Home » Mikrokontroler » Aplikasi Mikrokontroler » Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer

Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer

Monday, January 9th, 2023 - Aplikasi Mikrokontroler, Tool Kit

Atmel 40 pin MCS51 Flash PEROM Programmer tidak sederhana seperti AT89C2051 Flash PEROM Programmer, mengingat kaki-kaki IC MCS51 40 pin yang harus diatur jauh lebih banyak jumlahnya. Untuk keperluan itu dipakai satu chip AT89C51, alat ini dihubungkan ke Serial Port PC lewat bantuan IC MAX23.
Selain memperlihatkan cara mengisi Flash PEROM dalam MCS51 40 pin buatan Atmel, program yang dibahas merupakan contoh komunikasi data seri lewat RS232 yang sangat spesifik.

Selain memproduksi mikrokontroler MCS51 versi mini dengan 20 kaki (AT89C1051, AT89C2051 dan AT89C4051), Atmel memproduksi juga AT89C51, AT89C52, AT89S8252, AT89S53 dan AT89C55, yakni mikrokontroler MCS51 versi 40 kaki. Semua mikrokontroler ini dilengkapi dengan Flash PEROM (Programmable Eraseable Read Only Memory) sebagai media memori-program, dan susunan kaki IC-IC itu semuanya sama.

Perbedaan ke-lima IC 40 kaki diatas terutama terletak pada kapasitas memori-program, AT89C51 mempunyai 4 KiloByte Flash PEROM, AT89C52 dan AT89S6252 punya 8 KiloByte, AT89S53 punya 12 KiloByte, sedangkan AT89C55 punya 20 KiloByte. Meskipun demikian cara mengisi Flash PEROM semua IC itu sama. Untuk memudahkan pembicaraan, IC-IC tersebut di atas disebut sebagai AT89C51/52.

Khusus untuk AT89S8252, selain punya Flash PEROM IC ini dilengkapi pula dengan 2 KiloByte EEPROM (Electrical Eraseable Programable Read Only Memory) sebagai memori-data.

Atmel MCS51 40 Kaki Sebagai PEROM

IC MCS51 40 kaki buatan Atmel bisa dianggap sebagai IC Flash PEROM jika RST (kaki nomor 9) diberi tegangan 5 Volt, dan PSEN (kaki nomor 29) dihubungkan ke Ground. Dalam keadaan demikian, Port 0 (kaki nomor 39 sampai 32) berfungsi sebagai saluran-data (data bus) D0..D7, Port 1 (kaki nomor 1 sampai 8) berfungsi sebagai saluran-alamat (address bus) A0..A7, sebagian Port 2 (P2.0..P2.5, kaki nomor 21 sampai 26) berfungsi sebagai saluran-alamat (address bus) A8..A13.

Sebagai Flash PEROM ada 5 hal yang bisa dilakukan, yakni

menghapus isi Flash PEROM semuanya sekali gus
mengisi Flash PEROM byte per byte
mengambil isi Flash PEROM byte per byte
Selain itu untuk mencegah pembajakan, Flash PEROM bisa di-‘kunci’, sehingga program yang disimpan di dalamnya tidak bisa diambil keluar dari chip. Di sediakan 3 macam pengamanan yang berbeda tingkat.
Microcontroller produksi Atmel masing-masing punya kode produksi, ini memudahkan program di komputer mengenali chip microcontroller jenis apa yang dipasangkan pada Flash PEROM Programmer.

Hal-hal tersebut di atas diatur lewat kombinasi sinyal yang diberikan pada P3.6 dan P3.7 (kaki nomor 16 dan 17) serta P2.6 dan P2.7 (kaki nomor 27 dan 28), seperti terlihat pada Tabel 1. Selain sinyal-sinyal itu, perlu pula diatur tegangan yang diumpankan ke Vpp (kaki nomor 31), untuk keperluan pengisian informasi ke dalam Flash PEROM diperlukan tegangan 12 Volt yang disertai dengan pulsa pada PROG (kaki nomor 30), sedangkan untuk pembacaan cukup pakai tegangan Vpp 5 Volt.

Pengisian Data Ke PEROM

Dalam bagan rangkaian pada Gambar 1, RST diberi tegangan 5 Volt dan PSEN dihubungkan ke Ground, hal ini membuat AT89C51/52 menjadi sebuah IC Flash PEROM. Agar Flash PEROM ini bisa diisi, pengatur mode P2.6; P2.7; P3.6 dan P3.7 diberi kombinasi sinyal ‘0’, ‘1’,’1’ dan ‘1’.

Gambar 1. Bagan mengisi PEROM

Proses pengisian Flash PEROM, dilakukan dengan urutan sebagai berikut :

Pada kaki Vcc, kaki RESET dan kaki EA AT89C51/52 diberi catu daya 5 Volt dan PSEN diberi tegangan 0.
AT89C51/52 disiapkan kerja pada mode pengisian dengan memberi sinyal HHHL pada kaki 7..P2.6.
Selesai melakukan persiapan ini, tegangan di EA dinaikkan menjadi 12 Volt sebagai catu daya yang diperlukan untuk pengisian PEROM.
Data yang akan diisikan disiapkan di Port 0 (0..P0.7) yang berfungsi sebagai jalur-data, nomor PEROM yang akan diisi dipilih lewat Port 1 (P1.0..P1.7) dan sebagaian Port 2 (P2.0..P2.5) yang berfungsi sebagai jalur-alamat.
Pulsa nol PROG pada ALE (kaki nomor 30) dipakai sebagai perintah agar data pada Port 0 diisikan ke dalam PEROM, proses pengisian ini memerlukan waktu relatip lama lebih kurang selama 1,5 mili-detik, selama proses pengisian ini kaki 4 menjadi ‘0’ menandakan AT89C51/52 sedang sibuk (BUSY). Saat kaki P3.4 menjadi ‘1’ kembali berarti selesai sudah proses pengisian data 1 byte ke dalam PEROM, dan AT89C51/52 siap menerima data lagi.
Urutan 4 dan 5 di atas diulang untuk mengisikan data 1 byte demi 1 byte, sampai semua PEROM dalam AT89C51/52 selesai diisi.

Pembacaan Data Dari PEROM

Gambar 2 merupakan susunan rangkaian untuk membaca isi Flash PEROM AT89C51/52, dalam susunan ini Port 0 (P0.0..P0.7) dipakai sebagai saluran data dari PEROM yang akan diambil, P3.7,P3.6, P2.7 dan P2.6 dipakai untuk memilih mode kerja, kaki RST dan EA dipakai untuk catu daya tambahan (VPP) sebesar 5 Volt.

Gambar 2. Bagan membaca Isi PEROM

Proses pengambilan isi Flash PEROM, dilakukan dengan urutan sebagai berikut :

Pada kaki Vcc, kaki RESET dan kaki EA AT89C51/52 diberi catu daya 5 Volt dan PSEN diberi tegangan 0.
AT89C51/52 disiapkan kerja pada mode pengisian dengan memberi sinyal HHLL pada kaki 7..P2.6.
Dengan konfigurasi seperti ini, data yang ada di Port 0 adalah data dari Flash PEROM di dalam chip yang di-‘pilih’ lewat jalur alamat. Sehingga hanya mengatur kombinasi jalur alamat .A13, seluruh isi dari Flash PEROM bisa diambil byte demi byte.

Desain Rangkaian Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer

Rangkaian dirancang bisa dipakai untuk mengisi Flash PEROM pada 5 jenis MCS51 40 pin produksi Atmel, dari 5 jenis mikrokontroler itu AT89C55 mempunyai kapasitas Flash PEROM yang paling besar, 20 KiloByte. Sehingga harus disediakan jalur alamat sebanyak 15 (A0..A14).

Di samping itu 4 jalur untuk mengatur mode kerja Flash PEROM di dalam chip AT89C51/52 (P3.7, P3.6, P2.7 dan P2.6), 1 jalur untuk pulsa pemrograman (sinyal PROG di ALE), 1 jalur sumber tegangan pemrograman (Vpp di EA) ditambah dengan 8 jalur data, sehingga keseluruhan ada 29 jalur yang harus diatur. Jumlah ini terlalu banyak kalau diatur dari Printer Port PC, seperti halnya rangkaian AT89C2051 Flash PEROM Programmer.

Gambar 3 merupakan skema rangkaian AT89C51/52 Flash PEROM Programmer yang dibuat, IC U4 merupakan socket untuk menempatkan IC AT89C51/52 yang akan diisi, 29 jalur yang dibicarakan di atas dikendalikan lewat satu chip AT89C51 (U1). Untuk memudahkan pembuatan PCB, diusahakan kaki-kaki IC U4 dihubungkan langsung ke kaki-kaki IC U1 dengan nomor yang sama, sehingga yang terjadi adalah mem-parallel-kan U1 dan U4.

Meskipun demikian ada beberapa kaki yang tidak bisa dihubungkan langsung, misalnya sinyal PROG dibangkitkan di P3.3 (kaki nomor 13 U1) yang dihubungkan ke ALE (kaki nomor 30 U4). Kaki XTAL2 (kaki nomor 18 U1) yang merupakan output osilator kristal dihubungkan ke XTAL1 (kaki nomor 19 U4) yang merupakan input osilator.

Rangkaian reset yang dibentuk dengan C1 dan R2, serta rangkaian osilator yang dibentuk dengan C2, C4 dan kristal Y1, merupakan rangkaian baku bagi MCS51, persis sama dengan rangkaian yang biasa dijumpai di AT89C2051.

Program yang diisikan ke Flash PEROM diumpan dari PC, hubungan alat ini dengan PC dilakukan secara komunikasi data seri. Level tegangan pada AT89C51 memenuhi standard TTL yang 5 Volt, sedangkan Serial Port PC memakai standard RS232 yang bisa mengayun antara –12 Volt sampai +12 Volt, perbedaan tegangan antara 2 sistem ini diselaraskan dengan IC MAX232 (U2), C3, C6, C7 dan C8 merupakan kapasitor yang diperlukan MAX232.

Tegangan VPP merupakan tegangan tambahan yang diperlukan untuk mengisi Flash PEROM, tegangan ini diumpankan ke EA (kaki 31) U4. Tegangan Vpp mempunyai 2 nilai, pada mode-mode kerja mengisi Flash PEROM, diperlukan tegangan Vpp sebesar 12 Volt, sedangkan pada mode-mode kerja pengambilan isi Flash PEROM nilai Vpp hanya sebesar 5 Volt.

Rangkaian pembangkit tegangan Vpp dibentuk dengan U5 LM317, yang dilengkapi dengan resistor R3, R4,R5 dan R6, kapasitor C10 serta transistor NPN Q1 (Q1 bisa pakai transistor NPN kecil type apa saja).

P3.5 (kaki 15 U1) dipakai untuk membangkitkan sinyal LowVPP, jika sinyal LowVPP =’1’ tegangan output LM317 menjadi 5 Volt, sebaliknya jika sinyal LowVPP =’0’ tegangan output LM317 menjadi 12 Volt.

Nilai tahanan R3 R4 dan R5 termasuk ‘aneh’, nilai ini dipilih untuk menyesuaikan agar tegangan output LM317 tepat 5 Volt atau 12 Volt. Meskipun demikian nilai Vpp boleh berkisar antara 11.5 sampai 12.5 Volt, nilai tahanan-tahanan tersebut boleh sedikit berbeda asalkan tegangan Vpp yang dihasilkan masih memenuhi kriteria di atas.

Uji coba rangkaian bisa dilakukan dengan cara memberi tegangan +5 Volt pada ujung resistor R6 yang terhubung ke kaki 15 U1, saat ini tegangan Vpp (kaki 31 U4) berkisar 5 Volt, kemudian tegangan pada R6 dilepas dan Vpp harus bernilai 12 Volt.

Skema Rangkaian AT89C51/52 PEROM Programmer,atmel 40 pin mcs51 flash perom programmer,flash perom programmer,cara mengisi flash perom dalam mcs51 40 pin buatan atmel,proses pengisian flash perom,rangkaian atmel 40 pin mcs51 flash perom programmer,program pengendali atmel 40 pin mcs51 flash perom programmer

Gambar 3. Skema Rangkaian AT89C51/52 PEROM Programmer

Program Pengendali Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer

Program untuk alat ini terdiri atas 2 bagian, bagian pertama adalah program yang terletak di dalam Flash PEROM AT89C51 (U1), yang berfungsi untuk mengatur pengisian Flash PEROM dan mengatur komunikasi data seri antara PC dengan alat ini. Bagian kedua adalah program yang dijalankan di PC yang ditulis dengan Turbo Pascal, berfungsi untuk mengendalikan alat ini, terutama mengirimkan isi file yang akan di isikan ke Flash PEROM.

Alat ini bisa dipakai mengisi Flash PEROM di dalam berbagai jenis MCS51 40 pin buatan Atmel, kapasitas Flash PEROM yang terbesar terdapat dalam AT89C55, sebesar 20 KiloByte.

Kode-kode yang akan diisikan ke Flash PEROM, satu blok demi satu blok dikirim PC lewat saluran komunikasi seri RS232. Satu blok data tersebut di-isi-kan ke dalam Flash PEROM, kemudian di-baca kembali untuk menguji apakah pengisian berhasil baik. Setelah itu alat ini menghubungi PC untuk melaporkan hasil pengisian dan PC mengirimkan lagi data untuk diisikan lebih lanjut.

Kapasitas satu blok data yang dikirim PC ditentukan tidak lebih dari 32 byte, dengan demikian data tersebut cukup ditampung dalam memori-data internal AT89C51 (U1), sehingga alat ini tidak perlu dilangkapi memori-data eksternal untuk menampung data yang akan diisikan ke Flash PEROM.

Komunikasi data seri yang dipakai mengggunakan mode teks, artinya semua insformasi yang dikomunikasikan memakai kode ASCII, termasuk perintah dari PC ke alat ini; jawaban alat ini ke PC, bahkan kode-kode yang akan diisikan ke dalam Flash PEROM juga dikirimkan dalam kode ASCII.

Format HEX Dari Intel

Program-program assembler, termasuk ALDS, menyimpan kode mesin hasil terjemahannya ke dalam file teks dengan format khusus, format yang paling banyak dipakai assembler-assembler MCS51 adalah ‘format HEX dari Intel’.

File kode mesin dengan format HEX, merupakan baris-baris tulisan seperti terlihat dalam Gambar 4, file semacam itu bisa dibaca dengan text editor biasa, misalnya EDIT.COM dalam DOS, atau NOTEPAD dalam Windows.

Gambar 4. Anatomi baris-baris dalam file format HEX

Setiap baris mengandung informasi tentang berapa banyak data dalam baris tersebut, alamat awal tempat penyimpanan data dalam baris tersebut, jenis baris dan sarana untuk memastikan kebenaran data yang dinamakan sebagai check sum. Dalam baris tersebut, setiap huruf (kecuali huruf pertama) mewakili satu bilangan heksa-desimal, dengan demikian setiap 2 huruf membentuk data satu byte yang terdiri dari 2 bilangan heksadesimal.

Rincian dari format tersebut sebagai berikut :

Huruf pertama dalam baris selalu berisi tanda “:”, merupakan kode identitas yang menyatakan baris tersebut berisikan kode-kode yang disimpan dalam format HEX dari Intel.
Huruf ke-2 dan ke-3 dipakai untuk menyatakan banyaknya data dalam baris yang dinyatakan dengan bilangan heksa-desimal, sehingga banyaknya data dalam 1 baris maksimal adalah 255 (atau heksa-demimal FF).
Huruf ke 4 sampai 7, merupakan 4 buah bilangan heksa-desimal yang dipakai untuk menyatakan alamat awal tempat penyimpanan kode-kode dalam baris teks tersebut.
Huruf 8 dan 9 dipakai untuk menyatakan jenis teks data. Nilai 00 dipakai untuk menyatakan baris tersebut berisikan data biasa, 01 menyatakan baris tersebut merupakan baris terakhir.
Huruf ke 10 dan seterusnya adalah data. Setiap 2 huruf mewakili data 1 byte, sehingga jumlah huruf pada bagian ini adalah dua kali banyaknya data yang disebut pada butir 2 di atas.
2 huruf terakhir dalam baris merupakan check sum. Byte-byte yang disebut dalam butir 2 sampai 5 di atas dijumlahkan, hasil penjumlahan di-balik (inverted) sebagai bilangan check sum. (Hasil penjumlahan bisa menghasilkan nilai yang lebih besar dari 2 bilangan heksadesimal, namun hanya 2 bilangan heksa-desimal yang bobotnya terkecil yang dipakai).

Pengiriman Teks Intel HEX Pada Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer

Pengiriman kode-kode yang akan disimpan ke dalam Flash PEROM, dengan mudah dilakukan dengan program Pascal seperti terlihat dalam Potongan Program 1.

Pada baris 1, NamaFile adalah parameter yang menyatakan file mana yang akan dikirimkan, file tersebut di-‘buka’ di baris 6, isi file tersebut diambil sebagai teks baris demi baris pada baris 9 Potongan Program 1, kemudian satu baris teks tersebut dikirim ke Flash PEROM Programmer secara seri lewat saluran RS232 dengan perintah pada baris 10.

Flash PEROM Programmer akan melaporkan hasil kerjanya dengan mengirim huruf ‘G’ ke PC kalau data yang baru diterima semuanya berhasil disimpan ke dalam Flash PEROM, atau mengirimkan huruf ‘E’ kalau terjadi kesalahan pengiriman data, atau mengirim huruf ‘F’ kalau alamat data yang dikirim di luar batasan Flash PEROM dalam chip yang diisi.

Laporan dari Flash PEROM Programmer diterima oleh program Pascal ini dengan instruksi C:=SerialIn pada baris 11. Sebagai ilustrasi, kalau ternyata huruf jawaban ini bukan ‘G’ maka pada baris 13 dikirimkan pesan kesalahan.

Proses pengiriman ini diulang terus sampai semua baris dalam file habis dikirim, pengulangan ini dilakukan dengan kendali loop ‘while’ yang dibentuk dengan baris instruksi 7, 8 dan 16.

Potongan Program 1 – Kirim teks Intel HEX

01: PROCEDURE KirimIntelHEX(NamaFile:STRING);
01: var T : TEXT;
02:     L : STRING;
03:     C : CHAR;
04: BEGIN
05:      Assign(T,Nama); reset(T);
06:      while not EOF(T) do
07:      BEGIN
08:           readln(T,L);
09:           SerialOut(L);
10:           C := SerialIn;
11:           case C of
12:           ‘E’ : writeln(‘Salah pengiriman’);
13:           ‘F’ : writeln(‘Salah alamat’);
14:           end;
15:      END;
16:      Close(T);
17: END;

Sebagai program komunikasi, Potongan Program 1 di atas mempunyai pasangan, yakni Potongan Program 2 yang ditulis dengan bahasa assembly MCS51 yang berfungsi untuk menerima kiriman data.

Baris 1 sampai 5 Potongan Program 2 dipakai untuk mendeklarasikan variabel yang dipakai, (instruksi .data di baris 1 artinya baris-baris berikut di bawah baris 1 menempati memori-data). Variabel yang dipakai adalah Buffer kapasitasnya $20 (tanda $ artinya heksa-desimal, $20 = 32) byte, dipakai untuk menampung data dari PC. Banyaknya data yang disimpan dalam Buffer bisa bervariasi, variable JumlahByte dipakai untuk menyatakan berapa byte yang saat itu disimpan di dalam Buffer. Variable Alamat dipakai untuk mencatat data di dalam Buffer nantinya akan diisikan ke Flash PEROM yang mana.

Baris 7, .CODE menyatakan baris-baris berikutnya merupakan program yang harus disimpan di memori-program. Huruf pertama standard format Intel HEX adalah “:”, hal ini diperiksa pada baris 9 dan 10, jika ternyata bukan “:’ maka dianggap sebagai kesalahan.

Berikutnya adalah menerima kiriman 1 baris teks, sesuai dengan pembahasan format HEX dari Intel di atas, pertama-tama diterima 2 huruf (baris 14) sebagai banyaknya data yang akan diterima (baris 15), nilai ini disimpan di R3 sebagai counter untuk penerimaan data di baris 36, disimpan juga ke variabel JumlahByte untuk keperluan yang sudah dibahas di atas (baris 16). Jika JumlahByte=0 maka baris ini diabaikan (baris 17), jika JumlahByte>20 dianggap sebagai kesalahan (baris 18,19).

Baris 21 sampai 24 menerima alamat yang merupakan bilangan biner sepanjang dua byte dan disimpan di variabel Alamat. Baris 26 dan 27 memeriksa jenis baris teks yang diterima, baris teks yang jenisnya tidak sama dengan 0 tidak akan diterima.

Proses penerimaan data dilakukan di baris 31 sampai 36. Data akan ditampung di variabel Buffer yang kapasitasnya 32 byte, untuk keperluan itu di baris 31 alamat dari varibael Buffer dicatat di R0. Baris 33 menerima data dari PC byte demi byte, data ini disimpan ke varibel Buffer pada baris 34, di mana R0 dipakai sebagai register indirect untuk menyimpan isi Akumulator A. Nilai R0 dinaikkan 1, agar penyimpanan data berikutnya tidak menindih data yang baru saja disimpan. Proses ini ulang sampai nilai R3=0 (baris 36). (Seperti diketahui pada baris 15 R3 diisi dengan banyaknya data yang akan diterima).

Setiap kali menerima data dari sub-rutin ReadByteSum, data yang baru saja dibaca diakumulasikan ke R6, untuk keperluan ini R6 di-nol-kan di baris 11. Dengan mikian nilai yang tersimpan dalam R6 adalah Check Sum hasil perhitungan dari data yang diterima. Jika data yang diterima tidak ada kesalahan, nilai R6 akan sama dengan CheckSum yang dikirim PC (baris 38) hanya saja berlawanan tanda, kalau hasil penjumlahan dua nilai ini (baris 39) tidak nol berarti telah terjadi kesalahan pengiriman data (baris 40).

Potongan Program 2 –menerima kiriman teks Intel HEX

01:    .DATA
02:    ORG $30
03: Buffer        DS $20
04: JumlahByte    DS 1
05: Alamat        DS 2
06: ;
07:    .CODE
08: DownLoad:
09:    ACALL SerialIn
10:    CJNE A,#’:’,Kesalahan
11:    MOV   R6,#0
12: ; ***
13:    MOV   R5,#’G’      ; ‘G’=Good
14:    ACALL ReadByteSum ; Ambil banyaknya byte
15:    MOV   R3,A         ; R3 sebagai counter
16:    MOV   JumlahByte,A ; untuk penulisan
17:    JZ    ReadEOL      ; Banyaknya=0? Selesai
18:    CJNE A,#$20,$+3   ; >$20?
19:    JNC   Kesalahan    ; Ya, salah
20: ; ***
21:    ACALL ReadByteSum ; Baca Alamat baris ini
22:    MOV   Alamat+1,A   ; A8..A15
23:    ACALL ReadByteSum ; Baca lagi
24:    MOV   Alamat,A     ; A0..A7
25: ; ***
26:    ACALL ReadByteSum ; Baca Jenis rekaman
27:    JZ    ReadEOL      ; Kalau Jenis<>0 abaikan
28: ;
29: ; *** Baca Blok Data
30: ;
31:    MOV   R0,#Buffer   ; Data disimpan ke Buffer
32: LoopBaca:
33:    ACALL ReadByteSum ; Ambil 1 byte data
34:    MOV   @R0,A        ; Simpan ke RAM
35:    INC   R0           ; Buffer berikutnya
36:    DJNZ R3,LoopBaca ; Ulangi sampai selesai
37: ; ***
38:    ACALL ReadByte     ; Ambil checksum
39:    ADD   A,R6         ; Jumlahkan dengan
40:    JNZ   Kesalahan    ; checksum hitungan sendiri
41: TungguENTER:
42:    ACALL SerialIn
43:    CJNE A,#$0D,TungguENTER
44:    RET
45: ;
46: Kesalahan:
47:    MOV   R5,#’E’
48: ReadEOL:
49:    ACALL TungguENTER
50:    MOV   A,R5
51:    AJMP SerialOut

Pengisian Flash PEROM

Bagian pengisian Flash PEROM ini sangat tergantung pada rangkaian yang dibuat, proses tersebut diselesaikan dengan Potongan Program 3. Saat memakai Potongan Program 3, R6 dan R7 dipakai untuk menampung alamat Flash PEROM yang akan diisi ( R6 dipakai untuk A0..A7, R7 untuk A8..A14), sehingga sebelum memakai sub-rutin WriteByte (baris 5) nilai variabel Alamat yang dibicarakan di atas harus diisikan dulu ke R6 dan R7.

Susunan kaki-kaki IC dalam rangkaian alat ini sebagai berikut : Port 0 (kaki nomor 39 sampai 32) berfungsi sebagai saluran-data (data bus) D0..D7, Port 1 (kaki nomor 1 sampai 8) berfungsi sebagai saluran-alamat (address bus) A0..A7, sebagian Port 2 (P2.0..P2.5, kaki nomor 21 sampai 26) berfungsi sebagai saluran-alamat (address bus) A8..A13.

Sesuai dengan susunan kaki di atas, data yang akan diisikan ke Flash PEROM diumpankan ke P0 (baris 6). Baris 8 sampai 16 berfungsi untuk menempatkan alamat Flash PEROM yang dikehendaki (yang tersimpan di R6 dan R7) didistribusikan ke kaki-kaki U1, sesuai dengan susunan kaki di atas.

Baris 1 sampai 3 mendeklarasikan nama sinyal pada masing-masing kaki sesuai dengan yang ada di rangkaian. Sinyal PROG (baris 1) merupakan pulsa ‘0’ dengan lebar minimum 2 mikro-detik, yang dipakai untuk memulai proses pengisian Flash PEROM. Setelah PROG kembali menjadi ‘1’ sinyal READY (baris 2) akan menjadi ‘0’ menandakan saat itu sedang terjadi proses pengisian Flash PEROM, setelah proses pengisian selesai READY akan kembali menjadi ‘1’.

Sinyal PROG yang berupa pula ‘0’ dibangkitkan di baris 21 sampai 23, lebar pulsa yang terjadi sekitar 2 mikro-detik, memenuhi pesyaratan yang dikehendaki Atmel. Baris 25 menunggu sampai proses pengisian Flash PEROM selesai, dengan cara memeriksa sinyal READY, selama sinyal REAFY masih =’0’ mikrokontroler akan tertahan di baris 25.

Potongan Progam 3 – Pengisian Flash PEROM

01: PROG   bit P3.3
02: READY bit P3.4
03: A14    bit P3.2
04:
05: WriteByte:
06:      MOV   P0,A    ; Data ke P0
07: ;
08:      MOV   A,R6    ; A0..A7 ke P1
09:      MOV   P1,A
10: ;
11:      MOV   A,R7    ; A8..A14 ke Acc
12:      MOV   C,A.6   ; A14 ke C
13:      MOV   A14,C   ; ditempatkan
14: ;
15:      MOV   C,P2.6 ; P2.6 disimpan ke A.6
16:      MOV   A.6,C
17:      MOV   C,P2.7 ; P2.7 disimpan ke A.7
18:      MOV   A.7,C
19:      MOV   P2,A    ; kembalikan ke P2
20: ;
21:      CLR   PROG    ; Pulsa ‘0’ selama
22:      NOP           ; 2 mikro-detik
23:      SETB PROG    ; READY =’0′
24: ;
25:      JNB   READY,$ ; READY sudah =’1′?
26:      RET

Semoga bermanfaat, Kami harap dengan uraian tentang Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer diatas dapat menambah pengetahuan kita dibidang mikrokontroler.

Title : Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer
Archive : Aplikasi Mikrokontroler, Tool Kit

You may also like, related Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer

Pembentukan Variable secara… Pembentukan Variable secara Assembly Assembly listing merupakan salah satu hasil kerja program Assembler yang sangat berguna untuk memahami teknik pemrograman Assembler, bahasan dalam artikel ini memakai Assembly Listing untuk pemahaman pengatur Assembler ORG, .DATA, .CODE dan DS secara mendalam. Tujuan akhir penulisan program assembly adalah mengisi memori-program dengan kode-kode mesin dan data konstan, serta mengatur pemakaian memori-data. Ungkapan di atas terdengar agak aneh, tapi memang demikianlah yang terjadi, hal ini sering kurang disadari mereka yang baru dalam penulisan program assembly. Letak memori yang dipakai untuk keperluan-keperluan di atas diatur oleh penulis program assembly sepenuhnya, dengan memerhatikan perangkat keras yang dirancang, terutama menyangkut penempatan memori dalam rangkaian yang dibuat. Penempatan memori dalam rangkaian yang dibuat sering digambarkan dalam semacam tabel yang dinamakan sebagai denah memori (memory map). Origin Untuk menentukan letak program atau data dalam memori, program Assembler mempunyai perintah pengatur program Assembler (assembler dirictive) yang dikenal sebagai ORG - singkatan dari Origin. ORG merupakan perintah dengan sebuah Operand yang dipakai untuk menyatakan nomor awal memori yang akan dipakai dalam perintah baris-baris berikutnya. Nomor memori berikutnya akan naik terus sesuai dengan pemakaian memori, sampai suatu saat dijumpai perintah ORG lain, maka nomor memori yang dipakai akan berubah sesuai dengan nilai operand perintah ORG baru. Seperti yang diulas di atas, ada dua macam memori yang perlu di atur, yaitu memori-program dan memori-data, jelas pengaturan kedua macam memori itu dilakukan secara terpisah, artinya perintah ORG yang diberikan untuk memori-program dipakai untuk menentukan alamat memori-program, dan nilai ini jelas berlainan dengan nilai ORG yang diberikan untuk memori-data. Memori-program dan Memori-data Program Assembler dilengkapi pengatur program Assembler (assembler dirictive) untuk membedakan memori yang dipakai adalah memori-program atau memori-data, tapi perintah yang dipakai tidak seragam, artinya masing-masing program Assembler mempunyai perintah tersendiri meskipun akhirnya bermaksud sama. Misalkan dalam ALDS .data (tulisan data yang didahului dengan tanda titik) untuk menentukan baris-baris berikutnya adalah memori-data, sedangkan untuk menentukan memori-program dipakai perintah .code (tulisan code yang didahului dengan tanda titik). Dalam program Assembler lain ada yang menggantikan kedua perintah tadi dengan dseg dan cseg. Dalam dunia mikrokontroler yang dimaksud dengan memori-program adalah memori yang isinya tidak berubah meskipun sumber daya rangkaian hilang, untuk itu biasanya dipakai memori jenis EPROM sebagai memori-program. Kini banyak dipakai Flash PEROM sebagai memori-program, seperti dalam mikrokontroler buatan Atmel (baik dari keluarga MCS51 maupun keluarga AVR). File program-obyek hasil kerja program Assembler yang disimpan dalam file *.HEX, berisikan kode-kode mesin yang nantinya diisikan ke memori-program dengan alat yang dinamakan sebagai EPROM/PEROM Programmer. Segala susuatu yang ditulis pada bagian .code (cseg) akan disimpan ke dalam file *.HEX. Sedangkan memori-data adalah memori yang isinya bisa berganti-ganti, memori-data diberi nilai awal oleh program saat sistem mulai bekerja, dan nilai yang disimpan di dalam memori-data akan berubah sesuai dengan keadaan kerja dari alat. Dengan demikian dalam program-obyek tidak terdapat kode-kode untuk memori-data, atau segala susuatu yang ditulis pada bagian .data (dseg) tidak akan disimpan ke dalam file *.HEX. Pengertian Variable Variabel merupakan suatu tempat yang diperlukan untuk menyimpan data. Saat program bekerja sering-sering perlu menyimpan dulu beberapa nilai yang akan dipakai lagi pada kesempatan lain. Variabel ini bisa ditempatkan dalam register-register di dalam mikrokontroler, sepanjang data yang harus disimpan tidak banyak dan masih ada register dalam mikrokontroler yang belum terpakai untuk keperluan lain. Jadi pemakaian register untuk menempatkan variabel, sangat tergantung pada jenis mikrokontroler yang dipakai. Mikrokontroler keluarga MCS51 mempunyai 8 register serba guna (R0..R7), register R0 dan R1 mempunyai kegunaan lebih dibanding dengan register lainnnya, yakni kedua register ini bisa dipakai untuk mengalamati memori-data internal, sehingga biasanya yang dipakai sebagai penampung variable hanyalah R2..R7 kalau memang 6 buah register tersebut tidak dipakai untuk keperluan lain. Di samping itu masih pula ada register B yang bisa dipakai, karena register B ini hanya diperlukan untuk instruksi MUL AB dan DIV AB, sepanjang 2 instruksi itu tidak dipakai, register B adalah tempat yang baik sekali untuk menampung variabel. Mikrokontroler ciptaan Atmel yang baru, AVR, mempunyai register serba guna sebanyak 32, meskipun beberapa register mempunyai kegunaan khusus, tapi biasanya register sebanyak itu cukup dipakai untuk menempatkan variabel. Memakai register-register tersebut di atas untuk tempat penyimpanan variable tidak diperlukan cara-cara khusus, dalam penulisan program cukup diingat saja masing-masing register dipakai untuk keperluan apa. Kalau register-register mikrokontroler sudah tidak cukup lagi untuk menempatkan variable, maka viariabel ditempatkan dalam memori-data. Untuk keperluan ini diperlukan teknik-teknik penulisan program assembly. Apa yang ada di dalam memori-data tidak akan ditempatkan di dalam file program-obyek, maka sesungguhnya yang dilakukan program-sumber assembly pada memori-data hanyalah sekedar mengatur pemakaian memori-data, tidak sampai perlu membangkitkan kode-kode. Perintah untuk pengaturan memori-data hanya satu, yakni DS – singkatan dari Define Storage, yakni permintaan pada program Assembler agar mengalokasikai memori-data sebanyak sekian byte, seperti yang disebutkan dalam operand. Mengatur pemakaian Memori-data Catatan : agar pembahasan dalam artikel ini lebih mudah diterima, Assembly Listing 1 sedikit dimodifikasi, yakni pada bagian paling kiri diberi nomor baris (01 sampai 29), Assembly Listing yang asli tidak ada nomor baris seperti ini. Baris 01 pada Assembly Listing 1, berisikan perintah untuk assembler .data, perintah ini mengakibatkan baris-baris berikutnya sampai baris perintah .code (baris nomor 12) ditempatkan pada memori-data. Artinya variabel-variabel Detik, Menit, Jam, Jarak, Kecepatan, Penampung berada di memori-data. Variabel-variabel tersebut tidak akan diseimpan dalam file program obyek *.HEX. Setelah perintah .code baris 12 sampai baris terakhir, memori yang dipakai adalah memori-program, apa yang terdapat dalam baris-baris ini akan disimpan sebagai kode-kode dalam file program-obyek *.HEX. ORG 20H pada baris 02 menyatakan baris-baris berikutnya akan ditempatkan mulai memori nomor 20h, dengan demikian kombinasi dari baris 01 dan 02 akan mempunyai arti baris-baris berikutnya ditempatkan di memori-data mulai nomor 20h. Perhatikan 4 angka heksadesimal setelah nomor baris 01: dan seterusnya. Pada baris 01 angka heksadesimal ini bernilai 0000, maksudnya saat itu program Assembler siap pada memori nomor 0000, nomor ini adalah nomor awal yang secara otomatis dipakai oleh program Assembler kalau tidak diberi perintah ORG. Pada baris 02: nomor memori merubah menjadi 0020, ini sesuai dengan perintah yang diberikan pada baris 02:, yaitu ORG 20h. Perintah DS dipakai untuk mengalokasikan memori, banyaknya memori yang dialokasikan ditulis pada bagian operand. Baris 03 mengalokasikan 1 byte memori untuk menempatkan variable yang diberi nama Detik (cukup dialokasikan sebanyak 1 byte, karena nilai detik hanya akan berkisar antara 00 sampai 59), Baris 04 mengalokasikan 1 byte memori untuk menempatkan variable yang diberi nama Menit dan Baris 05 mengalokasikan 1 byte untuk Jam. Seperti terlihat dalam 3 baris tersebut, nama variabel (Detik, Menit atau Jam) merupakan Symbol, yang namanya ditulis mulai dari huruf pertama baris bersangkutan. Pengertian alokasi memori ini akan menjadi jelas dengan mempelajari Assembly secara rinci. Variabel Detik ditulis pada baris 03 yakni satu baris di bawah ORG 20h, dengan demikian variabel Detik ditempatkan pada memori nomor 0020h (angka 0020 setelah tulisan 03: ). Memori yang dialokasikan untuk Detik sebanyak 1 byte, dengan demikian memori berikutnya yang bisa dipakai adalah memori nomor 0021h. Hal ini nampak jelas pada baris 04:, variabel Menit ditempatkan pada memori nomor 0021h (angka 0021 setelah tulisan 04:), variable ini menempati 1 byte, sehingga variable yang ditentukan (Jam) berikutnya ditempatkan pada memori nomor 0022h (baris 05). Perintah ORG 1000h pada baris 06 mengakibatkan memori berikutnya yang akan dipakai dimulai dari nomor 1000h, hal ini nampak variabel Jarak pada baris 07 ditempatkan pada memori nomor 1000h (angka 1000 setelah tulisan 07:). 2 byte dialokasikan untuk Jarak yang akan menempati memori nomor 1000h dan 1001h, sehingga variabel Kecepatan ditempatkan di nomor 1002h dan 1003h (angka 1002 setelah tulisan 08:). Variabel Penampung (baris 09) dimulai dari memori nomor 1004h, dialokasikan 10h (10 heksadesimal atau 16 desimal) untuk variabel Penampung, sehingga variable berikutnya (MemoriBebas pada baris 10: ) dimulai dari memori nomor 1014h. Untuk pemahaman yang lebih baik, bacalah secara teliti komentar-komentar yang tertulis dalam baris-baris Assembly Listing 1. Jenis-jenis Variabel Memori-data MCS51 dibagi menjadi 2 macam, yakni memori-data internal yang ditempatkan di dalam chip mikrokontroler yang diberi nomor 00h sampai 7Fh, dan memori-data eksternal yang bisa ditambahkan di luar chip MCS51 yang diberi nomor 0000h sampai 0FFFFh. Dalam penulisan program-sumber assembly, penempatan 2 jenis memori ini tidak ada perbedaannya, hanya saja harus diingat memori-data internal nomornya tidak boleh lebih besar dari 7Fh. Meskpun demikian pemakaian dua jenis memori-data ini dibedakan dengan instruksi-instruksi yang berlainan. ORG 20h pada baris 02 dimaksud bahwa memori-data yang dipakai adalah memori-data internal, dan ORG 1000h pada baris 06 dimaksud bahwa memori-data yang dipakai adalah memori-data eksternal. Baris 18; 19 dan 20 memperlihatkan contoh mengisi memori-data internal, dan baris-barisnya berikutnya merupakan cara mengisi memori-data eksternal. Perintah .CODE pada baris 12 menyatakan bahwa perintah pada baris-baris berikutnya ditempatkan pada memori-program yang dimulai pada memori nomor 0000h (baris 13 – ORG 0). Perintah pada baris 14 adalah LJMP Start, yakni hanya bermaksud mengalihkan program yang harus dikerjakan pada Start: yang berada di memori-program nomor 1000h karena perintah ORG 1000h pada baris 1000h. Instruksi MOV merupakan perintah yang dipakai mengisi memori-data internal. Pengisian ini bisa dilakukan secara langsung dengan cara menyebut nama memori yang dikehendaki (dalam hal ini adalah Detik, Menit dan Jam), nilai yang diisikan ke memori-data internal tersebut adalah bilangan konstan 0 (dituliskan sebagai #0). Pengisian memori-data eksternal, hanya bisa dilakukan dengan bantuan DPTR, yakni memakai instruksi MOVX @DPTR,A. Untuk memakai instruksi ini sebelumnya DPTR harus diisi dengan nomor memori-data eksternal yang dimaksud, baris 22: MOV DPTR,#Jarak. Seperti terlihat pada baris 07, variabel Jarak menempatan memori nomor 1000h (angka 1000 setelah tulisan 07: ), pada baris 22: nomor memori 1000h ini diisikan ke DPTR (22: 1009 90 10 00, kode-kode ini bisa diartikan dengan : 90 artinya isilah DPTR dengan bilangan 2 byte berikutnya, yakni bilangan 10 00 yang artinya 1000h) Potongan program pada baris 22 sampai 28 bermaksud mengisi variable Jarak, Kecepatan dan Penampung, 3 variable ini menempati memori sebagai 14h byte, banyaknya memori ini bisa dihitung dengan bantuan assembler seperti terlihat pada baris 23: MOV R7,#MemoriBebas-Jarak. Dalam hal operand berupa sebuah persamaan, maka Assembler akan menghitung dulu nilai persamaan ini dan hasilnya yang dijadikan program-obyek Dalam hal nilai MemoriBebas adalah 1014h (angka 1014 di belakang nomor baris 10: ), nilai Jarak adalah 1000h (angka 1000 di belakang nomor baris 7: ), hasil pengurangan 2 nilai tadi sebesar 14h dan dijadikan program-obyek dalam baris 23: 100C 7F 14 (kode-kode ini bisa diartikan dengan : 7F artinya isilah R7 dengan bilangan 1 byte berikutnya, yakni bilangan 14 yang merupakan hasil perhitungan operand di atas) Kami harap informasi tentang "Pembentukan Variable secara Assembly" diatas dapat menambah wawasan kita dalam belajar pemrograman mikrokontroler.
Struktur Program Assembly Struktur Program Assembly Sarana yang ada dalam program assembly sangat minim, tidak seperti dalam bahasa pemrograman tingkat atas (high level language programming) semuanya sudah siap pakai. Penulis program assembly harus menentukan segalanya, menentukan letak program yang ditulisnya dalam memori-program, membuat data konstan dan tablel konstan dalam memori-program, membuat variabel yang dipakai kerja dalam memori-data dan lain sebagainya. Program sumber assembly Program-sumber assembly (assembly source program) merupakan kumpulan dari baris-baris perintah yang ditulis dengan program penyunting-teks (text editor) sederhana, misalnya program EDIT.COM dalam DOS, atau program NOTEPAD dalam Windows. Kumpulan baris-printah tersebut biasanya disimpan ke dalam file dengan nama ekstensi *.ASM atau nama lain misalnya *.A51 dan lain sebagainya, tergantung pada program Assembler yang akan dipakai untuk mengolah program-sumber assembly tersebut. Setiap baris-perintah merupakan sebuah perintah yang utuh, artinya sebuah perintah tidak mungkin dipecah menjadi lebih dari satu baris. Satu baris perintah bisa terdiri atas 4 bagian, bagian pertama dikenali sebagai label atau sering juga disebut sebagai symbol, bagian kedua dikenali sebagai kode operasi, bagian ketiga adalah operand dan bagian terakhir adalah komentar. Antara bagian-bagian tersebut dipisahkan dengan sebuah spasi atau tabulator. Bagian label Label dipakai untuk memberi nama pada sebuah baris-perintah, agar bisa mudah menyebitnya dalam penulisan program. Label bisa ditulis apa saja asalkan diawali dengan huruf, biasa panjangnya tidak lebih dari 16 huruf. Huruf-huruf berikutnya boleh merupakan angka atau tanda titik dan tanda garis bawah. Kalau sebuah baris-perintah tidak memiliki bagian label, maka bagian ini boleh tidak ditulis namun spasi atau tabulator sebagai pemisah antara label dan bagian berikutnya mutlak tetap harus ditulis. Dalam sebuah program sumber bisa terdapat banyak sekali label, tapi tidak boleh ada label yang kembar. Sering sebuah baris-perintah hanya terdiri dari bagian label saja, baris demikian itu memang tidak bisa dikatakan sebagai baris-perintah yang sesungguhnya, tapi hanya sekedar memberi nama pada baris bersangkutan. Bagian label sering disebut juga sebagai bagian symbol, hal ini terjadi kalau label tersebut tidak dipakai untuk menandai bagian program, melainkan dipakai untuk menandai bagian data. Bagian kode operasi Kode operasi (operation code atau sering disingkat sebagai OpCode) merupakan bagian perintah yang harus dikerjakan. Dalam hal ini dikenal dua macam kode operasi, yang pertama adalah kode-operasi untuk mengatur kerja mikroprosesor / mikrokontroler. Jenis kedua dipakai untuk mengatur kerja program assembler, sering dinamakan sebagai assembler directive. Kode-operasi ditulis dalam bentuk mnemonic, yakni bentuk singkatan-singkatan yang relatip mudah diingat, misalnya adalah MOV, ACALL, RET dan lain sebagainya. Kode-operasi ini ditentukan oleh pabrik pembuat mikroprosesor/mikrokontroler, dengan demikian setiap prosesor mempunyai kode-operasi yang berlainan. Kode-operasi berbentuk mnemonic tidak dikenal mikroprosesor/mikrokontroler, agar program yang ditulis dengan kode mnemonic bisa dipakai untuk mengendalikan prosesor, program semacam itu diterjemahkan menjadi program yang dibentuk dari kode-operasi kode-biner, yang dikenali oleh mikroprosesor/mikrokontroler. Tugas penerjemahan tersebut dilakukan oleh program yang dinamakan sebagai Program Assembler. Di luar kode-operasi yang ditentukan pabrik pembuat mikroprosesor/mikrokontroler, ada pula kode-operasi untuk mengatur kerja dari program assembler, misalnya dipakai untuk menentukan letak program dalam memori (ORG), dipakai untuk membentuk variabel (DS), membentuk tabel dan data konstan (DB, DW) dan lain sebagainya. Bagian operand Operand merupakan pelengkap bagian kode operasi, namun tidak semua kode operasi memerlukan operand, dengan demikian bisa terjadi sebuah baris perintah hanya terdiri dari kode operasi tanpa operand. Sebaliknya ada pula kode operasi yang perlu lebih dari satu operand, dalam hal ini antara operand satu dengan yang lain dipisahkan dengan tanda koma. Bentuk operand sangat bervariasi, bisa berupa kode-kode yang dipakai untuk menyatakan Register dalam prosesor, bisa berupa nomor-memori (alamat memori) yang dinyatakan dengan bilangan atau pun nama label, bisa berupa data yang siap di-operasi-kan. Semuanya disesuaikan dengan keperluan dari kode-operasi. Untuk membedakan operand yang berupa nomor-memori atau operand yang berupa data yang siap di-operasi-kan, dipakai tanda-tanda khusus atau cara penulisan yang berlainan. Di samping itu operand bisa berupa persamaan matematis sederhana atau persamaan Boolean, dalam hal semacam ini program Assembler akan menghitung nilai dari persamaan-persamaan dalam operand, selanjutnya merubah hasil perhitungan tersebut ke kode biner yang dimengerti oleh prosesor. Jadi perhitungan di dalam operand dilakukan olei. Membaca komentar-komentar pada setiap baris-perintah, dengan mudah bisa dimengerti maksud tujuan baris bersangkutan, hal ini sangat membantu orang lain yang membaca program. Pemisah bagian komentar dengan bagian sebelumnya adalah tanda spasi atau tabulator, meskipun demikian huruf pertama dari komentar sering-sering berupa tanda titik-koma, merupakan tanda pemisah khusus untuk komentar. Untuk keperluan dokumentasi yang intensip, sering-sering sebuah baris yang merupakan komentar saja, dalam hal ini huruf pertama dari baris bersangkutan adalah tanda titik-koma. Pembahasan di atas diringkas dalam Gambar 1 berikut. Assembly Listing Program-sumber assembly di atas, setelah selesai ditulis diserahkan ke program Assembler untuk diterjemahkan. Setiap prosesor mempunyai program assembler tersendiri, bahkan satu macam prosesor bisa memiliki beberapa macam program Assembler buatan pabrik perangkat lunak yang berlainan. Hasil utama pengolahan program Assembler adalah program-obyek. Program-obyek ini bisa berupa sebuah file tersendiri, berisikan kode-kode yang siap dikirimkan ke memori-program mikroprosesor/mikrokontroler, tapi ada juga program-obyek yang disisipkan pada program-sumber assembly seperti terlihat dalam Assembly Listing di Gambar 2. Bagian kanan Gambar 2 merupakan program-sumber Assembly karya asli penulis program, setelah diterjemahkan oleh program Assembler kode-kode yang dihasilkan berikut dengan nomor-nomor memori tempat penyimpanan kode-kode tadi, disisipkan pada bagian kiri setiap baris perintah, sehingga bentuk program ini tidak lagi dikatakan sebagai program-sumber assembly tapi dikatakan sebagai Assembly Listing. Membaca Assembly Listing bisa memberikan gambaran yang lebih jelas bagi program yang ditulis, bagi pemula Assembly Listing memberi pengertian yang lebih mendalam tentang isi memori-program, sehingga bisa lebih dibayangkan bagaimana kerja dari sebuah program. Program Obyek format HEX Selain Assembly Listing, hasil kerja program Asembler lainnya adalah program obyek yang dipakai untuk mengendalikan sebuah mikroprosesor/mikrokontroler, program obyek disimpan dalam file. Terdapat dua macam bentuk file penyimpan program obyek, yang pertama adalah file yang berisikan kode biner murni, dan yang satu lagi adalah file biner yang sudah diolah menjadi file teks. File jenis pertama biasanya dinamakan sebagai binary object file, biasanya memakai ekstensi *.BIN. File semacam ini hanya berisikan angka-angka biner yang akan diisikan ke dalam memori tanpa informasi lain, sehingga selalu dianggap bahwa bahwa file tersebut berisikan kode-kode biner yang nantinya ditempatkan mulai dari memori nomor 0. Kalau ternyata kode-kode biner diisikan mulai dari memori nomor 8000h, maka mulai posisi 0 sampai 7FFFh akan diisi dengan bilangan biner 00h, baru setelah itu menyusul kode biner yang sesungguhnya. File semacam ini banyak dipakai untuk EPROM Programmer model lama. File jenis kedua dinamakan Hexadecimal format object file, biasanya memakai ekstensi *.BIN . Data biner dirubah ke dalam bentuk heksadesimal dan yang disimpan ke dalam file adalah kode ASCII dari bilangan heksadesimal tersebut. Misalnya data biner 00111010, atau heksadesimal 3Ah, dituliskan ke dalam file menjai 33h (kode ASCIInya angka 3) dan 41h (kode ASCIInya huruf A). Dengan cara ini isi dari file tersebut bisa dengan mudah dibaca dengan program penyunting teks (text editor) biasa, bahkan bisa di-cetak di atas kertas seperti terlihat dalam Gambar 3, file semacam itu bisa dibaca dengan text editor biasa, misalnya EDIT.COM dalam DOS, atau NOTEPAD dalam Windows. Dalam file format HEX semacam ini, selain disimpan data biner yang akan diisikan ke ROM, berisikan pula nomor-nomor memori tempat penyimpanan data biner tersebut. EPROM programer baru umumnya memakai format file obyek semacam ini. Format HEX dari Intel Ada beberapa macam format untuk membentuk file program obyek dengan format HEX (Hexadecimal format object file), meskipun demikian hanya 2 yang banyak dipakai, yakni format buatan Motorola yang dinamakan sebagai format S19 dan format buatan Intel yang biasa disebut sebagai format HEX dari Intel. Berikut ini adalah pembahasan file program obyek dengan format HEX dari Intel yang dipakai MCS51, format ini didefinisikan dalam artikel dari Intel dengan judul Hexadecimal Object File Format Specification. File program obyek dengan format HEX dari Intel berisikan baris-baris tulisan seperti terlihat dalam Gambar 4. Setiap baris mengandung informasi tentang berapa banyak data dalam baris tersebut, alamat awal tempat penyimpanan data dalam baris tersebut, jenis baris dan sarana untuk memastikan kebenaran data yang dinamakan sebagai check sum. Dalam baris tersebut, setiap huruf (kecuali huruf pertama) mewakili satu bilangan heksa-desimal, dengan demikian setiap 2 huruf membentuk data satu byte yang terdiri dari 2 bilangan heksadesimal. Rincian dari format tersebut sebagai berikut : Huruf pertama dalam baris, selalu berisi tanda “:”, merupakan kode identitas yang menyatakan baris tersebut berisikan kode-kode biner yang disimpan dalam format HEX dari Intel. Huruf ke-2 dan ke-3 dipakai untuk menyatakan banyaknya data dalam baris yang dinyatakan dengan 2 angka heksa-desimal, sehingga banyaknya data dalam 1 baris maksimal adalah 255 (atau heksa-demimal FF). Huruf ke 4 sampai 7, merupakan 4 angka heksa-desimal yang dipakai untuk menyatakan alamat awal tempat penyimpanan kode-kode dalam baris teks bersangkutan. Huruf 8 dan 9 dipakai untuk menyatakan jenis teks data. Nilai 00 dipakai untuk menyatakan baris tersebut berisikan data biasa, 01 menyatakan baris tersebut merupakan baris terakhir. Huruf ke 10 dan seterusnya adalah data. Setiap 2 huruf mewakili data 1 byte, sehingga jumlah huruf pada bagian ini adalah dua kali banyaknya data yang disebut pada butir 2 di atas. 2 huruf terakhir dalam baris merupakan check sum. Byte-byte yang disebut dalam butir 2 sampai 5 di atas dijumlahkan, hasil penjumlahan di-balik (inverted) sebagai bilangan check sum. (Hasil penjumlahan bisa menghasilkan nilai yang lebih besar dari 2 bilangan heksadesimal, namun hanya 2 bilangan heksa-desimal yang bobotnya terkecil yang dipakai). Kami harap uraian singkat tentang "Struktur Program Assembly" diatas dapat memudahkan kita mempelajari pemrograman mikrokontroler.
Pengetahuan Dasar Program… Dasar Program Assembly Bahasa Assembly adalah bahasa komputer yang kedudukannya di antara bahasa mesin dan bahasa level tinggi misalnya bahasa C atau Pascal. Bahasa C atau Pascal dikatakan sebagai bahasa level tinggi karena memakai kata-kata dan pernyataan yang mudah dimengerti manusia, meskipun masih jauh berbeda dengan bahasa manusia sesungguhnya. Bahasa mesin adalah kumpulan kode biner yang merupakan instruksi yang bisa dijalankan oleh komputer. Sedangkan bahasa Assembly memakai kode Mnemonic untuk menggantikan kode biner, agar lebih mudah diingat sehingga lebih memudahkan penulisan program. Program yang ditulis dengan bahasa Assembly terdiri dari label; kode mnemonic dan lain sebagainya, pada umumnya dinamakan sebagai program sumber (Source Code) yang belum bisa diterima oleh prosesor untuk dijalankan sebagai program, tapi harus diterjemahkan dulu menjadi bahasa mesin dalam bentuk kode biner. Program sumber dibuat dengan program editor biasa, misalnya Note Pad pada Windows atau SideKick pada DOS, selanjutnya program sumber diterjemahkan ke bahasa mesin dengan menggunakan program Assembler. Hasil kerja program Assembler adalah “program objek” dan juga “assemly listing”. Program Objek berisikan kode kode bahasa mesin, kode-kode bahasa mesin inilah yang diumpankan ke memori-program prosesor. Dalam dunia mikrokontroler biasanya program objek ini diisikan ke UV EPROM, dan khusus untuk mikrokontroler buatan Atmel, program ini diisikan ke dalam Flash PEROM yang ada di dalam chip AT89C51 atau AT89C2051. Assembly Listing merupakan naskah yang berasal dari program sumber, dalam naskah tersebut pada bagian sebelah setiap baris dari program sumber diberi tambahan hasil terjemahan program Assembler. Tambahan tersebut berupa nomor memori-program berikut dengan kode yang akan diisikan pada memori-program bersangkutan. Naskah ini sangat berguna untuk dokumentasi dan sarana untuk menelusuri program yang ditulis. Yang perlu diperhatikan adalah setiap prosesor mempunyai konstruksi yang berlainan, instruksi untuk mengendalikan masing-masing prosesor juga berlainan, dengan demikian bahasa Assembly untuk masing-masing prosesor juga berlainan, yang sama hanyalah pola dasar cara penulisan program Assembly saja. Konstruksi Program Assembly Program sumber dalam bahasa Assembly menganut prinsip 1 baris untuk satu perintah, setiap baris perintah tersebut bisa terdiri atas beberapa bagian (field), yakni bagian Label, bagian mnemonic, bagian operand yang bisa lebih dari satu dan terakhir bagian komentar. Untuk membedakan masing-masing bagian tersebut dibuat ketentuan sebagian berikut: Masing-masing bagian dipisahkan dengan spasi atau TAB, khusus untuk operand yang lebih dari satu masing-masing operand dipisahkan dengan koma. Bagian-bagian tersebut tidak harus semuanya ada dalam sebuah baris, jika ada satu bagian yang tidak ada maka spasi atau TAB sebagai pemisah bagian tetap harus ditulis. Bagian Label ditulis mulai huruf pertama dari baris, jika baris bersangkutan tidak mengandung Label maka label tersebut digantikan dengan spasi atau TAB, yakni sebagai tanda pemisah antara bagian Label dan bagian mnemonic. Label mewakili nomor memori-program dari instruksi pada baris bersangkutan, pada saat menulis instruksi JUMP, Label ini ditulis dalam bagian operand untuk menyatakan nomor memori-program yang dituju. Dengan demikian Label selalu mewakili nomor memori-program dan harus ditulis dibagian awal baris instruksi. Disamping Label dikenal pula Symbol, yakni satu nama untuk mewakili satu nilai tertentu dan nilai yang diwakili bisa apa saja tidak harus nomor memori-program. Cara penulisan Symbol sama dengan cara penulisan Label, harus dimulai di huruf pertama dari baris instruksi. Mnemonic (arttinya sesuatu yang memudahkan diingat) merupakan singkatan perintah, dikenal dua macam mnemonic, yakni manemonic yang dipakai sebagai instruksi mengendalikan prosesor, misalnya ADD, MOV, DJNZ dan lain sebagainya. Ada pula mnemonic yang dipakai untuk mengatur kerja dari program Assembler misalnya ORG, EQU atau DB, mnemonis untuk mengatur kerja dari program Assembler ini dinamakan sebagai ‘Assembler Directive’. Operand adalah bagian yang letaknya di belakang bagian mnemonic, merupakan pelangkap bagi mnemonic. Kalau sebuah instrksi di-ibaratkan sebagai kalimat perintah, maka mnemonic merupakan subjek (kata kerja) dan operand merupakan objek (kata benda) dari kalimat perintah tersebut. Tergantung pada jenis instruksinya, operand bisa berupa berbagai macam hal. Pada instruksi JUMP operand berupa Label yang mewakili nomor memori-program yang dituju misalnya LJMP Start, pada instruksi untuk pemindahan/pengolahan data, operand bisa berupa Symbol yang mewakili data tersebut, misalnya ADD A,#Offset. Banyak instruksi yang operandnya adalah register dari prosesor, misalnya MOV A,R1. Bahkan ada pula instruksi yang tidak mempunyai operand, misalnya RET. Komentar merupakan bagian yang sekedar sebagai catatan, tidak berpengaruh pada prosesor juga tidak berpengaruh pada kerja program Assembler, tapi bagian ini sangat penting untuk keperluan dokumentasi. Assembler Directive Seperti sudah dibahas di atas, bagian Mnemonic dari sebuah baris perintah bisa merupakan instruksi untuk prosesor, maupun berupa Assembler Directive untuk mengatur kerja dari program Assembler. Mnemonic untuk instruksi prosesor, sangat tergantung pada prosesor yang dipakai, sedangkan mnemonic untuk Assembler Directive tergantung pada program Assembler yang dipakai. Meskipun demikian, terdapat beberapa Assembler Directive yang umum, yang sama untuk banyak macam program Assembler. Assembler Directive yang bersifat umum tersebut, antara lain adalah ORG – singkatan dari ORIGIN, untuk menyatakan nomor memori yang dipakai setelah perintah itu, misalnya ORG $1000 maka memori berikutnya yang dipakai Assembler adalah $1000. ORG berlaku untuk memori program maupun memori-data. Dalam hal penomoran memori, dikenal tanda $ sebagai awalan untuk menyatakan nomor memori dari baris bersangkutan. Misalnya : ORG 1000 LJMP $+1000 Operand $+$500 mempunyai arti nomor memori-program bersangkutan ditambah dengan $500, karena instruksi LJMP ini terletak persis di bawah ORG $1000 maka nomor memori-program baris ini adalah $1000, sehingga operand $+$500 bernilai $1500 dan instruksi ini indentik dengan LJMP $1500 EQU – singkatan dari EQUATE, dipakai untuk menentukan nilai sebuah Symbol. Misalnya Angka88 EQU 88 memberi nilai 88 pada Symbol Angka88, atau CR EQU $0D mempunyai makna kode ASCII dari CR (Caarriage Return) adalah $08. DB – singkatan dari DEFINE BYTE, dipakai untuk memberi nilai tertentu pada memori-program. Nilai tersebut merupakan nilai 1 byte, bisa berupa angka ataupun kode ASCII. DB merupakan Assembler Directive yang dipakai untuk membentuk teks maupun tabel. ORG $0200 STRING DB ‘Atmel AT89C2051’ PANJANG EQU $-STRING ORG $0200 memerintahkan program Assembler agar bekerja mulai dari memori-program nomor $0200, instruksi selanjutnya memerintahkan program Assembler agar mengisi memori-program nomor $0200 dan berikutnya dengan tulisan ‘Atmel AT89C2051’’ (yang diisikan adalah kode ASCII dari ‘A’, ‘t’ dan seterusnya), PANJANG dari STRING bisa dihitung dengan cara PANJANG EQU $-STRING, yakni selisih dari nomor memori-program baris bersangkutan dikurangi dengan nomor awal memori-program yang diisi STRING. DW – singkatan dari DEFINE WORD, dipakai untuk memberi nilai 2 byte ke memori-program pada baris bersangkutan. Assembler Directive ini biasa dipakai untuk membentuk suatu tabel yang isinya adalah nomor-nomor memori-program. DS – singkatan dari Define Storage, Assembler Directive ini dipakai untuk membentuk variable. Sebagai variabel tentu saja memori yang dipakai adalah memori-data (RAM) bukan memori-program (ROM). Hal ini harus benar-benar dibedakan dengan Assembler Directive DB dan DW yang membentuk kode di memori-program. Dan karena DS bekerja di RAM, maka DS hanya sekedar menyediakan tempat di memori, tapi tidak mengisi nilai pada memori bersangkutan. Kami harap informasi tentang "Pengetahuan Dasar Program Assembly" diatas mudah dipahami.
RAM dan Register Dalam… RAM dan Register Dalam AT89Cx051 Bagi mereka yang sudah terbiasa memakai komputer, kapasitas Random Access Memory (RAM) yang dimiliki AT89Cx051 ‘mengerikan’ karena sangat sedikit, hanya 256 byte! Itupun tidak semuanya bisa dipakai sebagai memori penyimpan biasa, lebih dari setengahnya merupakan memori dengan keperluan khusus yang biasa dikenal sebagai register. Meskipun demikian bagi mikrokontroler kapasitas itu sudah mencukupi. Dalam pengertian MCS51, Random Access Memory dalam chip AT89Cx051 adalah memori-data, yaitu memori yang dipakai untuk menyimpan data, sedangkan Flash PEROM merupakan memori penampung program pengendali AT89Cx051, dikenal sebagai memori-program. Karena kedua memori itu memang dibedakan dengan tegas, maka kedua memori itu mempunyai penomoran yang terpisah. Memori-program dinomori sendiri, pada AT89C2051 mulai dari nomor $0000 sampai $07FF. Sedangkan memori-data yang hanya 256 byte dinomori dari nomor $00 sampai $FF. Seperti terlihat dalam denah memori-data Gambar 1, memori-data dibagi menjadi dua bagian, memori nomor $00 sampai $7F merupakan memori seperti RAM selayaknya meskipun beberapa bagian mempunyai kegunaan khusus, sedangkan memori nomor $80 sampai $FF dipakai sangat khusus yang dinamakan sebagai Special Function Register (akan dibahas tersendiri dibagian lain). Memori-data nomor $00 sampai $7F bisa dipakai sebagai memori penyimpan data biasa, dibagi menjadi 3 bagian: Memori nomor $00 sampai $18 selain sebagai memori-data biasa, bisa pula dipakai sebagai Register Serba Guna (General Purpose Register). Memori nomor $20 sampai $2F selain sebagai memori-data biasa, bisa dipakai untuk menyimpan informasi dalam level bit. Memori nomor $30 sampai $7F (sebanyak 80 byte) merupakan memori-data biasa, bisa dipakai untuk menyimpan data maupun dipakai sebagai Stack. Register Serba Guna Register Serba Guna (General Purpose Register) menempati memori-data nomor $00 sampai $18, memori sebanyak 32 byte ini dikelompokkan menjadi 4 Kelompok Register (Register Bank), 8 byte memori dari masing-masing Kelompok itu dikenali sebagai Register 0, Register 1 .. Register 7 (R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6 dan R7). Dalam penulisan program memori-memori ini bisa langsung disebut sebagai R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6 dan R7, tidak lagi dengan nomor memori. Dengan cara ini instruksi yang terbentuk bisa lebih sederhana dan bekerja lebih cepat. Pengertian ini bisa diperjelas dengan contoh 2 instruksi berikut : MOV A,$04 MOV A,R4 Instruksi pertama mempunyai makna isi memori-data nomor 4 di-copy-kan ke Akumulator A, sedangkan instruksi kedua artinya isi R4 di-copy-kan ke Akumulator A. Karena R4 menempati memori-data nomor 4, jadi kedua instruksi itu berakibat sama bagi Akumulator A. Tapi saat diterjemahkan ke kode mesin, intruksi pertama dirubah menjadi E5 04 (heksadesimal) dan instruksi kedua menjadi E6 (heksadesimal), jadi instruksi kedua lebih sederhana dari instruksi pertama. Selain itu, khusus untuk Register 0 dan Register 1 (R0 dan R1) masih punya mempunyai kemampuan lain, kedua register ini bisa dipakai sebagai register penampung alamat yang dipakai dalam penyebutan memori secara tidak langsung (indirect memori addressing), hal ini akan dibicarakan lebih lanjut di belakang. Empat kelompok Register Serba Guna itu tidak bisa dipakai secara bersamaan, saat setelah reset yang aktip dipakai adalah Kelompok Register 0 (Register Bank 0). Kalau yang diaktipkan adalah Kelompok Register 1, maka yang dianggap sebagai R0 bukan lagi memori-data nomor 0 melainkan memori-data nomor 8, demikian pula kalau yang diaktipkan Kelompok Register 3 maka memori-data nomor 18h yang menjadi R0. Kelompok Register yang aktip dipilih dengan cara mengatur bit RS0 dan RS1 yang ada di dalam Register PSW (Program Status Word), hal ini akan dibicarakan lebih lanjut di bagian lain. Memori level Bit Memori-data nomor $20 sampai $2F bisa dipakai menampung informasi dalam level bit. Setiap byte memori di daerah ini bisa dipakai menampung 8 bit informasi yang masing-masing dinomori tersendiri, dengan demikian dari 16 byte memori yang ada bisa dipakai untuk menyimpan 128 bit (16 x 8 bit) yang dinomori dengan bit nomor $00 sampai $7F. Informasi dalam level bit tersebut masing-masing bisa di-‘1’-kan, di - ‘0’-kan dengan instruksi. Pengertian di atas bisa dipikirkan seolah-olah MCS51 mempunyai jenis memori yang lain, tapi sesungguhnya kedua jenis memori itu tetap sama, hanya saja cara penyebutannya saja yang berlainan. Instruksi SETB $00 mengakibatkan memori-bit nomor 0 menjadi ‘1’, atau sama dengan membuat bit nomor 0 dari memori-data nomor $20 menjadi ‘1’, sedangkan bit-bit lainnya dalam memori nomor $20 tidak berubah nilai. Sedangkan instruksi CLR $7F mengakibatkan memori-bit nomor $7F menjadi ‘0’, satau sama dengan membuat bit nomor 7 dari memori-data nomor $2F menjadi ‘0’, sedangkan bit-bit lainnya dalam memori nomor $2F tidak berubah nilai. Pengertian ini dipertegas dengn intsruksi-instruksi berikut: MOV $21,#$0F Sama dengan hasil kerja instruksi-instruksi berikut : SETB $08 SETB $09 SETB $0A SETB $0B CLR $0C CLR $0D CLR $0E CLR $0F Instruksi MOV $21,#$0F mempunyai makna mengisi memori-data nomor $21 dengan nilai $0F (atau bilangan biner 00001111), berarti mengisi memori-bit nomor $0F sampai $08 dengan bilangan biner 00001111 yang bisa dinyatakan dengan 8 baris instruksi berikutnya. Special Function Register (SFR) Register Khusus (SFR - Special Function Register) adalah satu daerah RAM dalam IC keluarga MCS51 yang dipakai 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 umum dipakai untuk menyimpan data seperti layaknya memori-data. Meskipun demikian, dalam hal penulisan program SFR diperlakukan persis sama dengan memori-data. Untuk mengisi memori-data nomor $60 dengan bilangan $0F, instruksi yang dipergunakan adalah : MOV $60,#$0F Sedangkan untuk memenyimpan $0F ke Port 1 yang di SFR menempati memori-data nomor $90, instruksi yang dipergunakan adalah : MOV $90,#$0F Membandingkan kedua instruksi di atas bisa dimengerti dalam segi penulisan program SFR diperlakukan persis sama dengan memori-data. Meskipun demikian, dalam menyebut memori-data bisa dipakai dua cara, yakni penyebutan nomor memori secara langsung (direct memory addressing) dan penyebutan nomor memori secara tidak langsung (indirect memory addressing) lewat bantuan R0 dan R1. Tapi untuk SFR hanya bisa dipakai penyebutan nomor memori secara langsung (direct memory addressing) saja. Hal ini akan dibahas lebih lanjut di bagian lain. Register Dasar MCS51 Untuk keperluan penulisan program, setiap mikroprosesor/mikrokontroler selalu dilengkapi dengan Register Dasar. Ada beberapa macam register merupakan register baku yang bisa dijumpai disemua jenis mikroprosesor/ mikrokontroler, ada register yang spesifik pada masing-masing prosesor. Yang termasuk Register Baku antara lain Program Counter, Akumulator, Stack Pointer Register, Program Status Register. MCS51 mempunyai semua register baku ini. Sebagai register yang khas MCS51, antara lain adalah Register B, Data Pointer High Byte dan Data Pointer Low Byte. Semua ini digambarkan dalam Gambar 4. Di samping itu MCS51 masih mempunyai Register Serba Guna R0..R7 yang sudah disebut dibagian atas. Dalam mikroprosesor/mikrokontroler yang lain, register-register dasar biasanya ditempatkan ditempat tersendiri dalam inti prosesor, tapi dalam MCS51 register-register itu ditempatkan secara terpisah. Program Counter ditempatkan ditempat tersendiri di dalam inti prosesor Register Serba Guna R0..R7 ditempatkan di salah satu bagian dari memori-data Register lainnya ditempatkan dalam Special Function Register (SFR). Kegunaan dan pemakaian register-register dasar tersebut antara lain sebagai berikut: Program Counter Program Counter (PC) dalam AT89C2051 merupakan register dengan kapasitas 11 bit (dalam AT89C51 atau keluarga MCS51 lainnya kapasitas PC adalah 16 bit). Di dalam PC dicatat nomor memori-program yang menyimpan instruksi berikutnya yang akan diambil (fetch) sebagai instruksi untuk dikerjakan (execute). Saat setelah reset PC bernilai 0000h, berarti MCS51 akan segera mengambil isi memori-program nomor 0 sebagai instruksi. Nilai PC otomatis bertambah 1 setelah prosesor mengambil instruksi 1 byte. Ada instruksi yang hanya 1 byte, ada instruksi yang sampai 4 byte, dengan demikian pertambahan nilai PC setelah menjalankan instruksi, tergantung pada jumlah byte instruksi bersangkutan. Akumulator Sesuai dengan namanya, Akumulator adalah sebuah register yang berfungsi untuk menampung (accumulate) hasil hasil pengolahan data dari banyak instruksi MCS51. Akumulator bisa menampung data 8 bit (1 byte) dan merupakan register yang paling banyak kegunaannya, lebih dari setengah instruksi-instruksi MCS51 melibatkan Akumulator. Instruksi-instruksi berikut memperjelas pengertian di atas : MOV A,#$20 ADD A,#$30 Instruksi pertama menyimpan nilai $20 ke Akumulator, instruksi kedua menambahkan bilangan $30 ke Akumulator, hasil penjumlahan sebesar $50 ditampung di Akumulator. Stack Pointer Register Salah satu bagian dari memori-data dipakai sebagai Stack, yaitu tempat yang dipakai untuk menyimpan sementara nilai PC sebelum prosesor menjalankan sub-rutin, nilai tersebut akan diambil kembali dari Stack dan dikembalikan ke PC saat prosesor selesai menjalankan sub-rutin. Stack Pointer Register adalah register yang berfungsi untuk mengatur kerja stack, dalam Stack Pointer Register disimpan nomor memori-data yang dipakai untuk operasi Stack berikutnya. Program Status Word Program Status Word (PSW) berfungsi mencatat kondisi prosesor setelah melaksanakan instruksi. Pembahasan tentang PSW secara rinci akan dilakukan dibagian lain. Register B Merupakan register dengan kapasitas 8 bit, merupakan register pembantu Akumulator saat menjalankan instruk perkalian dan pembagian. DPH dan DPL Data Pointer High Byte (DPH) dan Data Pointer Low Byte (DPL) masing-masing merupakan register dengan kapasitas 8 bit, tapi dalam pemakaiannya kedua register ini digabungkan menjadi satu register 16 bit yang dinamakan sebagai Data Pointer Register (DPTR). Sesuai dengan namanya, Register ini dipakai untuk mengalamati data dalam jangkauan yang luas. Selamat belajar, semoga uraian singkat tentang "RAM dan Register Dalam AT89Cx051" diatas mudah dipelajari.
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.
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.
LCD Epson SED1200 Modul LCD Epson SED1200 Tampilan LCD dalam dunia elektronika digital termasuk barang mewah, karena harga tampilan ini cukup mahal tapi karena bisa dipakai untuk menampilkan kalimat, tampilan LCD tetap menjadi idaman. Berikut ini akan dibahas teknik interface mikrokontroler dengan tampilan LCD murah. Jenis tampilan LCD yang beredar di pasar tidaklah banyak, mula-mula beredar ‘LCD Display Module M1632’ buatan Seiko Instrument Inc., harganya cukup mahal lebih dari seratus ribu rupiah. Belakangan ini ada jenis yang lain, buatan Epson Corporation dengan type SED1200, harganya hanya sekitar 20% dari jenis pertama, jadi memang sangat menarik untuk dipelajari lebih lanjut. Tampilan LCD murah ini bisa dipakai untuk menampilkan 20 huruf/angka sekali gus, cukup memadai untuk menampilkan nomor telpon dan pesan pesan pendek lainnya. Seperti tampilan LCD pada umumnya, SED1200 terdiri dari dua bagian, yakni bagian panel LCD yang terdiri dari banyak ‘titik-titik’ LCD dan sebuah mikrokontroler yang menempel di panel dan berfungsi mengatur ‘titik-titik’ LCD tadi menjadi huruf/angka yang terbaca, serta berfungsi pula untuk komunikasi antara tampilan LCD dengan mikrokontroler lainnya yang memakai tampilan LCD itu. Huruf/angka yang akan ditampilkan dikirim ke SED1200 dalam bentuk kode ASCII, kode ASCII ini diterima dan diolah oleh mikrokontroler di dalam SED1200 menjadi ‘titik-titik’ LCD yang terbaca sebagai huruf/angka. Dengan demikian tugas mikrokontroler pemakai tampilan LCD hanyalah mengirimkan kode-kode ASCII untuk ditampilkan. Sinyal Interface LCD SED1200 Dalam lembaran data (data sheet) SED1200 dikatakan tampilan LCD ini kompatible dengan mikroprosesor 4 bit maupun 8 bit, hal ini disebabkan SED1200 hanya dilengkapi dengan 4 jalur data (DB0 .. DB3) yang dipakai untuk menyalurkan kode ASCII maupun perintah untuk mengatur kerjanya SED1200. Pada hal kode ASCII maupun perintah tersebut semuanya merupakan kode 8 bit, maka kode-kode itu dikirimkan dua kali, yang pertama dikirimkan adalah 4 bit yang berbobot lebih besar (most significant bit – D4..D7) baru kemudian 4 bit sisanya (D0..D3). Selain DB0..DB3, SED1200 dilengkapi pula dengan CS, WR dan A0 seperti layaknya komponen yang kompatibel dengan mikroprosesor, yang agak menyimpang adalah sinyal CLK yang akan dibicarakan lebih lajut di bawah. A0 dipakai untuk membedakan data yang dikirimkan ke SED1200, kalau A0=0 data yang dikirim adalah perintah untuk mengatur kerja SED1200 dan sebaliknya kalau A0=1 data yang dikirim adalah kode ASCII yang ingin ditampilkan. Proses pengiriman data ke SED1200 digambarkan dalam Gambar 1 bisa dijabarkan sebagai berikut : sinyal CS dipakai untuk mengaktipkan proses pengiriman data ini, selama proses ini berlangsung CS diaktipkan dengan level tegangan ‘0’. Data yang akan dikirimkan ke SED1200 disiapkan di .DB3, seperti dibicarakan di atas kode-kode yang dikirimkan ke SED1200 dipecah menjadi 2 kali pengiriman, hal ini terlihat jelas di gambar 1 yang menggambarkan pengiriman D4..D7 dan selanjutnya pengiriman D0..D3. Setelah data siap, sinyal WR dipakai sebagai sinyal ‘komando’ bagi SED1200 agar mengambil data di .DB3. Pengambilan data ini tepatnya terjadi pada saat WR berubah dari ‘0’ menjadi ‘1’. Interface LCD SED1200 ke AT89C51 Sinyal di Gambar 1 setara dengan sinyal-sinyal MCS51 pada saat AT89C51 mengerjakan instruksi MOVX @DPTR,A. Instruksi MOVX hanya bisa dilaksanakan di AT89C51 yang dirangkai dengan memori eksternal, jadi pada sistem berbasis AT89C51 yang sudah dilengkapi 74HC573 (U2) sebagai pemisah jalur-alamat (address bus demultiplexer) untuk keperluan pemakaian memori eksternal, seperti terlihat di Gambar 2 dengan mudah bisa ditambah SED1200. Seperti layaknya menambah IC memori pada AT89C51, hubungan SED1200 ke ke AT89C51 dilakukan dengan cara sebagai berikut: .DB3 SED1200 dihubungkan ke DB0..DB3 AT89C51, WR kedua komponen dihubungkan jadi satu, A0 SED1200 didapatkan dari output 74HC573 yang berfungsi sebagai address bus multiplexer CS SED1200 dikendalikan lewat output 74LS138 yang berfungsi sebagai address decoder Dalam lembar data SED1200 tidak banyak dibicarakan tentang sinyal CLK, tidak ada ketentuan berapa frekuensi clock dan tidak ada keterangan bilamana clock tersebut diperlukan. Setelah dianalisa secara mendalam dan uji coba di laboratorium, ternyata sinyal CLK hanya diperlukan setelah sinyal WR yang kedua dan cukup 16 pulsa saja (lihat Gambar 1), meskipun demikian boleh juga clock itu diumpankan secara terus menerus. Kaki ALE AT89C51 selalu mengeluarkan clock dengan frekuensi sama dengan seper-enam frekuensi kristal, clock pada ALE ini bisa dipakai untuk sinyal CLK SED1200, jadi clock ini tidak perlu dibangkitkan secara khusus. Selama 16 pulsa clock tersebut di atas, SED1200 melakukan proses internal dalam chip, dan selama itu pula SED1200 tidak bisa menerima kiriman data. Keadaan ini bisa dipantau lewat Register Status yang ada di dalam SED1200, untuk keperluan ini SED1200 dilengkapi kaki RD yang dipakai untuk membaca isi Register Status. Karena satu-satunya kegunaan kaki RD hanya untuk keperluan di atas, padahal waktu sibuk SED1200 bisa diperkirakan dengan pasti, yakni 16 pulsa clock setelah sinyal WR yang kedua, maka kaki RD tapi tidak perlu dipakai cukup dihubungkan ke Vcc. Program interface SED1200 terdiri dari sub-rutin KirimPerintah dan sub-rutin KirimASCII, KirimPerintah dilakukan dengan A0=0 dan KirimASCII dilakukan dengan A0=1. Sebelum memakai kedua sub-rutin ini, data yang akan dikirim ke SED1200 sudah harus disiapkan di Akumulator A. Pada saat melaksanakan instruksi MOVX @DPTR,A di baris 22, AT89C51 akan membangkitkan sinyal yang diperlukan SED1200 seperti terlihat di Gambar 1. CS dari SED1200 dihubungkan ke kaki Y7 dari 74LS138 (Gambar 2), kaki ini akan menjadi ‘0’ jika kaki A (tehubung ke A13 AT89C51), kaki B (terhubung ke A14) dan kaki C (terhubung ke A15) semuanya bernilai ‘1’. Keadaan ini terpenuhi kalau pada saat instruksi MOVX @DPTR,A dilaksanakan nilai DPTR berkisar antara 1110 0000 0000 0000 (E000 heksadesimal) dan 1111 1111 1111 1111 (FFFF heksadesimal). Dalam hal ini dikatakan SED1200 mempunyai alamat dasar $E000 (awalan $ artinya bilangan heksadesimal). Nilai $E000 di baris 2 akan mengakibatkan A12, A13 dan A14 dirangkaian Gambar 2 bernilai ‘1’ sehingga CS akan bernilai ‘0’, dan A0 (kaki Q1 dari 74HC573) menjadi ‘0’, data yang dikirim AT89C51 diterima SED1200 sebagai perintah untuk mengatur kerja SED1200 Sedangkan nilai $E001 di baris 6 akan mengakibatkan CS akan bernilai ‘0’, dan A0 (kaki Q1 dari 74HC573) menjadi ‘1’, data yang dikirim AT89C51 diterima SED1200 sebagai kode ASCII yang akan ditampilkan. SED1200 hanya mempunyai 4 jalur data, sehingga data 8 bit yang sudah disimpan di Acc dikirim dua kali, pertama dikirim 4 bit yang berbobot lebih besar (A4..A7, baris 10) setelah itu dikirim 4 bit berikutnya (A0..A3, baris 11) Setelah pengiriman data yang kedua (baris 12), SED1200 memerlukan paling sedikit 16 pulsa clock untuk memproses data yang baru saja diterima. Selama AT89C51 mengerjakan instruksi di baris 15..17, ALE yang menjadi sumber clock bagi SED1200 sudah mengeluarkan lebih dari 16 pulsa, sehingga saat keluar dari sub-rutin SED1200 sudah siap menerima data lagi. (1 instruksi DJNZ = 4 pulsa ALE) Potongan Program 1 Sub-rutin dasar untuk mengirim data ke SED1200 01: KirimPerintah: 02: MOV DPTR,#$E000 ; A0=0 : Command mode 03: SJMP OutByte 04: ; 05: KirimASCII: 06: MOV DPTR,#$E001 ; A0=1 : Character mode 07: OutByte: 08: PUSH A ; simpan dulu 09: SWAP A ; A0..A3 dan A4..A7 tukar tempat 10: ACALL OutNibble ; outputkan A4..A7 11: POP A ; ambil kembali simpanan 12: ACALL OutNibble ; outputkan A0..A3 13: 14: ***** Tunggu selama minimal 16 pulsa ALE 15: MOV R6,#4 16: Tunggu16ALE: 17: DJNZ R6,Tunggu16ALE ; 4 ALE setiap instruksi DJNZ 18: RET 19: ; Nibble adalah setengah Byte 20: OutNibble: 21: MOVX @DPTR,A ; kirim ke SED1200 22: RET Interface ke AT89C2051 AT89C2051 adalah AT89C51 yang disederhanakan menjadi mikrokontroler yang hanya berkaki 20, penyederhanaan itu mengakibatkan AT89C2051 tidak punya kaki-kaki DB0..DB7, P2.0..P27, WR, RD dan ALE dan berapa kaki lainnya, selain itu instruksi MOVX @DPTR,A tidak bisa dipakai, dengan demikian rangkaian Gambar 2 sama sekali tidak bisa dipakai untuk AT89C2051, sebagai gantinya dibuat rangkaian Gambar 3, dalam rangkaian ini DB0..DB3 dan WR digantikan dengan Port 1 dan fungsi kerjanya disimulasikan lewat program. Kaki CLK SED1200 dihubungkan dengan kaki P1.7 AT89C2051, pulsa yang diperlukan SED1200 untuk memproses data yang diterima dibangkitkan dengan program, tidak perlu disediakan rangkaian khusus untuk membangkitkan clock. Potongan Program 2 merupakan sub-rutin untuk mengendalikan SED1200 yang dihubungkan ke AT89C2051 seperti terlihat di Gambar 3, sebelum memakai kedua sub-rutin ini, data yang akan dikirim ke SED1200 sudah harus disiapkan di Akumulator A. Perbedaan sub-rutin KirimPerintah dan KirimASCII terletak pada nilai A0 pada saat sub-rutin itu bekerja. Sub-rutin KirimPerintah bekerja dengan A0=‘0’ (baris 7), data yang dikirim AT89C2051 diterima SED1200 sebagai perintah untuk mengatur kerja SED1200. Sub-rutin KirimASCII bekerja dengan A0=‘1’ (baris 11), data yang dikirim AT89C2051 diterima SED1200 sebagai kode ASCII yang akan ditampilkan Sepanjang proses pengiriman data CS diaktipkan dengan level tegangan ‘0’ yang dilakukan di baris 13 dan di-nonaktip-kan kembali di baris 19. Data di Akumulator A dikirimkan setengah byte demi setengah byte sebanyak dua kali, pertama dikirim .A7 (baris 15 dan 16) kemudian dikirim A0..A3 (baris 17 dan 18). Mengingat AT89C2051 tidak punya sinyal ALE, sebagai gantinya dibaris 22 sampai dengan 25 dibangkitkan 16 pulsa clock yang dibutuhkan oleh CLK 16 pulsa ini dibangkitkan setelah A.0..A.3 dikirimkan ke SED1200, keluar dari sub-rutin ini SED1200 sudah siap menerima data lagi. Baris 29 sampai 36 Potongan Program 2 mensimulasikan baris 21 Potongan Program 1, di baris 29 kaki WR SED1200 di-nol-kan, baris 30 sampai 35 mengirimkan .A3 ke DB0..DB3 (P1.0..P1.3) tanpa merubah sinyal-sinyal lain yang sudah berada di Port 1. Di baris 36 WR dikembalikan ke ‘1’, saat itulah informasi di DB0..DB3 diambil oleh SED1200. Potongan Program 2 AT89C2051 dengan SED1200 01: Write bit P1.4 02: A0 bit P1.5 03: CS bit P1.6 04: CLK bit P1.7 05: 06: KirimPerintah: 07: CLR A0 ; A0=0 : Command mode 08: SJMP OutByte 09: ; 10: KirimASCII: 11: SETB A0 ; A0=1 : Character mode 12: OutByte: 13: CLR CS ; selama proses ini CS=’0’ 14: PUSH A ; simpan dulu 15: SWAP A ; A0..A3 dan A4..A7 tukar tempat 16: ACALL OutNibble ; outputkan A4..A7 17: POP A ; ambil kembali simpanan 18: ACALL OutNibble ; outputkan A0..A3 19: SETB CS ; proses selesai, CS kembali = ‘1’ 20: 21: ***** Membuat 16 pulsa CLK 22: MOV R6,#32 23: Buat16CLK: 24: CPL CLK ; CLK dibalik, ‘0’->’1’ dan ‘1’->’0’ 25: DJNZ R6,Buat16CLK ;sebanyak 32 kali 26: RET 27: ; 28: OutNibble: 29: CLR Write ; ‘0’-kan dulu kaki WR SEED1200 30: ANL A,#$0F ; hanya A.0..A3 yang dipakai 31: MOV R6,A ; simpan dulu 32: MOV A,P1 ; ambil nilai yang sudah ada di P1 33: ANL A,#$F0 ; pertahankan nilai A.4..A.7 34: ORL A,R6 ; gabungkan dengan simpanan A.0..A.3 35: MOV P1,A ; siapkan ke SED1200 36: SETB Write ; data diambil SED1200 37: RET Mengatur Tampilan LCD SED1200 SED1200 mempunyai seperangkat perintah untuk mengatur tata kerjanya, perangkat perintah tersebut terlihat dalam Tabel 1. SED1200 merupakan tampilan LCD 1 baris yang bisa menampilkan 20 huruf, meskipun demikian dalam chip SED1200 tampilan ini disusun sebagai tampilan LCD 2 baris dan masing-masing baris terdiri dari 10 huruf. Tampilan ini bisa di-nyala/padamkan dengan kelompok perintah Display On/Off. Kelompok perintah Line Select dipakai untuk menentukan banyaknya baris yang akan dipakai. Sedangkan kelompok perintah Cursor Address dipakai untuk memilih baris tampilan yang dipakai. Perintah-perintah pengaturan cursor terdiri atas Cursor On/Off, Cursor Font yang dipakai untuk menentukan bentuk cursor, bisa berupa garis bawah atau satu blok titik. Cursor Blink dipakai untuk menentukan apakah cursor ber-kedip sedangkan Cursor Direction dipakai untuk menentukan arah gerak cursor, ke kanan atau ke kiri. Untuk memudahkan pembuatan program, Tabel 1 ditulis dalam format assembler seperti terlihat dalam Potongan Program 3. Dengan adanya tabel dalam Potongan Program 3 tersebut, selanjutnya untuk mengatur SED1200 tidak perlu lagi menulis kombinasi 0 dan 1 seperti terlihat di Tabel 1, tapi cukup menulis sebagai berikut: MOV A,#ResetSED1200 LCALL KirimPerintah .. .. .. Potongan Program dibentuk dengan Assembler Directive EQU, artinya hanya sekedar ‘pemberitahuan’ pada assembler bahwa selanjutnya kalau menjumpai kata SystemRest anggaplah sebagai bilangan biner 00010000 dan lain sebagainya. Susunan program seperti ini, sama sekali tidak menempati memori microcontroller. Potongan Program 3 Daftar Perintah Pengatur SED1200 01: ResetSED1200 EQU %00010000 02: ; 03: Tampilan1Baris EQU %00010010 04: Tampilan2Baris EQU %00010011 05: ; 06: DisplayOff EQU %00001100 07: DisplayOn EQU %00001101 08: ; 09: TanpaCursor EQU %00001110 10: PakaiCursor EQU %00001111 11: ; 12: GarisBawah EQU %00001000 13: Blok EQU %00001001 14: ; 15: TidakKedip EQU %00001010 16: Berkedip EQU %00001011 17: ; 18: CursorKeKanan EQU %00000100 19: CursorKeKiri EQU %00000101 20: ; 21: KeBarisSatu EQU %10000000 22: KeBarisDua EQU %11000000 Tata kerja SED1200 harus ditentukan terlebih dulu sebelum tampilan itu dipakai, Potongan Program 4 merupakan contoh persiapan pemakaian SED1200. Baris 3 dan 4 adalah baris yang harus ditambahkan jika SED1200 dirangkai dengan AT89C2051 seperti Gambar 2 dan dikendalikan dengan Potongan Program 2. Kedua baris ini menentukan keadaan awal sinyal Write dan CS, harus =’1’. Perintah pertama yang harus diberikan adalah ResetSED1200 (baris 6 dan 7), perintah-perintah lain diberikan sesuai dengan kebutuhan, tapi perintah DisplayOn pada baris 19 dan 20 harus ada. Potongan Program 4 Mempersiapkan tata kerja SED1200 01: ; ***** Initialize EPSON SED1200 LCD Module 02: SiapkanSED1200: 03: SETB Write ; level tegangan baku 04: SETB CS 05: 06: MOV A,#ResetSED1200 07: ACALL KirimPerintah 08: MOV A,#Tampilan2Baris 09: ACALL KirimPerintah 10: 11: MOV A,#KeBarisSatu 12: ACALL KirimPerintah 13: MOV A,#GarisBawah 14: ACALL KirimPerintah 15: MOV A,#PakaiCursor 16: ACALL KirimPerintah 17: MOV A,#Berkedip 18: ACALL KirimPerintah 19: MOV A,#DisplayOn 20: ACALL KirimPerintah 21: RET Potongan-potongan Program di atas berisi perangkat program untuk mengendalikan LCD SED1200 dengan AT89C51 sesuai dengan Gambar.
Matrik Keypad 4 x 4… Membuat Matrik Keypad 4 x 4 Heksadesimal Port paralel merupakan bagian mikrokontroler yang paling banyak dipakai. Mulai dari hal-hal yang sangat sederhana misalnya untuk menyalakan LED atau membaca tombol, dipakai pula untuk membentuk Keypad heksadesimal, untuk mengendalikan stepper motor maupun menghubungkan mikrokontroler ke printer paralel. Secara umum yang dikatakan sebagai port paralel adalah sarana input/output yang bisa dipakai untuk transfer data beberapa bit (biasanya 8 bit) sekali gus lewat jalur (kaki IC) yang dipersiapkan untuk itu. Jalur tersebut dinomori dari 0 sampai 7, sesuai dengan nomor urut bit dalam akumulator yang biasa dipakai untuk trasfer data ke/dari port paralel. Misalnya akumulator dipakai untuk menerima data dari Port 0, maka jalur nomor 0 dari Port 0 (biasanya disingkat sebagai P0.0) akan ditransfer ke akumulator bit nomor 0 (biasanya disingkat sebagai A.0). Hampir semua kaki IC mikrokontroler bisa dipakai sebagai port paralel. AT89C2051 kakinya 20, 15 kaki bisa dipakai sebagai port paralel. AT89C51 berkaki 40 diantaranya 32 kaki bisa dipakai sebagai port parallel. Meskipun demikian, ada juga port paralel yang tidak terdiri dari 8 jalur, misalnya Port 1 dari AT89C2051 hanya terdiri dari 7 jalur, dinomori mulai dari P1.0 sampai P1.7, tapi tidak ada P1.6. Hal semacam ini biasanya disebabkan karena kaki IC yang tersedia tidak cukup untuk menampung semua jalur port paralel bersangkutan secara lengkap. Semua jalur pada port paralel (kecuali Port 0) mikrokontroler keluarga MCS51 dilengkapi dengan tahanan sekitar 50 kOhm, menghubungkan jalur bersangkutan ke sumber daya Vcc. Pada chip AT89C1051, AT89C2051 dan AT89C4051, Port 1 jalur 0 dan 1 (P1.0 dan P1.1) tidak dilengkapi dengan tahanan tersebut, akibatnya kalau kedua jalur tersebut dipakai sebagai output harus ditambah tahanan di luar AT89C2051, yang menghubungkan jalur-jalur tersebut ke sumber daya Vcc. Matrik Keypad 4 x 4 Matrik Keypad 4x4 merupakan susunan 16 tombol membentuk keypad sebagai sarana masukkan ke mikrokontroler, meskipun jumlah tombol ada 16 tapi hanya memerlukan 8 jalur port paralel, seperti terlihat dalam Gambar 1. Dalam rangkaian Gambar 1, masing-masing tombol menghubungkan sebuah jalur output (K1; K2; K3 atau K4) ke sebuah jalur input (B1; B2; B3 atau B4), seperti yang digambarkan secara rinci dalam bulatan bagian kanan bawah gambar, tombol “A” menghubungkan jalur K1 ke jalur B4. Kerja dari rangkaian keypad ini sepenuhnya dilaksanakan dengan perangkat lunak, yang diwujudkan sebagai sub-rutin BacaKeyPad pada Potongan Program 1. Potongan Program 1 : Sub-rutin Pembaca Matrik Keypad 4x4 01: ; Kolom1..4 : P1.4..P1.7 sebagai scan output 02: ; Baris1..4 : P1.0..P1.3 sebagai switch input 03: ; 04: ; Keluar dari sub-rutin BacaKeyPad, A=nomor tombol 05: ; yang ditekan (susuai dengan susunan Gambar 1) 06: ; jika C=1. Kalau C=0 berarti tombol tidak ditekan 07: ; 08: ; sub-rutin ini merubah nilai A,B dan R2 09: ; 10: BacaKeyPad: 11: MOV A,#%11101111 12: MOV P1,A ;aktipkan kolom 1 13: CJNE A,P1,Periksa ;A<>P1 : Ada Tombol Ditekan 14: MOV A,#%11011111 15: MOV P1,A ;aktipkan kolom 2 16: CJNE A,P1,Periksa ;A<>P1 : Ada Tombol Ditekan 17: MOV A,#%10111111 18: MOV P1,A ;aktipkan kolom 3 19: CJNE A,P1,Periksa ;A<>P1 : Ada Tombol Ditekan 20: MOV A,#%01111111 21: MOV P1,A ;aktipkan kolom 4 22: CJNE A,P1,Periksa ;A<>P1 : Ada Tombol Ditekan 23: CLR C ;Tombol tidak ditekan 24: RET 25: ; 26: Periksa: 27: MOV B,P1 ;Simpan P1 ke B 28: MOV R2,#0 ;Mulai No 0 29: Lainnya: 30: MOV A,R2 31: ACALL BacaKombinasi ;Ambil Isi Tabel ke A 32: CJNE A,B,TidakSama ;= Nilai P1? 33: MOV A,R2 ;Ya, A := No Tombol 34: MOV WaktuTunda,#32 ;tunggu l.k. 0.3 detik 35: SETB TR0 ;Start Timer 0 36: SETB C ;Ada Tombol ditekan 37: RET 38: ; 39: TidakSama: 40: INC R2 ;No Tombol Lainnya 41: CJNE R2,#16,Lainnya ;Sudah semua tombol? 42: CLR C ;Ya, tidak ada Tombol ditekan 43: RET 44: 45: BacaKombinasi: 46: INC A ;‘melompati’ instruksi RET 47: MOVC A,@A+PC ;ambil isi Tabel Kombinasi Baris/Kolom 48: RET 49: ; 50: ;***** Tabel Kombinasi Baris dan Kolom 51: db %11010111 ; 0 52: db %11101110 ; 1 53: db %11011110 ; 2 54: db %10111110 ; 3 55: db %11101101 ; 4 56: db %11011101 ; 5 57: db %10111101 ; 6 58: db %11101011 ; 7 59: db %11011011 ; 8 60: db %10111011 ; 9 61: db %11100111 ; A 62: db %10110111 ; B 63: db %01111110 ; C 64: db %01111101 ; D 65: db %01111011 ; E 66: db %01110111 ; F Jalur output K1 sampai K4 merupakan Port 1 jalur 4 sampai 7 (P1.4..P1.7). Jalur input B1 sampai B4 merupakan Port 1 jalur 0 sampai 3 (P1.0..P1.3). Artinya setengah dari Port 1 dipakai sebagai output dan setengahnya lagi dipakai sebagai input. Dalam hal semacam ini agar jalur input bisa berfungsi semustinya, saat mengirim data ke Port 1 harus diusahakan jalur-jalur yang menjadi input selalu dalam kedudukan ‘1’, seperti terlihat pada baris 11; 14; 17 dan 20 Program 1, bit 0 sampai bit 3 yang dikirimkan ke Port 1 semuanya adalah ‘1’. Sebaliknya saat mengambil data dari Port 1, data yang pernah dikirim ke jalur output (P1.4..P1.7) akan ikut diambil bersama data pada jalur input, sehingga data yang dikirim dan data yang diambil bisa dibandingkan lewat instruksi pada baris 12; 15; 18 dan 21 Program 1. 16 tombol pembentuk keypad diperiksa keadaannya lewat baris 11 sampai 22 dalam 4 kali pembacaaan. Lewat baris 11 dan 12, kolom 1 (P1.4) di-nol-kan sedangkan 7 jalur Port 1 lainnya dalam keadaan ‘1’, dalam keadaan semacam ini P1.0 sampai P1.3 akan siap sebagai input, kalau saat ini salah satu dari tombol “1”; “4”; “7” atau “A” ada yang ditekan akan mengakibatkan salah satu jalur input P1.0..P1.3 menjadi ‘0’. Keadaan ini membuat data yang diambil dari Port 1 berlainan dengan data yang tadi dikirim ke Port 1, sehingga lewat instruksi baris 13 MCS51 bisa menentukan bahwa saat itu ada tombol yang ditekan dan harus di Periksa lebih lanjut. Jika saat itu salah satu dari tombol “1”; “4”; “7” atau “A” tidak ada yang ditekan, atau yang ditekan adalah tombol yang berada pada kolom 2; 3 atau 4 (misalnya tombol “2”; “3” “C” atau yang lainnya), semua jalur input (P1.0 .. P1.3) tetap dalam keadaan “1”, sehingga saat MCS51 membaca Port 1 dan membandingkan dengan data yang tadi dikeluarkan ke Port 1 lewat instruksi baris 13, MCS51 akan merasakan tidak ada tombol yang ditekan dan meneruskan instruksi baris 14. Hal-hal tersebut di atas diulang untuk kolom 2 (baris 14; 15 dan 16), jika ternyata tidak ada tombol yang ditekan dilanjutkan dengan memeriksa kolom 3 (baris 17; 18 dan 19) serta kolom 4 (baris 20; 21 dan 22). Setelah memeriksa kolom 4, jika ternyata tidak menemukan ada tombol yang ditekan, MCS51 akan meninggalkan sub-rutin BacaKeypad pada baris 24, tapi sebelum itu pada baris 23 bit Carry di-nol-kan, sebagai tanda bahwa tidak ada tombol yang ditekan. Bagian Periksa dipakai untuk memastikan hanya ada satu tombol yang ditekan, jika ternyata lebih dari satu tombol yang ditekan maka dianggap tidak ada tombol yang ditekan, MCS51 meninggalkan sub-rutin BacaKeypad lewat baris 42 (me-nol-kan bit Carry) dan baris 43 (RET). Baris 51 sampai dengan 66 merupakan Tabel Kombinasi Baris dan Kolom yang dipakai untuk menentukan hal tersebut di atas. Pada baris 27 Port 1 dibaca dan disimpan ke dalam register B untuk dipakai sebagai pembanding pada baris 32. R2 dipakai sebagai counter untuk menomori Tabel Kombinasi Baris dan Kolom, nilai awal R2=0 (baris 28), nilai R2 naik satu (baris 40) setiap kali dijumpai nilai Port 1 yang disimpan di B tidak sama dengan nilai Tabel yang dinomori dengan R2 (baris 32). Kalau nilai R2 sudah sampai 16 (baris 41) berarti nilai Port 1 yang disimpan di B sudah dibandingkan dengan seluruh isi Tabel, tapi tidak ada yang sesuai. Artinya lebih dari satu tombol yang ditekan, keadaan ini diabaikan dengan menganggap tidak ada tombol yang ditekan, seperti yang sudah dibahas di atas. Pada baris 32, jika ternyata nilai Port 1 yang disimpan di B sama dengan salah satu isi Tabel, MCS51 akan menjalankan baris 33 dan seterusnya. Tabel Kombinasi Baris dan Kolom disusun dengan cara berikut, bilangan yang diisikan ke dalam Tabel (angka biner di belakang db) adalah kombinasi Baris dan Kolom. Bilangan ini disusun sesuai dengan nomor yang diwakilinya, artinya kombinasi untuk tombol 0 diletakkan pada baris pertama, kombinasi untuk tombol 1 diletakkan di baris kedua dan seterusnya. Dengan cara penyusunan Tabel semacam ini, R2 yang dipakai untuk menomori Tabel sama dengan nomor tombol pada keypad. Dengan demikian, pada baris 33 nilai R2 disimpan ke akumulator sebagai hasil pembacaan keypad. MCS51 meninggalkan sub-rutin BacaKeypad lewat baris 36 (me-satu-kan bit Carry) dan baris 37 (RET). Mengatasi getaran tombol Semua tombol mekanis yang biasa dipakai untuk keypad, saat ditekan atau saat tekanan pada tombol dilepas akan bergetar selama lebih kurang 30 sampai 50 mili-detik, sifat ini akan mengakibatkan sub-rutin pembacaan keypad merasakan adanya penekanan tombol secara berulang-ulang, meskipun sesungguhnya tombol hanya ditekan sekali saja. Gejala ini biasanya disebut sebagai bounce. Untuk mengatasi masalah ini, setelah berhasil membaca nilai tombol yang ditekan, MCS51 dipaksa “istirahat” berapa saat sampai tombol tidak bergetak, sebelum membaca tombol berikutnya. Hal ini dilakukan dengan sub-rutin BebasGetar seperti terlihat dalam Potongan Program 2. Potongan Program 2 : Sub-rutin Pembaca Keypad Bebas Getar 01: BebasGetar: 02: ACALL BacaKeyPad ; C menandakan ada tombol yang ditekan/tidak 03: JNC Selesai ; C=0, tidak ada tombol ditekan -> Selesai 04: ; 05: ; C=1, Ada tombol ditekan, ‘istirahat’ dulu sekitar 0.25 detik 06: MOV B,#0 07: MOV R2,#0 08: Tunda: 09: NOP 10: NOP 11: DJNZ R2,Tunda ; menunggu di sini sekitar 4*256 mikro-detik 12: DJNZ B,Tunda ; diulang sebanyak 256 kali 13: Selesai: 14: RET Baris 02 pada Potongan Program 2 di atas memanggil sub-rutin BacaKeyPad, dalam sub-rutin BacaKeyPad diperiksa apakah ada tombol yang ditekan, kalau ada tombol yang ditekan nomor tombol tersebut disimpan di A dan bit Carry di-satu-kan, kalau tidak ada tombol yang ditekan bisa Carry di-nol-kan. Jadi MCS51 tidak tertahan di sub-rutin tersebut sampai ada tombol ditekan, dan program pemanggil sub-rutin tersebut harus memeriksa apa hasil kerja sub-rutin BacaKeyPad. Baris 03 memeriksa hasil kerja sub-rutin BacaKeypad, kalau ternyata tidak ada tombol yang ditekan segera meninggalkan sub-rutin ini lewat Selesai, kalau ada tombol ditekan MCS51 di-“istirahat”-kan dulu sekitar 0.25 detik menunggu masa getar tombol mekanis selesai. Baris 06 sampai 12 menentukan waktu tunda. Penundaan waktu terutama terjadi pada baris 09 sampai 11, MCS51 memerlukan waktu 4 * 256 mikro-detik atau 1,024 mili-detik (dengan anggapan MCS51 bekerja dengan kristal 12 MHz). Penundaan waktu ini diulang sebanyak 256 kali dengan instruksi baris 12 sehingga diperoleh waktu tunda total sekitar seperempat detik. Instruksi-instruksi pada baris 06 sampai 12 tidak satu pun yang merubah nilai A dan nilai bit Carry, sehingga apa yang didapat dari sub-rutin BacaKeyPad (yakni nomor tombol yang ditekan disimpan di A dan bit Carry di-satu-kan) tetap dipertahankan sampai sub-rutin ini selesai di baris 14. Pemakaian Sub-rutin Sub-rutin BacaKeyPad maupun sub-rutin BebasGetar di atas merupakan sub-rutin dasar yang dipersiapkan untuk dipakai dibagian lain, memanggil kedua sub-rutin tersebut belum tentu memperoleh data dari tombol, sehingga program lain yang memakainya harus memeriksa hasil kerjanya lewat bit Carry. Jika dikehendaki membaca keypad sampai ada tombol yang ditekan, caranya sebagai berikut : TungguKeyPad: ACALL BebasGetar JNC TunggKeyPad . . . Untuk mengatasi getaran tombol, bisa pula dilakukan dengan cara membaca Key Pad hanya dalam waktu-waktu tertentu, misalnya sub-rutin BacaKeyPad dipanggil setengah detik sekali, sehingga tidak perlu membuang waktu selama waktu tunda dalam sub-rutin BebasGetar. Selamat mencoba, semoga berhasil dalam membuat "Matrik Keypad 4 x 4 Heksadesimal".

"Referensi Belajar Elektronika Online"

Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer

Atmel MCS51 40 Kaki Sebagai PEROM

Pengisian Data Ke PEROM

Pembacaan Data Dari PEROM

Desain Rangkaian Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer

Program Pengendali Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer

Format HEX Dari Intel

Pengiriman Teks Intel HEX Pada Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer

Pengisian Flash PEROM

You may also like, related Atmel 40 Pin MCS51 Flash PEROM Programmer

Advertisement

Artikel Elektronika

Advertisement

Query Elektronika

Advertisement