial in parallel out shift register, dalam rangkaian Gambar 1 dipakai IC 74LS164. Data seri dari P3.0 (kaki nomor 2) AT89C2051 dihubungkan ke input data seri A & B (kaki nomor 1 & 2) 74LS164, sinyal denyut (clock) pendorong data seri didapat dari kaki P3.1 (kaki nomor 3) AT89C2051, dihubungkan ke input CLK (kaki nomor 8) IC 74LS164. Saat port seri mengirim data keluar dari AT89C2051, data seri ditempatkan pada kaki P3.0 dan kaki P3.1 mengeluarkan 8 pulsa sinyal denyut (clock) untuk mendorong data seri tersebut masuk ke 74LS164. Data seri tersebut diubah menjadi data paralel yang bisa didapat pada kaki QA sampai QH (kaki nomor 3 sampai 6 dan kaki nomor 10 sampai 13), namun data pada kaki-kaki ini berubah-rubah seirama dengan pergeseran data pada saat data dikirim, untuk keadaan tertentu hal ini sering-sering mengganggu dan tidak dikehendaki. Untuk mengatasi hal ini dipakai IC 74HC574 Octal 3-state Non-inverting D Flip-flop, input 74HC574 (D1..D8) satu-per-satu dihubungkan ke output 74LS164 (QA..QH), setelah data selesai didorong dalam 74LS164, kaki P3.7 (kaki nomor 11) AT89C2051 mengeluarkan sinyal yang diterima 74HC574 pada kaki CLK (kaki nomor 11), sinyal ini merupakan perintah bagi 74HC574 agar me-‘rekam’ data yang ada pada input-inputnya dan ditempatkan pada output-outputnya. Rangkaian ini tidak memerlukan rutin persiapan (initialization routine), hal ini disebabkan karena setelah reset register SCON bernilai $00, yang artinya port seri bekerja dalam mode 0, dan seperti sudah dibahas diatas sebagai output port seri tidak memerlukan pengaturan khusus. Rutin ExtraOutput pada Potongan Program 1 dipakai untuk mengeluarkan data 8 bit ke output 74HC574. Pengiriman data seri diawali dengan instruksi MOV SBUF,A pada baris 2, baris 3 menunggu sampai pengiriman data seri selesai, bit petanda (flag) TI dalam register SCON dikembalikan ke ‘0’ untuk keperluan pengiriman data berikutnya (baris 4), baris 5 sampai 7 membuat pulsa agar sinyal pada output 74LS164 direkam ke 74HC574. Potongan Program 1 01:ExtraOutput: 02: MOV SBUF,A 03: JNB TI,A 04: CLR TI 05: CLR P3.7 06: NOP 07: SETB P3.7 08: RET Menambah Port Input MCS51 Rangkaian Gambar 2 merupakan rangkaian menambah port input 16 bit pada AT89C2051. Untuk keperluan menambah port input secara seri, yang diperlukan adalah parallel in serial out shift register, dalam rangkaian Gambar 2 dipakai 2 chip IC 74LS165. Data paralel ditempatkan pada input A sampai H (kaki 2 sampai 5 dan kaki 10 sampai 14) 74LS165, sebelum mengambil data AT89C2051 me-nol-kan sesaat kaki LD* (kaki 1) 74LS165, untuk merekam data pada input masuk ke shift register. Setelah itu pada kaki P3.1 AT89C2051 mengambil data dari 74LS165 dengan cara mengeluarkan 8 pulsa sinyal denyut (clock) untuk mendorong data dalam shift register 74LS165 masuk ke AT89C2051 lewat kaki P3.2. Rangkaian dalam Gambar 5 memakai 2 chip 74LS165 untuk membentuk port input 16 bit dengan cara menghubungkan kedua 74LS165 secara seri (kaki QH U2 dihubungkan ke kaki SER U3, kaki CLK U2 dan U3 dihubungkan jadi satu, demikian juga kaki LD* ). Pengiriman data seri mode 0 adalah 8 bit sekali pengiriman, dengan demikian untuk mengambil data input 16 bit dari 2 chip 74LS165 dilakukan dalam dua kali pengambilan. Potongan Program 2 01:ExtraInput: 02: CLR P3.7 03: NOP 04: SETB P3.7 05: ACALL Input8bit 06: MOV R0,A 07: ACALL Input8bit 08: MOV R1,A 09: RET 10:; 11:Input8Bit: 12: CLR RI 13: JNB RI,$ 14: MOV A,SBUF 15: RET Rutin ExtraInput pada Potongan Program 2 dipakai untuk mengambil data 16 bit dari input 2 chip 74HC165. Baris 2 sampai 4 me-nol-kan sesaat kaki LD* (kaki 1) 74LS165, kemudian mengambil 8 bit data yang pertama dan disimpan di R0 (baris 5 dan 6), 8 bit data yang kedua diambil dan disimpan ke R1 pada baris 7 dan 8. Sub-rutin Input8bit pada baris 11 bertugas untuk mengambil data 8 bit. Proses pengambilan data dimulai dengan instruksi CLR RI pada baris 12, setelah instruksi ini AT89C2051 mengeluarkan 8 pulsa sinyal denyut pada kaki P3.2 untuk mendorong data 8 bit pada 74LS165 masuk kaki P3.0. Instruksi pada baris 13 menunggu sampai 8 bit pulsa denyut selesai dikirim, dan data diambil dengan instruksi MOV A,SBUF pada baris 14. Sebelum memakai sub-rutin ExtraInput, terlebih dulu harus menjalankan instruksi SETB REN, agar port seri bisa berfungsi sebagai input. Cara menghubungkan secara seri 2 shift register 74LS165 untuk memperoleh port input 16 bit, bisa pula dipakai untuk membangun port output 16 bit dengan 74LS164. Bahkan bila diperlukan input/output dengan jumlah bit lebih banyak, bisa dibuat rangkaian yang terdiri dari beberapa chip shift register. Proses pengiriman data seri lebih lambat dibanding dengan pengiriman data paralel, tapi pengiriman data 8 bit yang dibicarakan di atas hanya memerlukan waktu 8 mikro-detik, dalam banyak keperluan masih bisa diterima penggunaan port seri MCS51 tersebut.

"Referensi Belajar Elektronika Online"

Inkubator Dengan Fuzzy Logic

Inkubator Dengan Fuzzy Logic

Potongan Program 1 – Program Utama Inkubator Dengan Fuzzy Logic

Modul LCD 2´16

Potongan Program 3 – Out_Ctrl

Potongan Program 4 – Init LCD

Sensor Suhu

Potongan Program 5 – Read A/DC

Pengendalian Output

Pengaturan Intensitas Lampu Pada Inkubator Dengan Fuzzy Logic

Potongan Program 6 – Interrupt OC3

PWM (Pulse Width Modulation)

You may also like, related Inkubator Dengan Fuzzy Logic

Advertisement

Artikel Elektronika

Advertisement

Query Elektronika

Advertisement