Home » Mikrokontroler » Aplikasi Mikrokontroler » LCD Epson SED1200

LCD Epson SED1200

Wednesday, May 24th, 2023 - Aplikasi Mikrokontroler

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’.
Gambar 1. Proses pengiriman data ke SED1200

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.

Gambar 2. Hubungan SED1200 ke AT89C51

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.

Gambar 3. Hubungan SED1200 ke AT89C2051

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.

Tabel 1. Daftar Perintah Pengatur SED1200

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.

Title : LCD Epson SED1200
Archive : Aplikasi Mikrokontroler

You may also like, related LCD Epson SED1200

LCD Display Module M1632 LCD Display Module M1632 buatan Seiko Instrument Inc., meskipun harganya sekitar lima kali lipat dibanding dengan LCD Module SED1200 buatan Epson, tapi karena M1632 lebih dulu beredar di Indonesia dan lebih mudah didapat, masih merupakan pilihan banyak penggemar elektronik praktis. LCD Display Module M1632 LCD Display Module M1632 buatan Seiko Instrument Inc. terdiri dari dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam bentuk huruf/angka dua baris, masing-masing baris bisa menampung 16 huruf/angka. Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang ditempelkan dibalik pada panel LCD, berfungsi mengatur tampilan informasi serta berfungsi mengatur komunikasi L1632 dengan mikrokontroler yang memakai tampilan LCD itu. Dengan demikian pemakaian M1632 menjadi sederhana, sistem lain yang M1632 cukup mengirimkan kode-kode ASCII dari informasi yang ditampilkan seperti layaknya memakai sebuah printer. Sinyal Interface Pada LCD Display Module M1632 Untuk berhubungan dengan mikrokontroler pemakai, M1632 dilengkapi dengan 8 jalur data (DB0..DB7) yang dipakai untuk menyalurkan kode ASCII maupun perintah pengatur kerjanya M1632. Selain itu dilengkapi pula dengan E, R/W* dan RS seperti layaknya komponen yang kompatibel dengan mikroprosesor. Kombinasi ainyal E dan R/W* merupakan sinyal standar pada komponen buatan Motorola. Sebaliknya sinyal-sinyal dari MCS51 merupakan sinyal khas Intel dengan kombinasi sinyal WR* dan RD*. Perbedaan ini membuat teknik penggabungan M1632 berlainan dengan LCD Module SED1200 buatan Epson yang pernah dibahas. RS, singkatan dari Register Select, dipakai untuk membedakan jenis data yang dikirim ke M1632, kalau RS=0 data yang dikirim adalah perintah untuk mengatur kerja M1632, sebaliknya kalau RS=1 data yang dikirim adalah kode ASCII yang ditampilkan. Demikian pula saat pengambilan data, saat RS=0 data yang diambil dari M1632 merupakan data status yang mewakili aktivitas M1632, dan saat RS=1 maka data yang diambil merupakan kode ASCII dari data yang ditampilkan. Proses mengirim/mengambil data ke/dari M1632 digambarkan dalam Gambar 1 bisa dijabarkan sebagai berikut : RS harus dipersiapkan dulu, untuk menentukan jenis data seperti yang telah dibicarakan di atas. R/W* di-nol-kan untuk menandakan akan diadakan pengiriman data ke M1632. Data yang akan dikirim disiapkan di .DB7, sesaat kemudian sinyal E di-satu-kan dan di-nol-kan kembali. Sinyal E merupakan sinyal sinkronisasi, saat E berubah dari 1 menjadi 0 data di DB0 .. DB7 diterima oleh M1632. Untuk mengambil data dari M1632 sinyal R/W* di-satu-kan, menyusul sinyal E di-satu-kan. Pada saatu E menjadi 1, M1632 akan meletakkan datanya di DB0 .. DB7, data ini harus diambil sebelum sinyal E di-nol-kan kembali. Interface Untuk LCD Display Module M1632 Dengan AT89C2051 Sinyal-sinyal M1632 yang mengikuti standar teknik interface Motorola, tidak sesuai dengan sinyal dari MCS51, dengan demikian sinyal-sinyal itu di-sumulasi-kan lewat port MCS51. Gambar 2 memperlihatkan hubungan AT89C2051 dengan M1632, dalam gambar itu P3.7 dipakai untuk men-simulasi-kan sinyal RS, P3.5 sebagai R/W* dan P3.4 sebagai E. Lewat program dibangkitkan sinyal-sinyal pada ketiga kaki Port 3 ini, sesuai dengan pesyaratan yang dikehendaki M1632. Potongan Program 1 merupakan sub-rutin untuk mengendalikan M1632 yang dihubungkan ke AT89C2051 seperti terlihat di Gambar 2, sebelum sub-rutin ini dipakai, tepatnya pada saat setelah reset harus dikirimkan perintah CLR E. Potongan program 1 terdiri dari dua bagian, yakni bagian mengirim data ke M1632 yang terdiri dari sub-rutin KirimPerintah dan sub-rutin KirimASCII, sedangkan bagian mengambil data dari M1632 terdiri dari sub-rutin AmbilStatus dan sub-rutin AmbilASCII. Sebelum mengiriman data, Akumulator A sudah terlebih dulu diisi dengan data yang akan dikirim. Data yang dikirim dengan sub-rutin KirimPerintah akan diterima M1632 sebagai perintah untuk mengatur kerja M1632, dan data yang dikirim dengan sub-rutin KirimASCII akan ditampilkan di panel LCD. Setelah M1632 menerima data, M1632 memerlukan waktu antara 40 sampai 1640 mikro-detik untuk mengolahnya, selama waktu itu M1632 untuk sementara tidak bisa menerima data, hal ini ditandai dengan bit 7 dari Register Status = ‘1’. Proses pengiriman data ke M1632 dijelaskan sebagai berikut: Perbedaan sub-rutin KirimPerintah dan KirimASCII terletak pada nilai RS pada saat sub-rutin itu bekerja. Sub-rutin KirimPerintah bekerja dengan RS=‘0’ (baris 6), data yang dikirim AT89C2051 diterima M1632 sebagai perintah untuk mengatur kerja M1632. Sub-rutin KirimASCII bekerja dengan RS=‘1’ (baris 10), data yang dikirim AT89C2051 diterima M1632 sebagai kode ASCII yang akan ditampilkan Sinyal RW di-nol-kan agar M1632 siap menerima data (baris 12), setelah itu data di akumulator A diletakkan di .D7 (Port 1 dari AT89C2051) di baris 13, baris 14 dan 15 membangkitkan sinyal sinkronisasi E dengan cara membuat P3.4 menjadi ‘1’ dan kemudian kembali menjadi ‘0’. Saat sinyal E kembali menjadi ‘0’ data di Port 1 akan diterima oleh M1632. Selesai mengirim data, program harus menunggu sampai M1632 siap menerima data lagi. Hal ini dilakukan dengan cara mengambil Status M1632 (baris 18), dan memeriksa bit 7-nya (baris 19), selama bit 7 bernilai ‘1’ berarti M1632 masih sibuk mengurus diri, dan program menunggunya di TungguDulu. Proses pengambilan data dari M1632 dijelaskan sebagai berikut : Seperti bahasan di atas, RS dipakai untuk memilih Register Perintah/Status, sub-rutin AmbilStatus bekerja dengan RS=0 dan sub-rutin AmbilASCII bekerja dengan RS=’1’. Sinyal RW di-satu-kan agar M1632 siap memberi data (baris 29), setelah sinyal E menjadi ‘1’ (baris 30) M1632 akan meletakkan data di D0 .. D7, setelah data ini diambil (baris 31) sinyal E dikembalikan menjadi ‘0’ Potongan Program 1 AT89C2051 dengan M1632 01: E bit P3.4 ; sinyal E di P3.4 02: RW bit P3.5 ; sinyal R/W* di P3.5 03: RS bit P3.7 ; sinyal RS di P3.7 04: 05: KirimPerintah: 06: CLR RS ; RS=0 : register perintah 07: SJMP OutByte 08: ; 09: KirimASCII: 10: SETB RS ; RS=1 : Display Data RAM 11: OutByte: 12: CLR RW ; RW = '0', kirim data 13: MOV P1,A ; siapkan data di D0..D7 14: SETB E ; buat pulsa positip 15: CLR E ; sesaat 16: ; 17: TungguDulu: 18: ACALL AmbilStatus 19: JB A.7,TungguDulu 20: RET 21: ; 22: AmbilStatus: 23: CLR RS ; RS=0 : register status 24: SJMP InByte 25: ; 26: AmbilASCII: 27: SETB RS ; RS=1 : Display Data RAM 28: InByte: 29: SETB RW ; RW = '1', ambil data 30: SETB E ; minta data pada M1632 31: MOV A,P1 ; ambil data 32: CLR E ; kembalikan e ke '0' 33: RET Mengatur Tampilan LCD Display Module M1632 M1632 mempunyai seperangkat perintah untuk mengatur tata kerjanya, perangkat perintah tersebut meliputi perintah untuk menghapus tampilan, meletakkan kembali cursor pada barishuruf pertama baris pertama, menghidup/matikan tampilan dan lan sebagainya, semua itu dibahas secara terperinci dalam Lembar Data M1632. Setelah diberi sumber daya, ada beberapa langkah persiapan yang harus dikerjakan dulu agar M1632 bisa dipakai, langkah-langkah tersebut antara lain adalah: Tunggu dulu selama 15 mili-detik atau lebih. Kirimkan perintah 30h, artinya trasfer data antar M1632 dan mikrokontroler dilakukan dengan mode 8 bit Tunggu selama 4.1 mili-detik Kirimkan sekali lagi perintah 30h Tunggu lagi selama 100 mikro-detik Setelah langkah-langkah tersebut di atas M1632 barulah bisa menerima data dan menampilkannya dengan baik. Pada awalnya tampilan akan nampak kacau, dengan demikian perlu segera dikirim perindah menghapus tampilan dan lain sebagainya, sesuai dengan petunjuk yang ada di Lambar Data. Di atas dipakai AT89C2051 sebagai contoh, meskipun demikian semua yang dibahas di atas sepenuhnya bisa dipakai pada mikrokontroler AT89C51. Dalam pemakaiannya karena berbagai macam alasan, bisa saja sinyal E; RW dan RS tidak disimulasikan di P3.4; P3.5 dan P3.7. Hal ini bisa diselesaikan dengan melakukan beberapa penyesesuaian, yakni tentukan dulu perubahan rangkaian sesuai dengan keadaan yang ada, dan perubahan rangkaian itu harus di sesuaikan di baris 1 sampai 3 pada Potongan program di atas. M1632 mempunyai 8 jalur data dan memerlukan 3 jalur kontrol, dalam suatu rangkaian yang memakai banyak port dari MCS51, bisa terjadi kekurangan port untuk menghubungkan MCS51 ke M1632. Jika sampai terjadi hal semacam ini bisa ditempuh hal hal berikut : M1632 dipakai dalam mode data 4 bit, yakni hanya memakai jalur data .D3 Dengan sedikit tambahan rangkaian sinyal WR* dan RD* dirubah menjadi sinyal E dan R/W* gaya Motorola, sehingga tidak perlu menyediakan port untuk men-simulasikan sinyal-sinyal tersebut. LCD Display Module M1632 sesuai kita gunakan dalam percobaan kecil atau untuk mebuat tugas akhir, karena LCD Display Module M1632 adalah salah satu modul LCD dengan harga murah
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.
Atmel 40 Pin MCS51 Flash… 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’. 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. 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. 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. 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.
Interface Mikrokontroler… Teknik Interface Mikrokontroler Dengan DTMF (Dual Tone Multiple Frequency) Setelah beralih ke teknologi digital, cara meminta nomor sambungan telepon tidak lagi dengan cara memutar piringan angka tapi dengan cara memencet tombol-tombol angka. Cara ini dikenal sebagai Touch Tone Dialing, sering juga disebut sebagai DTMF (Dual Tone Multiple Frequency). Dual Tone Multiple Frequency (DTMF) adalah teknik mengirimkan angka-angka pembentuk nomor telpon yang di-kode-kan dengan 2 nada yang dipilih dari 8 buah frekuensi yang sudah ditentukan. 8 frekuensi tersebut adalah 697 Hz, 770 Hz, 852 Hz, 941 Hz, 1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz dan 1633 Hz, seperti terlihat dalam Gambar 1 angka 1 di-kode-kan dengan 697 Hz dan 1209 Hz, angka 9 di-kode-kan dengan 852 Hz dan 1477 Hz. Kombinasi dari 8 frekuensi tersebut bisa dipakai untuk meng-kode-kan 16 tanda, tapi pada pesawat telepon biasanya tombol ‘A’ ‘B’ ‘C’ dan ‘D’ tidak dipakai. Teknik DTMF meskipun mempunyai banyak keunggulan dibanding dengan cara memutar piringan angka, tapi secara tehnis lebih sulit diselesaikan. Alat pengirim kode DTMF merupakan 8 rangkaian oscilator yang masing-masing membangkitkan frekuensi ‘aneh’ di atas, ditambah dengan rangkaian pencampur frekuensi untuk mengirimkan 2 nada yang terpilih. Sedangkan penerima kode DTMF lebih rumit lagi, dibentuk dari 8 buah filter yang tidak sederhana dan rangkaian tambahan lainnya. Beberapa pabrik membuat IC khusus untuk keperluan DTMF, diantaranya yang banyak dijumpai adalah MC145436 buatan Motorola, MT8870, MT8880 dan MT8888 buatan Mitel Semiconductor. MC145436 dan MT8870 merupakan penerima DTMF, menerima sinyal dari saluran telepon kalau ternyata sinyal yang diterima tadi merupakan kombinasi nada yang sesuai dengan ketentuan DTMF, mengeluarkan kode biner sesuai dengan kombinasi nada tersebut. MT8880 dan MT8888 merupakan penerima dan pengirim DTMF, selain bisa berfungsi sebagai penerima DTMF, bisa pula dipakai untuk membangkitkan nada DTMF sesuai dengan angka biner yang diterimanya. Saluran data (data bus) dan sinyal-sinyal kontrol MT8880 dirancang sesuai dengan karakteristik mikrokontroler buatan Motorola (misalnya MC68HC11), sedangkan MT8888 disesuaikan dengan mikrokontroler buatan Intel (termasuk AT80C51). Tapi untuk AT89C2051 yang memang tidak punya saluran data (data bus) perbedaan kedua IC itu tidak ada artinya, mengingat saluran data dan sinyal kontrolnya disimulasikan lewat program. Penerima DTMF dengan MT8870 Rangkaian penerima DTMF yang dibangun dengan AT89C2051 dan MT8870 terlihat pada Gambar 3. AT89C2051 dilengkapi Xtal Y2 (12 MHz) ditambah kapasitor C3 dan C4 membentuk rangkaian oscilator, dilengkapi pula dengan rangkaian reset yang dibentuk dengan C5 dan R4, kedua rangkaian ini merupakan rangkaian baku AT89C2051. MT8870 dilengkapi dengan Xtal Y1 (3.579545 MHz), C2 dan R3 dipakai untuk menentukan waktu minimal untuk mengenali nada DTMF yang diterima, rangkaian penguat sinyal DTMF dibentuk dengan R1, C1 dan R2. Nilai-nilai komponen ini langsung diambil dari lembaran data (data sheet) MT8870 yang sudah disesuaikan dengan karakteristik sinyal DTMF pada umumnya. StD (Delayed Steering - kaki 15 MT8870) merupakan output yang menandakan MT8870 mempunyai data DTMF baru yang bisa diambil. Saat tidak ada nada DTMF kaki StD=’0’, jika sinyal yang masuk MT8870 mengandung nada DTMF dan nada itu lamanya melebihi konstanta waktu yang ditentukan oleh C2 dan R3, StD akan menjadi ‘1’ memberitahu AT89C2051 bahwa ada data di D0..D3 (kaki 11 sampai dengan 14 MT8870) yang bisa di ambil. Sinyal StD akan tetap bertahan =’1’ manakala nada DTMF masih ada. Dalam Gambar 3 StD dipantau lewat kaki P1.7 AT89C2051. TOE (Tristate Ouput Enable - kaki 10 MT8870) merupakan input untuk mengatur data di D0..D3, jika TOE=0 rangkaian output D0..D3 akan mengambang (high impedance state) sehingga data tidak bisa diambil. Jika D0..D3 tidak digabungkan dengan jalur data peralatan lainnya, kaki TOE bisa saja dihubungkan ke ‘1’. Dalam Gambar 3 TOE di kendalikan dengan kaki P1.6 AT89C2051. Program untuk membaca data DTMF melalui rangkaian Gambar 3 terlihat pada Potongan Program 1, bisa diterangkan sebagai berikut : Baris 1 dan 2 menyatakan hubungan kaki 6 dan P1.7 sesuai rangkaian Gambar 3. Selama sinyal NEWDATA masih ‘0’ AT89C2051 akan menunggu di baris 5 Lolos dari baris 5 (berarti kaki StD MT8870 sudah ‘1’), dibuat RD=’1’ (kaki TOE MT8870) agar .D3 MT8870 tidak mengambang dan data MT8870 diambil melalui instruksi baris 7. Baris 8 dipakai untuk membuang bagian Akumulator A yang tidak terpakai dan hanya menyisakan .A3 sebagai data yang diterima dari MT8870. Baris 9 kembali me-‘nol’-kan kaki TOE MT8870 agar .D3 mengambang kembali. Baris 10 menunggu sampai nada DTMF bersangkut sudah tidak ada lagi. Potongan Program 1 Membaca data MT8870 01: RD BIT P1.6 02: NEWDATA BIT P1.7 03: ; 04: BacaMT8870: 05: JNB NEWDATA,* ; Selama StD=’0’, tunggu dulu di sini 06: SETB RD ; Aktipkan TOE MT8870 07: MOV A,P1 ; Ambil data dari MT8870 08: ANL A,#$0F ; Yang diperlukan hanya A0..A3 saja 09: CLR RD ; Non-aktipkan TOE kembali 10: JB NEWDATA,* ; Tunggu sampai nada DTMF sirna 11: RET Penerima/pengirim DTMF dengan MT8880 MT8880 mempunyai 2 register dengan 4 fungsi, untuk membedakan 2 register ini MT8880 dilengkapi dengan jalur alamat (address bus) RS0. Register pertama (RS0=’0’) dinamakan sebagai Register Data, angka DTMF yang diterima MT8880 didapat dengan cara membaca isi register ini (Receive Data Register), sedangkan angka DTMF yang ingin dikirim disimpan di register ini (Transmit Data Register). Register kedua (RS0=’1’) dinamakan sebagai Register Kontrol/Status, tata kerja MT8880 diatur dengan cara mengirim data ke register ini, dan keadaan MT8880 bisa dipantau dengan cara membaca isi register ini. Diagram waktu proses pengambilan/pengiriman data dari/ke MT8880 terlihat di Gambar 5, diagram waktu tersebut ditafsirkan sebagai berikut : selama proses berlangsung kaki CS (kaki 10) harus =’0’ mula-mula ditentukan dulu nilai RS0 (kaki 11) sesuai dengan register yang dipilih kaki R/W (kaki 9) dipakai untuk menentukan arah data, R/W=’1’ menandakan proses pengambilan data dari MT8880 (bagian kiri Gambar 5) R/W=’0’ berarti pengiriman data ke MT8880 (bagian kanan Gambar 5). Perpindahan data antar mikrokontroler dan MT8880 terjadi pada saat sinyal PH2 (kaki 12) berubah dari ‘1’ menjadi ‘0’. Dalam proses pengambilan data, data bisa diambil setelah sinyal PH2 berubah dari ‘1’ ke ‘0’ Dalam proses pengiriman data, data sudah dipersiapkan oleh mikrokontroler sebelum sinyal PH2 berubah dari ‘1’ ke ‘0’ Gambar 6 merupakan rangkaian penerima/pengirim DTMF dengan MT8880 yang dikendalikan AT89C2051, rangkaian ini bisa juga dipakai untuk IC DTMF MT8888, rangkaian tetap sama tapi program pengendalinya harus sedikit dirubah. AT89C2051 dilengkapi Xtal Y2 (12 MHz) ditambah kapasitor C3 dan C4 membentuk rangkaian oscilator, dilengkapi pula rangkaian reset yang dibentuk dengan C5 dan R4. MT8880 dilengkapi Xtal Y1 (3.579545 MHz), C2 dan R3 dipakai untuk menentukan waktu minimal untuk mengenali nada DTMF yang diterima, rangkaian penguat sinyal DTMF dibentuk dengan R1, C1 dan R2. Nada DTMF dikeluarkan dari kaki TONE (kaki 8), C4, R6 dan C6 yang terhubung ke kaki ini membentuk rangkaian filter sederhana. Nilai-nilai komponen ini langsung diambil dari lembaran data (data sheet) MT8880 yang sudah disesuaikan dengan karakteristik sinyal DTMF pada umumnya. Jika dikehendaki, IRQ (Interrupt Request to MPU - kaki 13 MT8880) bisa dipakai sebagai output yang menandakan MT8880 mempunyai data DTMF baru yang bisa diambil. Dalam keadaan tidak ada nada DTMF kaki IRQ=’1’, jika sinyal yang masuk MT8870 mengandung nada DTMF dan nada itu lamanya melebihi konstanta waktu yang ditentukan oleh C2 dan R3, IRQ akan menjadi ‘0’ memberitahu mikrokontroler bahwa ada data di D0..D3 (kaki 14 sampai dengan 17 MT8870) yang bisa di ambil. Sinyal IRQ akan tetap bertahan =’0’ manakala nada DTMF masih ada. Sinyal IRQ ini biasa dipakai sebagai sinyal ‘interupsi’ bagi mikrokontroler. Adanya data DTMF baru bisa pula dipantau dari Register Status. Setiap kali ada data baru bit 2 dari Register Status menjadi ‘1’, dan bit 2 akan kembali menjadi ‘0’ pada saat mikrokontroler membaca isi Register Status. Dalam Gambar 6 kaki IRQ MT8880 tidak dipakai, dengan demikian adanya data DTMF baru akan dipantau dari bit 2 Register Status. Kaki IRQ MT8880 bisa dipakai dengan cara menghubungkannya ke kaki INT0/P3.2 (kaki 6 AT89C2051, bisa juga dihubungkan ke kaki 7 – INT1/P3.3) yang digambarkan dengan garis putus dalam Gambar 6. Dengan cara ini adanya data DTMF baru dipantau oleh rangkaian interupsi di dalam IC AT89C2051, begitu ada data DTMF baru dari MT8880 AT89C2051 akan menjalankan program layanan interupsi yang harus diletakkan di memori program nomor 3. Program untuk mengendalikan MT8880 melalui rangkaian Gambar 6 terlihat pada Potongan Program 2. Baris 1 sampai 3 dipakai untuk menyatakan hubungan kaki 4, P1.5 dan P1.6 sesuai dengan rangkaian Gambar 6. Sesuai dengan fungsi-fungsi register di dalam IC MT8880, program pengendali MT8880 ini terdiri atas 4 buah sub-rutin yang masing-masing dinamakan sebagai KirimDTMF, AmbilDTMF, KirimKontrol dan LihatStatus, kegunaan masing-masing sub-rutin sesuai dengan nama yang diberikan. KirimDTMF dan AmbilDTMF bekerja dengan RS0=’0’ (baris 6 dan 23) sedangkan KirimKontrol dan LihatStatus bekerja dengan RS0=’1’ (baris 9 dan 27). KirimDTMF dan KirimKontrol bekerja dengan R/W=’0’ (baris 11) sedangkan AmbilDTMF dan LihatStatus bekerja dengan R/W=’1’ (baris 29). Pada semua subrutin, PH2 mula-mula dibuat =’1’ (baris 12 dan 30), dalam sub-rutin pengiriman data setelah data yang akan dikirim ke MT8880 siap, PH2 di-‘nol’-kan di baris 17. Dalam sub-rutin pengambilan data setelah data di ambil, PH2 di-‘nol’-kan di baris 34. Di bagian awal sub-rutin AmbilDTMF, sebelum mengambil data DTMF terlebih dulu menunggu bit 2 dari Register Status bernilai ‘1’ yang menandakan data di Register Data adalah data yang benar (baris 20 dan 21), selama MT8880 belum menerima data DTMF baru, AT89C2051 akan menunggu terus di kedua baris tersebut. Potongan Program 2 Mengambil/mengirim data MT8880 01: PH2 BIT P1.4 02: RS0 BIT P1.5 03: RW BIT P1.6 04: ; 05: KirimDTMF: 06: CLR RS0 ; Register Data dipilih dengan RS=0 07: SJMP KirimKe8880 08: KirimKontrol: 09: SETB RS0 ; Register Kontrol dipilih dengan RS=1 10: KirimKe8880: 11: CLR RW ; Data dari AT89C2051 ke MT8880 12: SETB PH2 ; PH2 dibuat menjadi '1' 13: ANL P1,#$F0 ; Kirim A0..A3 tanpa mengganggu A4..A7 14: ORL P1,A 15: NOP ; Tunggu sebentar 16: CLR PH2 ; PH2 dari '1' menjadi '0', data diambil MT8870 17: RET 18: ; 19: AmbilDTMF: 20: ACALL LihatStatus ; Ada data DTMF baru di MT8880? 21: JNB A.2,AmbilDTMF ; Tidak ada, tunggu dulu 22: BacaDTMF: 23: CLR RS0 ; Register Data dipilih dengan RS=0 24: SJMP AmbilDari8880 25: ; 26: LihatStatus: 27: SETB RS0 ; Register Status dipilih dengan RS=1 28: AmbilDari8880: 29: SETB RW ; Data dari MT8880 ke AT89C2051 30: SETB PH2 ; PH2 dibuat menjadi '1' 31: NOP ; Tunggu sebentar 32: MOV A,P1 ; Ambil data dari MT8880 33: ANL A,#$0F ; hanya A0..A3 saja yang diperlukan 34: CLR PH2 ; kembalikan PH2 kekeadaan semula (='0') 35: RET Penerima/pengirim DTMF dengan MT8888 Diagram waktu proses pengambilan/pengiriman data dari/ke MT8888 terlihat di Gambar 7, diagram waktu tersebut ditafsirkan sebagai berikut : selama proses berlangsung kaki CS (kaki 10) harus =’0’ mula-mula ditentukan dulu nilai RS0 (kaki 11) sesuai dengan register yang dipilih kaki RD (kaki 12) dipakai untuk mengambil data dari MT8888, dalam keadaan normal RD=’1’, selama proses pengambilan data RD menjadi ‘0’ dan data diambil dari MT8888 setelah RD berubah dari ‘0’ menjadi ‘1’ (bagian kiri Gambar 7) kaki WR (kaki 9) dipakai untuk mengirim data ke MT8888, dalam keadaan normal WR=’1’, selama proses pengiriman data WR menjadi ‘0’ dan data akan diterima oleh MT8888 pada saat WR berubah dari ‘0’ menjadi ‘1’ (bagian kanan Gambar 7) Sinyal RD dan WR inilah yang membedakan MT8880 dan MT8888 (dalam MT8880 kedua sinyal sinyal itu diganti dengan PH2 dan R/W), perbedaan ini tidak mengakibatkan perbedaan rangkaian, tapi mengakibatkan perubahan program pengendali. Program untuk mengendalikan MT8888 melalui rangkaian Gambar 6 terlihat pada Potongan Program 3. Program pengendali MT8888 ini serupa dengan program pengendali MT8880, perbedaannya terletak pada sub-rutin AmbilDari8888 dan KirimDTMF. Baris 1 sampai 3 dipakai untuk menyatakan hubungan kaki 4, P1.5 dan P1.6 sesuai dengan rangkaian Gambar 6. Sesuai dengan fungsi-fungsi register di dalam IC MT8880, program pengendali MT8880 ini terdiri atas 4 buah sub-rutin yang masing-masing dinamakan sebagai KirimDTMF, AmbilDTMF, KirimKontrol dan LihatStatus, kegunaan masing-masing sub-rutin sesuai dengan nama yang diberikan. KirimDTMF dan AmbilDTMF bekerja dengan RS0=’0’ (baris 5 dan 22) sedangkan KirimKontrol dan LihatStatus bekerja dengan RS0=’1’ (baris 9 dan 26). KirimDTMF dan KirimKontrol bekerja dengan WR=’0’ (baris 11), setelah data siap (baris 12 dan 13) WR di-‘satu’-kan di baris 15 agar data tersebut diambil oleh MT8888. AmbilDTMF dan LihatStatus bekerja dengan RD=’0’ (baris 28), setelah data MT8888 diambil (baris 30 dan 31) RD di-‘satu’-kan di baris 32. Di bagian awal sub-rutin AmbilDTMF, sebelum mengambil data DTMF terlebih dulu menunggu bit 2 dari Register Status bernilai ‘1’ yang menandakan data di Register Data adalah data yang benar (baris 20 dan 21), selama MT8888 belum menerima data DTMF baru, AT89C2051 akan menunggu terus di kedua baris tersebut. Potongan Program 3 Mengambil/mengirim data MT8888 01: RD BIT P1.4 02: RS0 BIT P1.5 03: WR BIT P1.6 04: KirimDTMF: 05: CLR RS0 ; Register Data dipilih dengan RS=0 06: SJMP KirimKe8880 07: ; 08: KirimKontrol: 09: SETB RS0 ; Register Kontrol dipilih dengan RS=1 10: KirimKe8888: 11: CLR WR ; Data dari AT89C2051 ke MT8880 12: ANL P1,#$F0 ; Kirim A0..A3 tanpa mengganggu A4..A7 13: ORL P1,A 14: NOP ; Tunggu sebentar 15: SETB WR ; WR dari '1' menjadi '0', data diambil MT8870 16: RET 17: ; 18: AmbilDTMF: 19: ACALL LihatStatus ; Ada data DTMF baru di MT8880? 20: JNB A.2,AmbilDTMF ; Tidak ada, tunggu dulu 21: BacaDTMF: 22: CLR RS0 ; Register Data dipilih dengan RS=0 23: SJMP AmbilDari8880 24: ; 25: LihatStatus: 26: SETB RS0 ; Register Status dipilih dengan RS=1 27: AmbilDari8888: 28: CLR RD ; Data dari MT8880 ke AT89C2051 29: NOP ; Tunggu sebentar 30: MOV A,P1 ; Ambil data dari MT8880 31: ANL A,#$0F ; hanya A0..A3 saja yang diperlukan 32: SETB RD ; kembalikan RD kekeadaan semula (='0') 33: RET MT8880 dan MT8888 Register Kontrol Kapasitas Register MT8880/MT8888 hanya 4 bit, namun ada 7 hal yang diatur melalui Register Kontrol, dengan demikian Register Kontrol dibagi menjadi dua bagian, seperti terlihat dalam Gambar 8. Saat pertama kali menyimpan data ke Register Kontrol selalu diterima oleh Bagian I Register Kontrol, jika RSEL (bit 3) = ‘1’ maka pengiriman data berikutnya akan diterima oleh Bagian II Register Kontrol. Kegunaan dari masing-masing bit dalam Register Kontrol dibahas di bawah. Register Status Register Status dipakai untuk memantau keadaan dari MT8880/MT8888, kegunaan dari masing-masing bit dalam Register Kontrol dibahas di bawah. Pembangkit nada DTMF MT8880/MT8888 membangkitkan nada DTMF sesuai dengan data yang diisikan ke Transmit Data Register. Selama TOUT (bit 0 di Register Kontrol bagian I) bernilai ‘1’ nada DTMF yang dibangkitkan MT8880/MT8888 disalurkan lewat kaki TONE (kaki 8). Ada 2 cara untuk mengirimkan nada DTMF, Nada DTMF dibangkitkan dan dihentikan secara manual dengan cara berikut: Mula-mula TOUT bernilai ‘0’ Transmit Data Register diisi angka yang akan dikirimkan TOUT dirubah menjadi ‘1’, menunggu beberapa saat sesuai dengan periode nada yang dikehendaki TOUT kembali di-‘nol’-kan selama periode tanpa nada yang dikehendaki Nada DTMF dibangkitkan secara mode burst seperti terlihat di Gambar 10. Pemakaian mode burst ini diatur sebagai berikut : BURST (bit 0 di Register Kontrol bagian II) dijadikan ‘1’ Setelah nada DTMF burst dikirim, TDRE (bit 2 di Register Status) menjadi ‘1’. Jadi sebelum mengirim nada DTMF harus menunggu sampai nilai TDRE menjadi ‘1’. TDRE kembali menjadi ‘0’ dengan sendirinya setelah isi Register Status dibaca. Meskipun tidak dipakai dalam pemakaian yang sesungguhnya, nada pada kaki TONE bisa dipilih berupa nada tunggal atau nada gabungan, hal ini diatur lewat Register Kontrol sebagai berikut : Dalam pemakaian normal S/D (bit 2 di Register Kontrol bagian II) bernilai ‘0’, nada yang dibangkitkan adalah gabungan dari 2 frekuensi standard DTMF. Kalau S/D bernilai ‘1’ maka nada yang dibangkitkan terdiri dari 1 frekuensi standard DTMF saja. Kalau S/D bernilai ‘1’, C/R (bit 3 di Register Kontrol bagian II) dipakai untuk menentukan kelompok frekuensi mana yang disalurkan ke kaki TONE. C/R=’0’ maka salah satu dari frekuensi 697 Hz, 770 Hz, 852 Hz, 941 Hz yang disalurkan, sedangkan kalau C/R=’1’ maka salah satu dari frekuensi 1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz. 1633 Hz yang disalurkan Penerima nada DTMF Rangkaian penerima nada DTMF dalam IC MT8880/MT8888 selalu memantau sinyal yang masuk, jika sinyal tersebut mengandung nada DTMF dan nada itu lamanya melebihi konstanta waktu yang ditentukan oleh C2 dan R3 (lihat Gambar 6), maka RDRF (bit 2 di Register Status) akan menjadi ‘1’. Keadaan di RDRF bisa diteruskan ke kaki IRQ/CP (kaki 15) sebagai sinyal permintaan interupsi ke mikrokontroler, hal ini dilakukan dengan cara men-‘satu’-kan IRQ (bit 2 di Register Kontrol bagian I). Dalam keadaan ini kaki IRQ/CP=’0’ kalau RDRF bernilai ‘1’ dan IRQ/CP=’1’ kalau RDRF bernilai ‘0’. RDRF kembali menjadi ‘0’ dengan sendirinya setelah isi Register Status dibaca. Selain dipakai untuk memantau nada DTMF, MT8880/MT8888 bisa dipakai untuk memantau nada panggil dan nada sibuk dari saluran telepon, hal ini diatur lewat CP/DTMF (bit 1 di Register Kontrol bagian I) sebagai berikut : CP/DTMF=’0’ MT8880/MT8888 menjadi pemantau nada DTMF, kaki IRQ/CP (kaki 15) dipakai membangkitkan sinyal interupsi ke mikrokontroler. CP/DTMF=’1’ kaki IRQ/CP (kaki 15) akan menyalurkan gelombang kotak yang diterima dari nada panggil dan nada sibuk. Menentukan keadaan awal Sebelum dipakai, dalam waktu 100 mili-detik setelah dihidupkan, keadan awal dari MT8880/MT8888 harus diatur dulu dengan menjalankan Potongan Program 4, yang disusun menurut petunjuk dari lembaran data MT8880/MT8888, dalam lembaran data tersebut tidak ada penjelasan mengapa harus dipersiapkan dengan cara tersebut, tapi maksud dari Potongan Program tersebut adalah me-‘nol’-kan isi semua register, termasuk Register Kontrol Bagian I dan Bagian II serta Register Status. Setelah menjalankan Potongan Program 4, keadaan MT8880/MT8888 menjadi : Kaki TONE (kaki 8) tidak menyalurkan nada Bekerja sebagai pemantau DTMF, bukan memantau nada panggil/nada sibuk Kaki IRQ (kaki 15) tidak membangkitkan sinyal permintaan interupsi Data berikutnya yang dikirim ke Register Kontrol akan diterima oleh Bagian I, bukan oleh Bagian II Bekerja dalam mode manual, bukan mode burst Berkerja secara biasa bukan dalam keadaan TEST Membangkitkan nada DTMF biasa, yakni nada yang dibentuk dari campuran 2 frekuensi standar DTMF Potongan Program 4 Menentukan keadaan awal MT8880/MT8888 01: ACALL LihatStatus 02: CLR A 03: ACALL KirimKontrol ; Register Kontrol I = 0000 04: CLR A 05: ACALL KirimKontrol ; Register Kontrol I = 0000 06: MOV A,#%1000 07: ACALL KirimKontrol ; Pilih Register Kontrol II 08: CLR A 09: ACALL KirimKontrol ; Register Kontrol II = 0000 10: ACALL LihatStatus ; Register Status = 0000 Sub-rutin pengirim nada DTMF Mode burst adalah mode yang dipakai dalam peralatan telepon tertentu, dalam pemakaian umum yang dipakai adalah mode manual, sub-rutin yang dianjurkan untuk pengiriman nada DTMF secara manual diperlihatkan dalam Potongan Program 5 yang bisa dijelaskan sebagai berikut : Nomor yang akan dikirimkan sebagai nada DTMF sebelumnya sudah disimpan di akumulator A, dan nada ini dibangkitkan di baris 1. Sesuai dengan keadaan awal yang diatur dengan Potongan Program 4 saat ini Kaki TONE (kaki 8) tidak menyalurkan nada. Nada disalurkan ke kaki TONE (kaki 8) di baris 3 dan 4. Kaki TONE akan menyalurkan nada selama WaktuTunda (baris 5), besarnya waktu tunda tergantung pada keperluan, bisa sekitar setengah detik. Nada di kaki TONE harus dimatikan secara manual (baris 6 dan 7) Sebelum meninggalan sub-rutin sekali lagi memanggil sub-rutin WaktuTunda, dengan maksud agar terjadi jeda waktu tanpa nada yang cukup (baris 8) Potongan Program 5 Pengiriman nada DTMF secara manual 01: KirimNadaDTMF: 02: ACALL KirimDTMF ; Bangkitkan nada DTMF sesuai isi Akumulator A 03: MOV A,#%0001 ; kalau bekerja dengan mode IRQ : MOV A,#%0101 04: ACALL KirimKontrol ; Saluran nada tersebut ke kaki TONE 05: ACALL WaktuTunda ; tunggu selama periode yang dikehendaki 06: MOV A,#%0000 ; kalau bekerja dengan mode IRQ : MOV A,#%0100 07: ACALL KirimKontrol ; hentikan nada di kaki TONE 08: ACALL WaktuTunda ; tunggu selama periode yang dikehendaki 09: RET Menerima data DTMF dengan mekanisme interupsi Dalam Potongan Program 2 dan Potongan Program 3, saat mengerjakan sub-rutin AmbilDTMF (baris 19 Potongan Program 2 atau baris 18 Potongan Program 3), AT89C2051 menunggu RDRF (bit 2 Register Status) menjadi ‘1’, selama tidak ada nada DTMF AT89C2051 akan berputar terus di sini, dalam rancangan sistem tertentu keadaan ini bisa tidak menjadi masalah, tapi dalam rancangan yang lain hal ini tidak boleh terjadi. Dalam keadan kedua, penerimaan data DTMF tidak bisa dilakukan dengan sub-rutin AmbilDTMF, tapi dilakukan dengan mekanisme interupsi. Mekanisme interupsi ini diatur dengan cara berikut : Kaki IRQ MT8880 dihubungkan ke kaki INT0/P3.2 (digambarkan dengan garis putus dalam Gambar 6). Mengaktipkan mekanisme interupsi lewat kaki INT0/P3.2 dengan instruksi SETB EX0 dan instruksi SETB EA, kedua instruksi ini dijalankan pada awal program setelah AT89C2051 di-reset. Dengan dua persiapan di atas, data DTMF baru di MT8880/MT8888 dipantau oleh rangkaian interupsi di dalam IC AT89C2051, begitu ada data DTMF baru AT89C2051 akan menjalankan program layanan interupsi yang harus diletakkan di memori program nomor 3 (baris 1 Potongan Program 6). AT89C2051 hanya menyediakan 8 byte memori program untuk melayani interupsi INT0 (memori program nomor 3 sampai 10), karena program untuk membaca data DTMF ini tidak mungkin diselesaikan hanya dengan 8 byte, maka rutin layanan interupsi INT0 dialihkan ke MelayaniINT0 (baris 2 Potongan Program 6). Rutin layanan interupsi INT0 yang sesungguhnya terlihat pada Potongan Program 7. Rutin ini bisa diletakkan dimana saja, sehingga dalam Potongan Program 7 tidak diperlukan instruksi ORG. Sebagai rutin layanan interupsi, Potongan Program 7 diakhiri dengan instruksi RETI (baris 12). Hasil pembacaan data DTMF disimpan di memori data yang dinamakan sebagai PenampungDTMF (baris 9), pemakaian memori data ini dipersiapkan di baris 2. Proses pembacaan data DTMF yang sesungguhnya, menggunakan sub-rutin BacaDTMF yang merupakan bagian dari Potongan Program 2 (baris 22) dan Potongan Program 3 (baris 21), dalam sub-rutin BacaDTMF nilai Akumulator A maupun Register Status PSW akan berubah, dengan demikian A dan PSW disimpan dulu ke stack (baris 5 dan 6) dan diambil kembali dari stack (baris 10 dan 11). Potongan Program 6 Menghubungkan Interupsi INT0 ke Rutin Layanan INT0 01: ORG 3 ; harus diletakan di memori program no 3! 02: LJMP MelayaniINT0 ; rutin layanan INT0 ada di MelayaniINT0 Potongan Program 7 Rutin Layanan INT0 01: .data 02: PenampungDTMF DS 1 03: .code 04: MelayaniINT0: 05: PUSH PSW ; Simpan dulu PSW dan A ke Stack 06: PUSH A 07: LCALL LihatStatus ; me-‘nol’-kan isi Register Status 08: LCALL BacaDTMF ; Ambil data DTMF tanpa lihat Reg Status 09: MOV PenampungDTMF,A ; simpan data DTMF ke PenampungDTMF 10: POP A ; Ambil kembali A dan PSW dari Stack 11: POP PSW 12: RETI Selamat mencoba, kami harap informasi tenttang "Interface Mikrokontroler Dengan DTMF" diatas dapat memudahkan kita dalam pembuatannya.
Universal Asynchronous… UART merupakan salah satu sarana di dalam chip AT89C2051 yang sangat berharga, sehingga IC dengan 20 kaki ini bisa melakukan komunikasi seri asinkron dengan mudah. MCS51 dilengkapi dengan sarana komunikasi data seri, sebagai anggota keluarga MCS51 AT89C2051 juga mempunyai sarana itu selengkapnya. Sarana komunikasi seri tersebut bisa bekerja dalam 4 macam mode, 1 mode bekerja sebagai sarana komunkasi seri sinkron, tiga lainnya merupakan sarana komunikasi seri asinkron. Keempat macam mode kerja tersebut adalah : Mode 0 – bekerja sebagai sarana komunikasi data seri sinkron, data seri dikirim dan diterima melalui kaki RxD, sedangkan kaki TxD dipakai untuk menyalurkan clock yang diperlukan komunikasi data sinkron. Data ditransmisikan per 8 bit dengan kecepatan transmisi data (Baud rate) tetap, sebesar 1/12 frekuensi kerja dari AT89C2051. Mode 1 – mode ini dan 2 mode berikutnya merupakan sarana komunikasi seri asinkron. Data seri dikirim melalui kaki TxD, dan diterima dari kaki RxD. Data ditransmisikan per 10 bit, terdiri atas 1 bit Start (‘0’), 8 bit data dan 1 bit stop (‘1’). Kecepatan transmisi data (Baud Rate) ditentukan lewat Timer 1, bisa diatur untuk berbagai kecepatan. Mode 2 - Data seri dikirim melalui kaki TxD, dan diterima dari kaki RxD. Data ditransmisikan per 11 bit, terdiri atas 1 bit Start (‘0’), 8 bit data, 1 bit data tambahan (bit ke 9) dan 1 bit stop (‘1’). Kecepatan transmisi data (Baud Rate) hanya bisa dipilih 1/32 atau 1/64 frekuensi kerja dari AT89C2051. Mode 3 - Data seri dikirim melalui kaki TxD, dan diterima dari kaki RxD. Data ditransmisikan per 11 bit, terdiri atas 1 bit Start (‘0’), 8 bit data, 1 bit data tambahan (bit ke 9) dan 1 bit stop (‘1’). Sesungguhnya Mode 2 dan 3 sama persis, perbedaannya adalah kecepatan transmisi data (Baud Rate) mode 3 ditentukan lewat Timer 1, bisa diatur untuk berbagai kecepatan, persis sama dengan mode 1. Dari keempat mode kerja yang ada, mode 1 adalah mode yang paling banyak dipakai, mode inilah yang setara dengan komunikasi seri asinkron dipakai pada PC maupun modem. Mode 3 setara dengan Mode 1, tapi mempunyai kemampuan untuk dipakai dalam komunikasi seri asinkron multiprosesor, yang lebih dikenal sebagai “multidrop communication system”. Mengatur UART Dalam AT89C2051 AT89C2051 mempunyai register khusus untuk pengiriman/penerimaan data seri dan mengatur tata kerja sarana komunikasi. Kedua register khusus itu merupakan bagian dari kumpulan register khusus di dalam AT89C2051 yang biasanya disebut sebagai SFR (Special Function Register), register-register khusus ini menempati sebagian area memori data internal. Register khusus pertama bernama register SBUF (Serial Buffer Register), register ini ditempatkan di memori data internal nomor $99. Register SBUF diisi dengan perintah MOV SBUF,A (isi akumulator A di-copy-kan ke register SBUF), dalam hal ini register SBUF setara dengan input paralel dari shift register yang berfungsi sebagai pengubah data paralel menjadi data seri. Setelah instruksi MOV SBUF,A diterima AT89C2051, isi dari register SBUF akan dikirim keluar dari chip. Isi dari register SBUF diambil dengan instruksi MOV A,SBUF (isi reguster SBUF di-copy-kan ke akumulator A), dalam hal ini register SBUF setara dengan output paralel dari shift register yang berfungsi sebagai pengubah data seri menjadi data paralel. Melaksanakan instruksi MOV A,SBUF berarti AT89C2051 menerima data seri yang dikirim oleh UART lain di luar chip. Register khusus kedua bernama register SCON (Serial Control Register), register ini ditempatkan di memori data internal nomor $98. Kapasitas register SBUF dan SCON sebesar 8 bit, namun data 8 bit dalam register SBUF merupakan kesatuan data yang utuh, sedangkan masing-masing bit dalam register SCON mempunyai kegunaan yang berlainan. Gambar 1 memperlihatkan susunan bit dalam register SCON. Meskipun register ini bernama Register Kontrol, tapi tidak semua bit dalam register SCON dipakai untuk meng-kontrol kerja sarana komunikasi data seri. Bit 3 sampai 7 (SCON.3 .. SCON.7) dipakai sebagai bit pengkontrol, sedangkan bit 0 sampai 2 (SCON.0 .. SCON.2) dipakai untuk memantau kerja sarana komunikasi data seri. Bit RI (0), Receive Interupt Flag, merupakan bit petanda bahwa register SBUF berisi data yang diterima dari sarana komunikasi data seri yang lain. Bit RI menjadi ‘1’ kalau SBUF berisi data, jadi sebelum mengambil isi register SBUF harus dipastikan dulu RI sudah bernilai ‘1’ dengan instruksi JNB RI,* setelah data di register SBUF diambil, bit RI harus di-nol-kan dengan instruksi CLR RI. Bit TI (1), Transmit Interupt Flag, merupakan bit petanda bahwa data yang diisikan ke SBUF sudah selesai dikirim. Bit TI menjadi ‘1’ kalau SBUF sudah kosong, jadi sebelum mengirim 1 byte data harus dipastikan dulu TI sudah bernilai ‘1’ dengan instruksi JNB TI,* baru data diisikan ke register SBUF, bit TI harus di-nol-kan dengan instruksi CLR TI. Bit RB8 (2), Receive Bit 8, dipakai sebagai penampung bit ke 9 yang diterima dalam mode kerja 2 dan 3 (kapastias register SBUF hanya 8 bit, jadi harus ada tempat lain untuk menampung bit ke 9). Dalam mode kerja 1, RB8 berisikan bit Stop yang diterima, sehingga sehingga bisa dipakai untuk mendeteksi kesalahan pengiriman data (Framing Error). Dalam Mode kerja 0 RB8 tidak dipakai. Bit TB8 (3), Transmit Bit 8, merupakan bit ke 9 yang dikirimkan dalam mode kerja 2 dan 3. Bit ini di-satu-kan dengan instruksi SETB TB8 dan di-nol-kan dengan isntruksi CLR TB8. Bit REN (4), Receive Enable, dipakai untuk mengatur agar kaki RxD bisa dipakai untuk menerima data seri (dalam mode 0 kaki RxD dipakai untuk mengirim data dan menerima data). SETB REN menjadikan kaki RxD sebagai input penerima data, dan CLR REN menjadikan kaki RxD tidak bisa menerima data. Bit SM2 (5), Serial Mode 2, dipakai untuk mengaktipkan fasilitas komunikasi multi-prosesor pada mode kerja 2 dan 3, jika SM2=’1’ maka bit RI hanya bisa menjadi ‘1’ kalau bit ke 9 yang diterima di RB8 adalah ‘1’. Dalam mode kerja 1, jika SM2=’1’ maka bit RI hanya bisa menjadi ‘1’ kalau bit Stop yang ditampung di RB8 bernilai ‘1’. Dalam mode kerja 0 SM2 harus =’0’. Bit SM0 dan SM1 (7 dan SCON.6) merupakan kombinasi dua bit yang nilainya dipakai untuk menentukan mode kerja dari sarana komunikasi data seri AT89C2051. Kalau SM1 diberi ‘0’ dan SM0 diberi ‘1’, maka sarana komunikasi data seri ini akan bekerja sebagai UART pada umumnya dengan kecapatan transmisi (Baud rate) yang bisa diatur dan format data 8N1 (8 bit data, No Parity, 1 bit Stop). Setelah AT89C2051 di-reset, semua bit dalam register SCON bernilai ‘0’, jadi sebelum memakai sarana komunikasi data ini, terlebih dulu harus mengatur isi register SCON, sesuai dengan tata kerja yang diharapkan. Instruksi MOV SBUF,#%01010000 mengisi SM1 dan SM0 dengan ‘01’ (mode kerja 1), SM2=’0’ (tidak bekerja sebagai kumunikasi multi-prosesor), REN=’1’ (mengaktipkan kaki RxD sebagai penerima data) dan bit sisanya diisi dengan ‘0’ karena memang tidak diperlukan, instruksi ini menjadikan sarana komunikasi data seri AT89C2051 menjadi sebuah UART yang bekerja dengan format data 8N1. Potongan Program 1 merupakan sub-rutin pengiriman dan penerimaan data seri menggunakan UART dalam AT89C2051. Dalam sub-rutin KirimDataSeri, sebelum data dikirim melalui SBUF di baris 4, pada baris 2 dipastikan dulu bit TI=’1’, selama bit TI=’0’ AT89C2051 akan menunggu di baris 2. Baris 3 me-nol-kan TI karena TI tidak otomatis menjadi ‘0’. Dalam sub-rutin TerimaDataSeri, sebelum mengambil dari dari SBUF di baris 9, AT89C2051 menunggu RI menjadi ‘1’ di barus 8, setelah data diambil RI harus di-nol-kan kembali, hal ini dilakukan di baris 10. Potongan Program 1 Sub-rutin kirim/terima data 01: KirimDataSeri: 02: JNB TI,* 03: CLR TI 04: MOV SBUF,#’A’ 05: RET 06: ; 07: TerimaDataSeri: 08: JNB RI,* 09: MOV A,SBUF 10: CLR RI 11: RET Mengatur Kecepatan Transmisi UART MCS51 Kecepatan transmisi (Baud Rate) merupakan suatu hal yang amat penting dalam komunikasi data seri asinkron, mengingat dalam komunikasi data seri asinkron clock tidak ikut dikirimkan, sehingga harus diusahakan bahwa kecepatan transmisi mengikuti standard yang sudah ada. Dalam AT89C2051, clock untuk transmisi data dibangkitkan dengan sarana Timer 1 seperti yang digambarkan dakan diagram Gambar 2. Untuk keperluan ini, Timer 1 dioperasikan sebagai 8 bit auto reload timer (mode 2), artinya TL1 bekerja sebagai timer 8 bit menerima clock dari osilator kristal yang frekuensinya sudah dibagi 12 terlebih dulu, setiap kali pencacah (counter) nilainya menjadi 0 maka nilai yang sebelumnya sudah disimpan di TH1 secara otomatis diisikan lagi ke TL1, sehingga TL1 akan menghasilkan clock yang frekuensinya diatur oleh TH1, clock ini berikutnya dibagi lagi dengan 32 sebelum dipakai sebagai clock untuk UART. Hubungan frekuensi pada sistem tersebut dinyatakan dengan persamaan berikut : Kalau kecepatan transmisi sudah ditentukann dan frekuensi kristal sudah dipastikan, maka nilai yang disimpan di TH1 bisa dihitung berdasarkan persamaan berikut : Dalam persaman di atas, K adalah konstanta yang nilainya 1 atau 2, tergantung pada nilai yang tersimpan di bit SMOD dalam register PCON. Jika SMOD=’0’ K bernilai 1 dan K akan bernilai 2 kalau SMOD=’1’. Perlu dicacat, setelah AT89C2051 di-reset, SMOD akan bernilai ‘0’, artinya jika tidak diatur lebih lanjut K bernilai 1. Untuk mendapatkan kecepatan transmisi yang umum dipakai dalam komunikasi data seri asinkron (1200 Baud, 2400 Baud, 4800 Baud, 9600 Baud dan 19200 Baud), dari persamaan di atas bisa diturunkan ternyata frekuensi kristal yang paling tepat adalah 11.059 MHz. Meskipun angka ini agak aneh, tapi karena banyak dipakai kristal dengan frekuensi ini amat mudah diperoleh dipasar. Karena kristal 11.059 MHz dipilih agar bisa membangkitkan kecepatan transmisi data seri standard, dalam sistem berbasis AT89C2051 yang tidak menggunakan sarana komunikasi data seri asinkron lebih baik dipilih kristal dengan frekuensi 12 MHz, sehingga clock untuk timer bisa merupakan frekuensi bulan 1 MHz. Potongan Program 2 merupakan sub-rutin yang dipakai untuk mengatur UART agar bekerja dengan format data 8N1 dan kecepatan transmisi 9600 Baud, frekuensi kristal yang dipasangkan ke AT89C2051 adlah 11.059 MHz. Baris 2 sampai 4 dipakai untuk mengatur kerja dari Timer 1. Timer 1 dibuat menjadi 8 bit auto-reload (baris 2, hanya bit 4..7 yang dipakai untuk mengatur Timer1, bit 0..3 dipakai untuk mengatur Timer 0). Nilai yang dipakai untuk mengatur frekuensi clock UART disimpan di TH0 pada baris 3. Baris 4 berfungsi untuk mengaktipkan Timer1. Baris 5 mengatur agar UART bekerja dengan format data 8N1. Potongan Program 2 - Mengatur UART 01: MengaturUART: 02: MOV TMOD,#%00100000 T1 = 8 bit auto-reload 03: MOV TH1,#$FD Timer1 reload value 04: SETB TR1 Turn Timer 1 On 05: MOV SCON,#%01010010 Mode 1, REN, TXRDY, RXEMPTY 06: RET
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.
Pembentukan Konstanta Secara Pembentukan Konstanta 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 DB dan DW secara mendalam. Tujuan akhir penulisan program assembly adalah mengisi memori-program dengan kode-kode mesin yang dipakai untuk mengendalikan mikrokontroler, di samping itu sering diperlukan pula data-data konstan yang harus disimpan ke dalam memori-program. Untuk keperluan ini semua Assembler dilengkapi dengan pengatur program Assembler (assembler dirictive) untuk mengisi berbagai macam data ke memori-program. Dikenal 2 macam pengatur program Assembler (assembler dirictive), yakni DB (singkatan dari Define Byte) dan DW (Define Word). DB dipakai untuk membentuk data byte demi byte, sedangkan DW dipakai untuk membentuk data 2 byte yang merupakan alamat (nomor memori). DB – Define Byte untuk Tabel DB singkatan dari Define Byte, memerintah Assembler agar mengisi memori-program dengan data-data yang tercantum dalam operand. Operand dari perintah DB bisa hanya satu, tapi bisa berapa pun sejauh baris untuk menulis perintah tersebut masih cukup menampung. Seperti biasa kalau terdapat banyak operand, maka operand satu dengan yang lain dipisahkan dengan tanda koma. DB sering dipakai untuk membentuk tabel dalam memori-program. Sebagai contoh adalah rangkaian sederhana dalam Gambar 1, dalam contoh ini mikrokontroler dipakai untuk menggantikan IC TTL 7447, yakni Binary to 7 segment Decoder. Kaki P3.0..P3.3 AT89C2051 dipakai sebagai masukan data biner, kombinasi kedudukan dari skaklar yang dipasangkan pada kaki ini menyatakan angka berapa yang akan ditampilkan pada penampil 7 ruas. Di dalam chip AT89C2051 kaki-kaki P3.0..P3.3 dihubungkan ke sumber tegangan Vcc lewat sebuah tahanan sekitar 5 kOhm, sehingga dalam keadaan saklar terbuka kaki P3.0..P3.3 akan bernilai ‘1’, saklar yang ditutup akan memberi kaki bersangkutan bernilai ‘0’. Kaki P1.0..P1.6 dipakai untuk menyalakan LED pembentuk tampilan 7 ruas. P1.0..P1.6 yang berfungsi sebagai output, mampu menyalurkan arus ke ground sampai sebesar 20 mA saat output bernilai ‘0’, arus sebesar ini cukup bisa dipakai untuk menyalakan LED dengan terang. Tampilan 7 ruas yang dipakai adalah Common Anode 7 Segment LED, artinya semua anode dari 7 buah LED dihubungkan jadi satu, dan katode dari masing-masing LED dihubungkan keluar chip. Dengan susunan tampilan 7 ruas LED semacam ini, kalau anode dihubungkan ke sumber tegangan +5V, salah satu katode dari LED dihubungkan ke ground lewat sebuah tahanan (yang berfungsi sebagai pembatas arus yang mengalir), maka LED bersangkutan akan menyala. Dalam rangkaian Gambar 1 P1.0..P1.6 berfungsi sebagai saklar untuk menyalurkan arus dari sumber tegangan +5V lewat anode-katode salah satu LED yang diserikan dengan tahanan 220 Ohm ke ground. Jadi LED akan menyala kalau salah satu kaki dari P1.0..P1.6 bernilai ‘0’, dan kalau kaki-kaki tersebut bernilai ‘1’ LED tidak akan menyala. Ruas a dikendalikan dengan P1.0, ruas b dikendalikan dengan P1.1 dan seterusnya ruas g dikendalikan dengan P1.6 dan P1.7 tidak dipakai. Untuk membentuk angka 0 pada tampilan 7 ruas, semua ruas kecuali ruas g menyala, jadi data yang dikeluarkan ke Port 1 adalah %11000000 (angka biner 11000000 – yang bermakna ruas a sampai f menyala, ruas g padam dan P1.7 tidak dipakai). Selama rangkaian pada Gambar 1 tidak dirubah, angka %11000000 tersebut merupakan sebuah kombinasi yang sudah konstan, dan angka ini diisikan ke dalam memori-program dengan instruksi pada baris 17: DB %11000000. Assembly Listing untuk baris tersebut adalah 17: 000D C0 DB %11000000. Bisa dijelaskan, 000D adalah nomor memori-program yang akan menampung kode kombinasi ruas untuk menyalakan angka 0, C0 adalah angka biner 1100000 yang ditulis dalam bentuk heksadesimal. Dengan cara yang sama disusun kombinasi ruas untuk menyalakan angka 1 sampai 9, kemudian dituliskan dalam bentuk DB secara berurutan, seperti terlihat pada baris 18 sampai baris 26. Dengan demikian terbentuknya sebuah tabel yang dinamakan sebagai KombinasiRuas (baris 15). Program 1 merupakan program lengkap untuk menjadikan rangkaian Gambar 1 sebagai Pengubah kedudukan saklar ke bentuk 7 ruas. Program ini merupakan program utuh, kalau diisikan ke dalam chip AT89C2051 sudah bisa berfungsi sepenuhnya. Program ini tidak memerlukan variabel dalam memori, dengan demikian program ini tidak pakai perintah .data, hanya pakai .code pada baris 01. ProgramUtama (baris 03 sampai 08) membaca kedudukan saklar yang terpasang pada Port 3 (baris 04), karena saklar hanya terpasang pada P3.0 sampai P3.3, sedangkan P3.4 sampai P3.7 tidak dipakai, agar tidak mengganggu kerja sub-rutin JadikanRuas nilai P3.4 sampai P3.7 yang terbaca ke dalam A.4 sampai A.7 di-nol-kan dengan instruksi ANL A,#%00001111 pada baris 05. Nilai biner dari kombinasi saklar kini tersimpan di A, nilai tersebut dirubah menjadi kombinasi ruas pada baris 06. Kombinasi ruas ditampilkan ke Port 1 untuk menyalakan tampilan 7 ruas LED pada baris 07. Pekerjaan di atas diulang terus menerus tanpa akhir dengan instruksi SJMP ProgramUtama pada baris 08. Tabel KombinasiRuas berada di dalam memori-program, sehingga isi tabel KombinasiRuas diambil dengan instruksi MOVC A,@A+PC (baris 12). Dalam instruksi ini nomor memori yang dipakai dihitung dari nilai PC saat itu ditambah dengan nilai A. Pada saat instruksi itu dilaksanakan, nilai PC adalah 000C (baris 13), tapi tabel KombinasiRuas ada di memori 000D (baris 17) dan seterusnya, dengan demikian terdapat selisih 1 angka, untuk mengatasi hal ini nilai A dikoreksi dulu dengan instruksi INC A pada baris 11. Misalnya kombinasi saklar pada P3.0..P3.3 adalah 0101 (5), saat sub-rutin JadikanRuas dipanggil nilai A adalah 5, nilai ini dinaikkan 1 menjadi 6 pada baris 16. Saat MOVC A,@A+PC (baris 12) dilaksanakan, nilai PC adalah 000C (baris 13) jadi memori-progam yang isi akan diambil adalah memori-program nomor 000C+5 = 0012. Nomor ini tercantum pada baris 22, yakni baris yang menentukan kombinasi ruas untuk menyalakan angka 5! Program 1 - Pengubah kedudukan saklar ke bentuk 7 ruas 01: 0000 .CODE 02: 0000 ORG 0 03: 0000 ProgramUtama: 04: 0000 E5 B0 MOV A,P3 05: 0002 54 0F ANL A,#%00001111 06: 0004 11 0A =100A ACALL JadikanRuas 07: 0006 F5 90 MOV P1,A 08: 0008 80 F6 =1000 SJMP ProgramUtama 09: ; 10: 000A JadikanRuas: 11: 000A 04 INC A ; Melompati instruksi RET 12: 000B 83 MOVC A,@A+PC ; Ambil KombinasiRuas 13: 000C 22 RET 14: ; 15: 000D KombinasiRuas: 16: ; -gfedcba 17: 000D C0 DB %11000000 ; 0 18: 000E F9 DB %11111001 ; 1 19: 000F A4 DB %10100100 ; 2 20: 0010 B0 DB %10110000 ; 3 21: 0011 99 DB %10011001 ; 4 22: 0012 92 DB %10010010 ; 5 23: 0013 82 DB %10000010 ; 6 24: 0014 F8 DB %11111000 ; 7 25: 0015 80 DB %10000000 ; 8 26: 0016 90 DB %10010000 ; 9 DB – Define Byte untuk String Selain untuk membangun tabel seperti yang dibahas di atas, DB dipakai pula untuk membentuk string (teks) seperti terlihat dalam baris 04 sampai baris 12 Potongan Program 2. Baris 05 membentuk string ‘SBY’, dituliskan sebagai DB ‘SBY’. Harap diperhatikan untuk membentuk string diperlukan tanda petik pada operand, cara ini mirip dengan yang dipakai dalam Pascal. String ini dinamakan sebagai Kota1 (baris 04). Agar sub-rutin untuk mencetak string ini mudah dibuat, string ini diakhiri dengan bilangan heksadesimal 00 (baris 06 – string semacam ini dinamakan sebagai null-string). Assembly listing pembentukan string ini, 05: 1000 53 42 59 DB 'SBY', 1000 menyatakan string ini ditempatkan di memori-program nomor 1000, memori-program tersebut diisi dengan huruf ‘S’ yang diwakili dengan kode ASCII-nya, yakni bilangan heksadesimal 53, berikutnya memori-program nomor 1001 diisi dengan 42 yang indentik dengan huruf ‘B’ dan memori-program nomor 1003 berisi hurus ‘Y’ (59). Assembly Listing baris berikutnya : 06: 1003 00 DB 0, tulisan 0 dibelakang DB tanpa tanda petik, dengan demikian yang disimpan dalam memori-program nomor 1003 adalah bilangan heksadesimal 00, bukan kode ASCII dari angka 0. String Kota2 pada baris 08, menghasilkan Assembly Listing yang sedikit berlainan : 08: 1004 53 75 72 DB 'Surabaya',0. Yang tertera di belakang angka 1004 hanya 3 bilangan heksadesimal 53 75 72, pada hal jumlah byte ‘Surabaya’ berikut dengan satu 0 adalah 9, hal ini menimbulkan kesan seolah-olah hanya 3 byte pertama yang ditempatkan dalam memori-program, tapi yang terjadi sesungguhnya bukan demikian, cara penulisan assembly listing semacam ini merupakan penyederhanaan, agar tidak menghabiskan banyak baris untuk menampilkan isi memori-program yang berisi kode ASCII. Meskipun baris 08 hanya menampilkan 1004 53 75 72 , tapi nomor memori-program baris 09 adalah 100D, artinya memori-program nomor 1004 sampai 100C sebanyak 9 byte dipakai untuk menampung string yang dibentuk pada baris 08. Potongan Program 2 – Membentuk String 01: 0018=SerialOut EQU $0018 Output A to Serial Port 02: 0000 .CODE 03: 1000 ORG $1000 04: 1000 Kota1: 05: 1000 53 42 59 DB 'SBY' 06: 1003 00 DB 0 07: 1004 Kota2: 08: 1004 53 75 72 DB 'Surabaya',0 09: 100D Kota3: 10: 100D 53 65 6D DB 'Semarang',0 11: 1016 Kota4: 12: 1016 4A 61 6B DB 'Jakarta',0 13: 14: 101E OutHuruf: 15: 101E 12 00 18 =0018 LCALL SerialOut 16: 1021 OutString: 17: 1021 E4 CLR A 18: 1022 93 MOVC A,@A+DPTR 19: 1023 A3 INC DPTR 20: 1024 70 F8 =101E JNZ OutHuruf 21: 1026 22 RET Baris 14 sampai baris 21 Potongan Program 2 merupakan sub-rutin untuk mencetak null-string. Jalan masuk ke sub-rutin ini adalah OutString pada baris 16. Sebelum memakai sub-rutin ini DPTR harus diisi dengan nomor memori-program yang berisi null-string yang akan dicetak. Baris 17 CLR A me-nol-kan Akumulator A, agar pada baris 18 nomor memori-program hanya ditentukan oleh nilai yang tersimpan dalam DPTR. Agar DPTR selalu siap untuk pengambilan huruf berikutnya, setelah dipakai untuk mengambil isi memori-program nilai DPTR dinaikan 1 pada baris 19. String yang di baris 03 sampai baris 12 adalah null-string yang diakhiri dengan bilangan heksadesimal 00, huruf terakhir dari string ini diperiksa pada baris 20, kalau huruf yang baru saja diambil bukan 00 maka program dialirkan ke OutHuruf yang berfungsi mencetak huruf pada baris 14. Baris 01: 0018=SerialOut EQU $0018, mendefinisikan SerialOut sebagai $0018, dalam hal ini dipakai pengatur program Assembler (assembler dirictive) EQU (singkatan dari Equal). Setelah ditentukan dengan EQU, berikutnya assembler akan mengganti SerialOut menjadi $0018, seperti terlihat pada baris 15: 101E 12 00 18 =0018 LCALL SerialOut. DW - Define Word Define Word (DW) merupakan pengatur program Assembler (assembler dirictive) untuk mengisi memori-program seperti DB, tapi yang diisikan adalah nomor memori yang panjangnya 2 byte, seperti terlihat dalam baris 27 sampai 30 pada Program 3. Assembly Listing 27: 0039 13 00 DW Kota1, diartikan sebagai berikut : memori-program yang diisi mulai nomor 0039, bilangan heksadesimal 00 di 003A dan bilangan heksadesimal 13 di 0039, kedua bilangan itu secara bersama merupakan nomor memori-program dari string Kota1 (lihat baris 16 Kota1 terletak di 0013). Hanya saja urutan penulisan alamatnya (0013) terbalik, bukan ditulis sebagai 00 dan 13 tapi ditulis sebagai 13 dan 00. Kota2, Kota3 dan Kota4 ditabelkan bersama Kota1(baris 28; 29 dan 30) dalam tabel yang dinamakan sebagai TabelKota (baris 26), sehingga bisa dikatakan isi tabel nomor 0 adalah alamat string Kota1, isi tabel nomor 1 adalah alamat string Kota2 dan seterusnya. Rangkaian Gambar 2 dibangun untuk mendemonstrasikan pemakaian TabelKota yang dibahas di atas. Program 3 merupakan program lengkap untuk mengendalikan rangkaian tersebut. Port RS232 P1 dalam Gambar 3, dihubungkan ke port seri PC dengan kecepatan 9600 baud, pada PC dijalankan program HyperTerminal dari Windows. Rangkaian Gambar 3 akan terus menerus mengirimkan salah satu nama kota yang tercantum dalam Program 3, yaitu ‘Surakarta’, ‘Jakarta’, ‘Semarang’ atau ‘Surabaya’. Nama kota yang dikirim alat ini, ditentukan oleh kedudukan saklar S0 dan S1 yang terhubung pada P3.2 dan P3.3. Kombinasi 00 dari saklar S1-S0 memilih ‘Surakarta’, kombinasi 01 memilih ‘Jakarta’ dan seterusnya. Program ini mulai dari memori-program nomor 0000 (baris 02), setelah reset AT89C2051 akan mengerjakan instruksi-instruksi baris 02 sampai 07 satu kali, kemudian terus menerus mengerjakan ProgramUtama (baris 09 sampai 15), selama itu rangkaian ini secara terus menerus mengirim string nama kota ke PC yang diterima oleh HyperTerminal dan ditampilkan pada layar PC. Karena program ini memakai port seri untuk mengirim string ke PC, sebelum mengirim data, terlebih dulu harus diatur tata kerja port seri dalam chip AT89C2051. Baris 03 sampai 05 mengatur kecepatan pengiriman (baud rate) port seri yang ditentukan oleh Timer 1, baris 03 menentukan Timer 1 bekerja pada mode 2, yakni sebagai Pencacah Biner 8 bit dengan Isi Ulang, faktor pembagi Timer 1 ditentukan 3 (ditulis sebagai -3 pada baris 04), angka ini disesuaikan dengan kristal yang dipakai sebesar 11.059 MHz untuk menghasilkan kecepatan 9600 Baud. Baris 05 memerintah AT89C2051 mulai menjalankan Timer 1 untuk keperluan port seri. Tata kerja port seri AT89C2051 ditentukan dengan cara mengatur isi register SCON. Pada baris 07 ditentukan port seri AT89C2051 bekerja pada mode 1, yakni sebagai UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) yang kerjanya sesuai dengan port Seri PC. Dan juga menyatakan port seri siap mengirim data (TI=1) serta mengaktipkan sistem penerimaan data port seri (REN=1, rangkaian Gambar 1 tidak dipakai untuk menerima data, sesungguhnya REN tidak dibuat menjadi ‘1’ pun rangkaian tetap bekerja dengan baik). Setelah baris 07, port seri siap dipakai untuk mengirim maupun menerima data. Pengiriman data dilakukan dengan 3 instruksi pada baris 59; 60 dan 61. Baris 59 JNB TI,$, menunggu TI menjadi ‘1’, artinya menunggu port seri selesai mengirimkan data yang dikirim sebelumnya, setelah TI=’1’ data dikirim dengan instruksi MOV SBUF,A pada baris 60, dan baris 61 CLR TI menyatakan port seri sedang sibuk mengirim data baru. ProgramUtama membaca kedudukan saklar pemilih string yang dipasang pada P3.2 dan P3.3 (baris 10), agar nilai bit P3.0, P3.1 dan P3.4..P1.7 yang ikut terbaca dengan instruksi MOV A,P1 tidak mengganggu kerja sub-rutin PilihString bit-bit ini di-nol-kan dengan instruksi ANL A,#%00001100 (baris 11). Karena saklar S0 dan S1 tidak diletakan pada P3.0 dan P3.1, maka hasil pembacaan di atas tidak mewakili nomor secara biner, untuk mengatasi masalah ini nilai A digeser ke kanan 2 kali (baris 12 dan 13). Kini nomor string yang dipilih disimpan di A, nomor ini dipakai untuk memilih string dan mengirimkannya ke port seri lewat sub-rutin PilihString (baris 32). Instruksi SJMP ProgramUtama pada baris 15 mengulang ProgramUtama tanpa henti. Program 3 – Memilih String 01: 0000 .CODE 02: 0000 ORG 0 03: 0000 75 89 20 MOV TMOD,#%00100000 ; T1 = 8 bit auto-reload 04: 0003 75 8D FD MOV TH1,#-3 ; Nilai isi ulang Timer1 05: 0006 D2 8E SETB TR1 ; hidupkan Timer 1 06: 07: 0008 75 98 52 MOV SCON,#%01010010 ; Mode 1, REN=1, TI=1 08: 09: 000B ProgramUtama: 10: 000B E5 B0 MOV A,P3 ; baca kedudukan saklar 11: 000D 54 0C ANL A,#%00001100 ; ambil bit 2 & bit 3 saja 12: 000F 03 RR A ; pindahkan bit 2 & bit 3 13: 0010 03 RR A ; ke bit 0 & bit 1 14: 0011 11 41 =0041 ACALL PilihString ; Pilih dan cetak string 15: 0013 80 F6 =000B SJMP ProgramUtama 16: 17: 0015 Kota1: 18: 0015 53 75 72 DB 'Surakarta',0 19: 001F Kota2: 20: 001F 4A 61 6B DB 'Jakarta',0 21: 0027 Kota3: 22: 0027 53 65 6D DB 'Semarang',0 23: 0030 Kota4: 24: 0030 53 75 72 DB 'Surabaya',0 25: 26: 0039 TabelKota: 27: 0039 15 00 DW Kota1 28: 003B 1F 00 DW Kota2 29: 003D 27 00 DW Kota3 30: 003F 30 00 DW Kota4 31: 32: 0041 PilihString: 33: 34: ; ***** Menghitung posisi tabel 35: 36: 0041 90 00 39 MOV DPTR,#TabelKota ; Alamat awal TebelKota 37: 0044 23 RL A ; A:=A*2 38: 0045 25 82 ADD A,DPL ; DPTR := DPTR + 2*A 39: 0047 F5 82 MOV DPL,A 40: 0049 E4 CLR A 41: 004A 35 83 ADDC A,DPH 42: 004C F5 83 MOV DPH,A 43: 44: ; ***** Mengambil alamat string 45: 46: 004E E4 CLR A 47: 004F 93 MOVC A,@A+DPTR ; ambil alamat byte kecil 48: 0050 C0 E0 PUSH A ; simpan dulu 49: 0052 A3 INC DPTR ; alamat tabel berikut 50: 0053 E4 CLR A 51: 0054 93 MOVC A,@A+DPTR ; ambil alamat byte besar 52: 0055 F5 83 MOV DPH,A ; simpan ke DPTR byte besar 53: 0057 D0 82 POP DPL ; DPTR byte kecil 54: 0059 80 07 =0062 SJMP OutString ; DPTR = alamat string 55: 56: ; ***** Mengirim string ke port seri 57: 58: 005B OutHuruf: 59: 005B 30 99 FD =005B JNB TI,$ ; sudah boleh kirim huruf? 60: 005E F5 99 MOV SBUF,A ; kirim huruf lewat port seri 61: 0060 C2 99 CLR TI ; baru saja kirim huruf 62: 0062 OutString: 63: 0062 E4 CLR A 64: 0063 93 MOVC A,@A+DPTR ; ambil 1 huruf 65: 0064 A3 INC DPTR ; alamat huruf berikutnya 66: 0065 70 F4 =005B JNZ OutHuruf ; <>00 kirim ke port seri 67: 0067 22 RET ; = 00 selesai Sub-rutin PilihString bertugas memilih string dan kemudian mengirimkannya ke port seri agar bisa dicetak pada layar PC. Sub-rutin ini terdiri dari 3 bagian: Memakai A untuk mengambil salah satu alamat string yang tercatat dalam TabelKota. Alamat awal dari TabelKota (dalam hal ini adalah 0039 seperti terlihat dalam Assembly listing) dicatat dulu pada DPTR (baris 36), setiap kota dalam TabelKota (baris 27 sampai 30) diwakili dengan alamatnya yang masing-masing 2 byte. Nomor kota yang disimpan di A terlebih dulu dikalikan dengan 2 (baris 37), nilai ini dijumlahkan dengan nilai DPL (byte kecil dari DPTR yang kapasitasnya 2 byte) dan disimpan kembali ke DPL pada baris 38 dan 39. Meskipun dalam contoh program ini tidak akan terjadi, tapi untuk menjaga semua kemungkinan, dalam baris 40 sampai 42 diadakan juga perhitungan untuk DPH (byte besar dari DPTR), yakni untuk menjaga-jaga kalau dalam perhitungan baris 38 terjadi limpahan penjumlahan. Sampai di sini DPTR sudah menunjuk ke alamat dari string kota yang akan dikirim ke port seri. Mengambil alamat string dalam TabelKota yang terpilih ke DPTR. Alamat string dalam TabelKota disimpan sebagai bilangan dua byte, jadi harus diambil dua kali tidak bisa sekali gus. Karena TabelKota berada di dalam memori-program, maka instruksi yang dipakai adalah MOVC A,@A+DPTR (baris 47 dan 51), agar alamat memori yang diambil isinya hanya ditentukan oleh DPTR, pada baris 46 dan 50 A di-nol-kan terlebih dulu. Baris 47 mengambil isi TabelKota byte pertama, seharusnya hasil pengambilan ini diisikan ke DPTR, tapi berhubung DPTR masih diperlukan untuk pengambilan byte berikutnya (baris 51), maka pengambilan byte pertama ini disimpan dulu ke stack (baris 48). Untuk mengambil isi TabelKota byte kedua, nilai DPTR dinaikkan 1 (baris 49), dan hasil pengambilan byte kedua ini langsung disimpan ke DPH (baris ) karena saat ini nilai DPTR sudah boleh dirubah. Byte pertama yang tadi disimpan ke dalam stack, dimbil kembali dari stack dan disimpan ke DPL (baris 53). Kini DPTR berisikan alamat string yang akan dikirim ke port seri. Mengirim string yang alamatnya tercatat di DPTR ke PC lewat port seri. Baris 59 sampai 61 dipakai untuk mengirim 1 huruf ke PC lewat port seri, sedangkan OutString pada baris 62 sampai 67 merupakan rutin yang sama yang sudah dibahas dalam Potongan Pogram 2 Selamat membaca, semoga uaraian singkat tentang "Pembentukan Konstanta Secara Assembly" dapat memudahkan kita membuat program untuk mikrokontroler.
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"

LCD Epson SED1200

Modul LCD Epson SED1200

Sinyal Interface LCD SED1200

Interface LCD SED1200 ke AT89C51

Interface ke AT89C2051

Mengatur Tampilan LCD SED1200

Potongan Program 3 Daftar Perintah Pengatur SED1200

Potongan Program 4 Mempersiapkan tata kerja SED1200

You may also like, related LCD Epson SED1200

Advertisement

Artikel Elektronika

Advertisement

Query Elektronika

Advertisement