Home » Mikrokontroler » Aplikasi Mikrokontroler » Matrik Keypad 4 x 4 Heksadesimal

Matrik Keypad 4 x 4 Heksadesimal

Sunday, March 12th, 2023 - Aplikasi Mikrokontroler

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 4×4 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.

Gambar 1. Rangkaian Matrik Keypad 4 x 4 Heksadesimal

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 4×4

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”.

Title : Matrik Keypad 4 x 4 Heksadesimal
Archive : Aplikasi Mikrokontroler

You may also like, related Matrik Keypad 4 x 4 Heksadesimal

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
Jam Digital Dengan AT89C2051 Jam Digital Dengan AT89C2051 Bagi sebagian pembaca Jam Digital merupakan hal yang sangat sederhana atau sudah terlalu umum, tapi dari Jam Digital bisa dipelajari prinsip-prinsip dasar kontrol dengan microcontroller, antara lain sistem tampilan 7 ruas dan pemakaian timer. Rangkaian Jam Digital Dengan AT89C2051 Rangkaian lengkap Jam Digital ini terlihat pada Gambar 1, dilengkapi 4 buah tampilan 7 ruas LED untuk menampilkan waktu, terdiri atas angka-angka puluhan jam, satuan jam, puluhan menit dan satuan menit. Tombol SW1 dan SW2 dipakai untuk mengatur tampilan waktu, saat SW1 ditekan angka pada tampilan jam akan bertambah setiap detik, sedangkan SW2 dipakai untuk mengatur angka tampilan menit dengan cara yang sama. Kristal 12 MHz dan kapasitor C1 dan C2 membentuk rangkaian oscilator pembangkit frekuensi kerja AT89C2051, rangkaian ini merupakan rangkaian baku, artinya bentuk rangkaian oscilator ini selalu seperti ini untuk semua rangkaian AT89C51, kecuali untuk keperluan yang lain nilai kristalnya saja yang mungkin berbeda. Kombinasi kapasitor C3 dan tahanan R8 juga merupakan rangkaian baku, komponen ini dipakai untuk membentuk rangkaian ‘power on reset’, artinya rangkaian yang akan otomatis me-reset AT89C2051 setiap kali AT89C2051 mulai menerima sumber daya listrik. Melihat rangkaian pada Gambar 1, memang tidak bisa dijelaskan bagaimana Jam Digital ini bekerja, karena rangkaian itu hanyalah bagian tampilan dan tombol pengatur waktu waktu saja, ‘Jam’ yang sesungguhnya berupa program yang disimpan di dalam ROM yang ada di dalam IC AT89C2051. Sistem Tampilan 7 Ruas Untuk Jam Digital Dengan AT89C2051 Untuk menampilkan waktu dipakai 4 buah tampilan 7 ruas LED yang dibentuk dengan IC2 dan IC3 (masing-masing IC berisikan 2 tampilan angka), dengan demikian untuk menampilkan 4 buah angka diperlukan 28 LED, kalau ke-28 LED ini dinyala-padamkan dengan cara biasa, maka diperlukan 28 saklar dan rangkaian menjadi rumit sekali. Cara yang umum dipakai adalah sistem tampilan 7 ruas yang di-multiplek seperti nampak dalam Gambar 1, sedangkan Gambar 2 memperlihatkan detil sistem tampilan ini. Setiap tampilan angka dibentuk dengan 7 buah LED (Light Emitting Diode), masing-masing diode itu ditandai sebagai ruas ‘a’ sampai dengan ‘g’, anode dari ketujuh LED itu sudah dihubungkan jadi satu di dalam IC. Katode ruas ‘a’ dari angka puluhan jam dihubungkan dengan katode ruas ‘a’ dari angka satuan jam dan seterusnya. Demikian pula dengan ruas ‘b’; ruas ‘c’ dan lain sebagainya. Saklar Ruas P10..P16 dipakai untuk menentukan ruas mana yang akan dinyalakan, misalkan untuk membentuk angka 1 maka saklar P11 (ruas b) dan saklar P12 (ruas c) dalam posisi ‘on’. Sedangkan Skalar Digit dipakai untuk menentukan tampilan angka mana yang dipakai, misalkan angka 1 tadi ingin ditampilkan pada tampilan puluhan jam, maka posisi skalar pada Q1. Jika posisi ‘on’ pada Saklar Digit digilir dari Q1, Q2, Q3 dan Q4 kemudian kembali ke Q1 dan seterusnya secara cepat, maka angka 1 di atas akan nampak pada semua tampilan angka! Selanjutnya, andaikan sebelum merubah posisi Saklar Digit kombinasi Skalar Ruas diatur terlebih dulu, maka angka yang tertampil dalam sistem tampilan 7 ruas ini bisa diatur dengan tepat. Dalam Gambar 1 terlihat Saklar Ruas dibentuk dengan kaki P1.0 sampai kaki P1.6 AT89C2051, sedangkan Saklar Digit dibentuk dengan sebuah transistor PNP dan sebuah tahanan yang masing-masing dikendalikan lewat kaki P3.0 sampai kaki P3.3. Proses pengaturan sistem tampilan seperti yang dibahas diatas, diatur oleh AT89C2051 lewat potongan program yang biasanya dinamakan sebagai ScanDisplay seperti berikut : ScanDisplay: MOV P1,RuasJam10 MOV P3,#%11110111 ACALL TungguSebentar ; MOV P1,RuasJam1 MOV P3,#%11111011 ACALL TungguSebentar ; MOV P1,RuasMenit10 MOV P3,#%11111101 ACALL TungguSebentar ; MOV P1,RuasMenit1 MOV P3,#%11111110 ACALL TungguSebentar SJMP ScanDisplay Potongan program di atas bisa dijelaskan sebagai berikut : RuasJam10, RuasJam1, RuasMenit10 dan RuasMenit1 merupakan variabel tempat menampung kombinasi ruas dari angka yang akan ditampilkan, isi dari variabel ini akan dirubah dibagian lain dari program sesuai dengan perubahan waktu. Isi variabel–variabel ini diumpankan langsung ke Port 1 (baris 2, 6, 10 dan 14 pada potongan program di atas), untuk mengendalikan Saklar Ruas. Saklar Digit dibentuk dengan transistor PNP, jadi untuk meng-on-kan diperlukan tegangan ‘0’ pada salah satu kaki Port 3, seperti terlihat pada baris 3, 7, 22 dan 15. Perhatikan posisi angka ‘0’ pada keempat baris itu, akan nampak ‘0’ tersebut ber-‘jalan’ dari kiri ke kanan yang setara dengan Saklar Digit bergilir ‘on’ dari Q1 sampai Q4. Tunggu Sebentar merupakan sub-rutin yang berfungsi untuk menunda waktu (delay), agar angka yang ditampilkan bisa tertahan sesaat sebelum berganti. Pada baris 17, aliran program di alihkan kembali ke baris 1, sehingga potongan program ini akan bekerja terus menerus tanpa henti menampilkan angka. Program Untuk Jam Digital Dengan AT89C2051 Jam Digital dalam proyek ini, sesungguhnya hanya berupa program. Pada dasarnya Jam Digital adalah sistem pencacah (counter) bertingkat, dimulai dari pencacah menit yang mencacah dari 0 sampai 59 dan melimpah kembali ke 0, dan pencacah jam dari 0 sampai 23 yang mencacah setiap kali ada limpahan dari pencacah menit, hal ini bisa direalisasikan dengan program berikut: JamDigital: INC Menit MOV A,Menit CJNE A,#60,Keluar MOV Menit,#0 INC JAM MOV A,Jam CJNE A,#24,Keluar MOV Jam,#0 Keluar: RET Menit dan Jam pada potongan program ini, adalah variabel yang berfungsi sebagai pencacah menit dan pencacah jam. Sub-rutin JamDigital ini akan dijalankan setiap menit sekali, sehingga perubahan nilai pada variable Menit dan variable Jam persis mencerminkan perubahan waktu. Interupsi Timer Setelah membentuk sub-rutin JamDigital di atas, persoalan berikutnya adalah bagaimana agar sub-rutin itu benar-benar bisa dijalankan satu kali setiap menit, untuk keperluan ini dipakai fasilitas timer yang dimiliki AT89C2051. Jam Digital yang dibuat selalu menjalankan program ScanDisplay terus menerus tanpa henti, dengan mengggunakan fasilitas interupsi dari timer, program ScanDisplay di atas dihentikan sebentar setiap 50 mili detik, pada saat itu AT89AT2051 menggerakan untaian pencacah 20 dan pencacah 60, pencacah 20 akan melimpah sekali per detik, dan pencacah 60 akan melimpah sekali per menit. Pada saat terjadi limpahan pencacah 60, AT89C2051 akan menjalankan sub-rutin JamDigital di atas. TimerInterrupt: MOV TL0,#-50000 MOV TH0,#>-50000/256 DJNZ Pencacah20,Terus MOV Pencacah20,#20 DJNZ Pencacah60,Terus MOV Pencacah60,#60 ACALL JamDigital Terus: RETI Baris 2 dan 3 di atas yang mempertahankan agar AT89C2051 menjalankan rutin TimerInterrupt setiap 20 mili detik, baris 4 sampai 7 merupakan untaian pencacah 20 dan pencacah 60, saat pencacah 60 melimpah pada baris 8 AT89C2051 menjalankan sub-rutin JamDigital. Agar mekanisme interupsi timer ini bisa bekerja seperti apa yang diharapkan, pada awal program ditambahkan potongan program berikut : ANL TMOD,#%11110000 ORL TMOD,#%00000001 MOV TL0,#-50000 MOV TLH,#-50000/256 SETB ET0 SETB EA SETB TR0 Baris 1 dan 2 menentukan mode kerja dari Timer 0, Baris 3 dan 4 yang menentukan agar AT89C2051 menjalankan rutin TimerInterrupt setiap 20 mili detik, baris 5 mengaktipkan interupsi Timer 0, baris 6 mengaktipkan sistem interupsi AT89C2051 dan baris 7 menjalankan Timer 0. Dari konsep rangkaian dan program jam gigital dengan AT89C2051 diatas dapat dikembangkan menjadi rangkaian elektronika lain seperti pengukur jarak dan sebagainya. Kami harap informasi tentang "Jam Digital Dengan AT89C2051" diatas dapat mengilhami kita dalam berkreasi dalam bidang elektronika.
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.
Mengatur Alur Program MCS51 Mengatur Alur Program MCS51 Pada dasarnya program dijalankan intruksi demi instruksi, artinya selesai menjalankan satu instruksi mikrokontroler langsung menjalankan instruksi berikutnya, untuk keperluan ini mikrokontroler dilengkapi dengan Program Counter yang mengatur pengambilan intruksi secara berurutan. Meskipun demikian, program yang kerjanya hanya berurutan saja tidaklah banyak artinya, untuk keperluan ini mikrokontroler dilengkapi dengan instruksi-instruksi untuk mengatur alur program. Secara umum kelompok instruksi yang dipakai untuk mengatur alur program terdiri atas instruksi-instruksi JUMP (setara dengan statemen GOTO dalam Pascal), instruksi-instruksi untuk membuat dan memakai sub-rutin/modul (setara dengan PROCEDURE dalam Pascal), instruksi-instruksi JUMP bersyarat (conditional Jump, setara dengan statemen IF .. THEN dalam Pascal). Di samping itu ada pula instruksi PUSH dan POP yang bisa memengaruhi alur program. Karena Program Counter adalah satu-satunya register dalam mikrokontroler yang mengatur alur program, maka kelompok instruksi pengatur program yang dibicarakan di atas, semuanya merubah nilai Program Counter, sehingga pada saat kelompok instruksi ini dijalankan, nilai Program Counter akan tidak akan runtun dari nilai instruksi sebelumnya. Selain karena instruksi-instruksi di atas, nilai Program Counter bisa pula berubah karena pengaruh perangkat keras, yaitu saat mikrokontroler di-reset atau menerima sinyal interupsi dari perangkat input/output. Hal ini akan dibicarakan secara detail dibagian lagi. Kelompok Instruksi JUMP Mikrokontroler menjalankan intruksi demi instruksi, selesai menjalankan satu instruksi mikrokontroler langsung menjalankan instruksi berikutnya, hal ini dilakukan dengan cara nilai Program Counter bertambah sebanyak jumlah byte yang membentuk instruksi yang sedang dijalankan, dengan demikian pada saat instruksi bersangkutan dijalankan Program Counter selalu menyimpan nomor memori-program yang menyimpan instruksi berikutnya. Pada saat mikrokontroler menjalankan kelompok instruksi JUMP, nilai Program Counter yang runtun sesuai dengan alur program diganti dengan nomor memori-program baru yang dikehendaki programer. Mikrokontroler MCS51 mempunyai 3 macam intruksi JUMP, yakni instruksi LJMP (Long Jump), instruksi AJMP (Absolute Jump) dan instruksi SJMP (Short Jump). Kerja dari ketiga instruksi ini persis sama, yakni memberi nilai baru pada Program Counter, kecepatan melaksanakan ketiga instruksi ini juga persis sama, yakni memerlukan waktu 2 periode instruksi (jika MCS51 bekerja pada frekuensi 12 MHz, maka instruksi ini dijalankan dalam waktu 2 mikro-detik), yang berbeda dalam jumlah byte pembentuk instruksinya, instruksi LJMP dibentuk dengan 3 byte, sedangkan instuksi AJMP dan SJMP cukup 2 byte. Instruksi LJMP Kode untuk instruksi LJMP adalah $02, nomor memori-program baru yang dituju dinyatakan dengan bilangan biner 16 bit, dengan demikian instruksi ini bisa menjangkau semua memori-program MCS51 yang jumlahnya 64 KiloByte. Instruksi LJMP terdiri atas 3 byte, yang bisa dinyatakan dengan bentuk umum 02 aa aa, aa yang pertama adalah nomor memori-program bit 8 sampai dengan bit 15, sedangkan aa yang kedua adalah nomor memori-program bit 0 sampai dengan bit 7. Pemakaian instruksi LJMP bisa dipelajari dari potongan program berikut : LJMP TugasBaru … ORG $2000 TugasBaru: MOV A,P3.1 Dalam potongan program di atas, ORG adalah perintah pada assembler agar berikutnya assembler bekerja pada memori-program nomor yang disebut di belakang ORG (dalam hal ini minta assembler berikutnya bekerja pada memori-program nomor $2000). TugasBaru disebut sebagai LABEL, yakni sarana assembler untuk menandai/ menamai nomor memori-program. Dengan demikian, dalam potongan program di atas, memori-program nomor $2000 diberi nama TugasBaru, atau bisa juga dikatakan bahwa TugasBaru bernilai $2000. (Catatan : LABEL ditulis minimal satu huruf lebih kiri dari instruksi, artinya LABEL ditulis setelah menekan tombol Enter, tapi instruksi ditulis setelah menekan tombol Enter, kemudian diikuti dengan 1 tombol spasi atau tombol TAB). Dengan demikian intruksi LJMP TugasBaru di atas, sama artinya dengan LJMP $2000 yang oleh assembler akan diterjemahkan menjadi 02 20 00 (heksadesimal). Instruksi AJMP Nomor memori-program baru yang dituju dinyatakan dengan bilangan biner 11 bit, dengan demikian instruksi ini hanya bisa menjangkau satu daerah memori-program MCS51 sejauh 2 KiloByte. Instruksi AJMP terdiri atas 2 byte, byte pertama merupakan kode untuk instruksi AJMP (00001b) yang digabung dengan nomor memori-program bit nomor 8 sampai dengan bit nomor 10, byte kedua dipakai untuk menyatakan nomor memori-program bit nomor 0 sampai dengan bit nomor 7. Berikut ini adalah potongan program untuk menjelaskan pemakaian instruksi AJMP: ORG $800 AJMP DaerahIni AJMP DaerahLain ORG $900 DaerahIni: . . . ORG $1000 DaerahLain: . . . Potongan program di atas dimulai di memori-program nomor $800, dengan demikian instruksi AJMP DaerahIni bisa dipakai, karena nomor-memori $800 (tempat instruksi AJMP DaerahIni) dan LABEL DaerahIni yang terletak di dalam satu daerah memori-progam 2 KiloByte yang sama dengan. (Dikatakan terletak di dalam satu daerah memori-program 2 KiloByte yang sama, karena bit nomor 11 sampai dengan bit nomor 15 dari nomor memorinya sama). Tapi AJMP DaerahLain akan di-salah-kan oleh Assembler, karena DaerahLain yang terletak di memori-program nomor $1000 terletak di daerah memori-program 2 KiloByte yang lain. Karena instruksi AJMP hanya terdiri dari 2 byte, sedangkan instruksi LJMP 3 byte, maka memakai instruksi AJMP lebih hemat memori-program dibanding dengan LJMP. Hanya saja karena jangkauan instrusksi AJMP hanya 2 KiloByte, pemakaiannya harus hati-hati. Memori-program IC mikrokontroler AT89C1051 dan AT89C2051 masing-masing hanya 1 KiloByte dan 2 KiloByte, dengan demikian program untuk kedua mikrokontroler di atas tidak perlu memakai instruksi LJMP, karena program yang ditulis tidak mungkin menjangkau lebih dari 2 KiloByte memori-program. Instruksi SJMP Nomor memori-program dalam instruksi ini tidak dinyatakan dengan nomor memori-program yang sesungguhnya, tapi dinyatakan dengan ‘pergeseran relatip’ terhadap nilai Program Counter saat instruksi ini dilaksanakan. Pergeseran relatip tersebut dinyatakan dengan 1 byte bilangan 2’s complement, yang bisa dipakai untuk menyakatakan nilai antara –128 sampai dengan +127. Nilai minus dipakai untuk menyatakan bergeser ke instruksi-instruksi sebelumnya, sedangkan nilai positip untuk menyatakan bergeser ke instruksi-instruksi sesudahnya. Meskipun jangkauan instruksi SJMP hanya –128 sampai +127, tapi instruksi ini tidak dibatasi dengan pengertian daerah memori-program 2 KiloByte yang membatasi instruksi AJMP. ORG $0F80 SJMP DaerahLain . . . ORG $1000 DaerahLain: Dalam potongan program di atas, memori-program $0F80 tidak terletak dalam daerah memori-program 2 KiloByte yang sama dengan $1000, tapi instruksi SJMP DaerahLain tetap bisa dipakai, asalkan jarak antara instruksi itu dengan LABEL DaerahLain tidak lebih dari 127 byte. Kelompok Instruksi Untuk Sub-rutin Instruksi-instruksi untuk membuat dan memakai sub-rutin/modul program, selain melibatkan Program Counter, melibatkan pula Stack yang diatur oleh Register Stack Pointer. Sub-rutin merupakan suatu potong program yang karena berbagai pertimbangan dipisahkan dari program utama. Bagian-bagian di program utama akan ‘memanggil’ (CALL) sub-rutin, artinya mikrokontroler sementara meninggalkan alur program utama untuk mengerjakan instruksi-instruksi dalam sub-rutin, selesai mengerjakan sub-rutin mikrokontroler kembali ke alur program utama. Satu-satunya cara membentuk sub-rutin adalah memberi instruksi RET pada akhir potongan program sub-rutin. Program sub-rutin di-’panggil’ dengan instruksi ACALL atau LCALL. Agar nantinya mikrokontroler bisa meneruskan alur program utama, pada saat menerima instruksi ACALL atau LCALL, sebelum mikrokontroler pergi mengerjakan sub-rutin, nilai Program Counter saat itu disimpan dulu ke dalam Stack (Stack adalah sebagian kecil dari memori-data yang dipakai untuk menyimpan nilai Program Counter secara otomatis, kerja dari Stack dikendalikan oleh Register Stack Poiner). Selanjutnya mikrokontroler mengerjakan instruksi-instruksi di dalam sub-rutin sampai menjumpai instruksi RET yang berfungsi sebagai penutup dari sub-rutin. Saat menerima instruksi RET, nilai asal Program Counter sebelum mengerjakan sub-rutin yang disimpan di dalam Stack, dikembalikan ke Program Counter sehingga mikrokontroler bisa meneruskan pekerjaan di alur program utama. Instruksi ACALL dipakai untuk me-‘manggil’ program sub-rutin dalam daerah memori-program 2 KiloByte yang sama, setara dengan instruksi AJMP yang sudah dibahas di atas. Sedangkan instruksi LCALL setara dengan instruksi LCALL, yang bisa menjangkau seluruh memori-program mikrokontroler MCS51 sebanyak 64 KiloByte. (Tapi tidak ada instrusk SCALL yang setara dengan instruksi SJMP). Program untuk AT89C1051 dan AT89C2051 tidak perlu memakai instruksi LCALL. Instruksi RET dipakai untuk mengakhiri program sub-rutin, di samping itu masih ada pula instruksi RETI, yakni instruksi yang dipakai untuk mengakhiri Program Layanan Interupsi (Interrupt Service Routine), yaitu semacam program sub-rutin yang dijalankan mikrokontroler pada saat mikrokontroler menerima sinyal permintaan interupsi. Catatan : Saat mikrokontroler menerima sinyal permintaaan interupsi, mikrokontroler akan melakukan satu hal yang setara dengan intruksi LCALL untuk menjalankan Program Layanan Interupsi dari sinyal interupsi bersangkutan. Di samping itu, mikrokontroler juga me-‘mati’-kan sementara mekanisme layanan interupsi, sehingga permintaan interupsi berikutnya tidak dilayani. Saat menerima instruksi RETI, makanisme layanan interusi kembali diaktipkan dan mikrokontroler melaksanakan hal yang setara dengan instruksi RET. Kelompok Instruksi Jump Bersyarat Instruksi Jump bersyarat merupakan instruksi inti bagi mikrokontroler, tanpa kelompok instruksi ini program yang ditulis tidak banyak berarti. Instruksi-instruksi ini selain melibatkan Program Counter, melibatkan pula kondisi-kondisi tertentu yang biasanya dicatat dalam bit-bit tertentu yang dihimpun dalam Register tertentu. Khusus untuk keluarga mikrokontroler MCS51 yang mempunyai kemampuan menangani operasi dalam level bit, instruksi jump bersyarat dalam MCS51 dikaitkan pula dengan kemampuan operasi bit MCS51. Nomor memori-program baru yang harus dituju tidak dinyatakan dengan nomor memori-program yang sesungguhnya, tapi dinyatakan dengan ‘pergeseran relatip’ terhadap nilai Program Counter saat instruksi ini dilaksanakan. Cara ini dipakai pula untuk instruksi SJMP. Instruksi JZ / JNZ Instruksi JZ (Jump if Zero) dan instruksi JNZ (Jump if not Zero) adalah instruksi JUMP bersyarat yang memantau nilai Akumulator A. MOV A,#0 JNZ BukanNol JZ Nol . . . BukanNol: . . . Nol : . . . Dalam contoh program di atas, MOV A,#0 membuat A bernilai nol, hal ini mengakibatkan instruksi JNZ BukanNol tidak akan pernah dikerjakan (JNZ artinya Jump kalau nilai A<>0, syarat ini tidak pernah dipenuhi karena saat instruksi ini dijalankan nilai A=0), sedangankan instruksi JZ Nol selalu dikerjakan karena syaratnya selalu dipenuhi. Instruksi JC / JNC Instruksi JC (Jump on Carry) dan instruksi JNC (Jump on no Carry) adalah instruksi jump bersyarat yang memantau nilai bit Carry di dalam Program Status Word (PSW). Instruksi JB / JNB / JBC Instruksi JB (Jump on Bit Set), instruksi JNB (Jump on not Bit Set) dan instruksi JBC (Jump on Bit Set Then Clear Bit) merupakan instruksi Jump bersyarat yang memantau nilai-nilai bit tertentu. Bit-bit tertentu bisa merupakan bit-bit dalam register status maupun kaki input mikrokontroler MCS51. Kelompok Instruksi Proses dan Test Instruksi-instruksi Jump bersyarat yang dibahas di atas, memantau kondisi yang sudah terjadi yang dicatat MCS51. Ada dua instruksi yang melakukan dulu suatu proses baru kemudian memantau hasil proses untuk menentukan apakah harus Jump. Kedua instruksi yang dimaksud adalah instruksi DJNZ dan instruksi CJNE. Instruksi DJNZ Instruksi DJNZ (Decrement and Jump if not Zero), merupakan instruksi yang akan mengurangi 1 nilai register serbaguna (R0..R7) atau memori-data, dan Jump jika ternyata setelah pengurangan 1 tersebut hasilnya tidak nol. Contoh berikut merupakan potongan program untuk membentuk waktu tunda secara sederhana : MOV R0,#$23 DJNZ R0,$ Instruksi MOV R0,#$23 memberi nilai $23 pada R0, selanjutnya setiap kali instruksi DJNZ R0,$ dikerjakan, MCS51 akan mengurangi nilai R0 dengan ‘1’, jika R0 belum menjadi nol maka MCS51 akan mengulang instruksi tersebut (tanda $ dalam instruksi ini maksudnya adalah kerjakan kembali instruksi ini). Selama mengerjakan 2 instruksi di atas, semua pekerjaan lain akan tertunda, waktu tundanya ditentukan oleh besarnya nilai yang diisikan ke R0. Instruksi CJNE Instruksi CJNE (Compare and Jump if Not Equal) membandingkan dua nilai yang disebut dan MCS akan Jump kalau kedua nilai tersebut tidak sama! MOV A,P1 CJNE A,#$0A,TidakSama ... SJMP EXIT ; TidakSama: ... Instruksi MOV A,P1 membaca nilai input dari Port 1, instruksi CJNE A,#$0A,Tidaksama memeriksa apakah nilai Port 1 yang sudah disimpan di A sama dengan $0A, jika tidak maka Jump ke TidakSama. Selamat belajar, semoga materi singkat tentang "Mengatur Alur Program MCS51" diatas mudah dipahami.
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.
Timer Dan Counter Dalam… Timer Dan Counter Dalam MCS51 Timer dan Counter merupakan sarana input yang kurang dapat perhatian pemakai mikrokontroler, dengan sarana input ini mikrokontroler dengan mudah bisa dipakai untuk mengukur lebar pulsa, membangkitkan pulsa dengan lebar yang pasti, dipakai dalam pengendalian tegangan secara PWM (Pulse Width Modulation) dan sangat diperlukan untuk aplikasi remote control dengan infra merah. Pada dasarnya sarana input yang satu ini merupakan seperangkat pencacah biner (binary counter) yang terhubung langsung ke saluran-data mikrokontroler, sehingga mikrokontroler bisa membaca kedudukan pancacah, bila diperlukan mikrokontroler dapat pula merubah kedudukan pencacah tersebut. Seperti layaknya pencacah biner, bilamana sinyal denyut (clock) yang diumpankan sudah melebihi kapasitas pencacah, maka pada bagian akhir untaian pencacah akan timbul sinyal limpahan, sinyal ini merupakan suatu hal yang penting sekali dalam pemakaian pencacah. Terjadinya limpahan pencacah ini dicatat dalam sebuah flip-flop tersendiri. Di samping itu, sinyal denyut yang diumpankan ke pencacah harus pula bisa dikendalikan dengan mudah. Hal-hal yang dibicarakan di atas diringkas dalam Gambar 1. Sinyal denyut yang diumpankan ke pencacah bisa dibedakan menjadi 2 macam, yang pertama yalah sinyal denyut dengan frekuensi tetap yang sudah diketahui besarnya dan yang kedua adalah sinyal denyut dengan frekuensi tidak tetap. Jika sebuah pencacah bekerja dengan frekuensi tetap yang sudah diketahui besarnya, dikatakan pencacah tersebut bekerja sebagai timer, karena kedudukan pencacah tersebut setara dengan waktu yang bisa ditentukan dengan pasti. Jika sebuah pencacah bekerja dengan frekuensi yang tidak tetap, dikatakan pencacah tersebut bekerja sebagai counter, kedudukan pencacah tersebut hanyalah menyatakan banyaknya pulsa yang sudah diterima pencacah. Untaian pencacah biner yang dipakai, bisa merupakan pencacah biner menaik (count up binary counter) atau pencacah biner menurun (count down binary counter). Timer/Counter sebagai sarana input banyak dijumpai dalam mikrokontroler, misalnya mikrokontroler keluarga MCS48, keluarga MCS51 ataupun MC68HC11 semuanya memiliki Timer/Counter di dalam chip sebagai sarana input. Di samping itu bisa pula dijumpai chip Timer/Counter yang berdiri sendiri sebagai penunjang kerja mikroprosesor, misalnya 8253/8254 Programmable Interval Timer buatan Intel, atau MC6840 Programmable Counter/Timer buatan Motorola. Sarana Timer/Counter dalam MCS51 Keluarga mikrokontroler MCS51, misalnya AT89C51 dan AT89Cx051, dilengkapi dengan dua perangkat Timer/Counter, masing-masing dinamakan sebagai Timer 0 dan Timer 1. Sedangkan untuk jenis yang lebih besar, misalnya AT89C52, mempunyai tambahan satu perangkat Timer/Counter lagi yang dinamakan sebagai Timer 2. Perangkat Timer/Counter tersebut merupakan perangkat keras yang menjadi satu dalam chip mikrokontroler MCS51, bagi pemakai mikrokontroler MCS51 perangkat tersebut dikenal sebagai SFR (Special Function Register) yang berkedudukan sebagai memori-data internal. Pencacah biner untuk Timer 0 dibentuk dengan register TL0 (Timer 0 Low Byte, memori-data internal nomor $6A) dan register TH0 (Timer 0 High Byte, memori-data internal nomor $6C). Pencacah biner untuk Timer 1 dibentuk dengan register TL1 (Timer 1 Low Byte, memori-data internal nomor $6B) dan register TH1 (Timer 1 High Byte, memori-data internal nomor $6D). Pencacah biner pembentuk Timer/Counter MCS51 merupakan pencacah biner menaik (count up binary counter) yang mencacah dari $0000 sampai $FFFF, saat kedudukan pencacah berubah dari $FFFF kembali ke $0000 akan timbul sinyal limpahan. Untuk mengatur kerja Timer/Counter dipakai 2 register tambahan yang dipakai bersama oleh Timer 0 dan Timer 1. Register tambahan tersebut adalah register TCON (Timer Control Register, memori-data internal nomor $88, bisa dialamat secara bit) dan register TMOD (Timer Mode Register, memori-data internal nomor $89). Pencacah biner Timer 0 dan 1 TL0, TH0, TL1 dan TH1 merupakan SFR (Special Function Register) yang dipakai untuk membentuk pencacah biner perangkat Timer 0 dan Timer 1. Kapasitas keempat register tersebut masing-masing 8 bit, bisa disusun menjadi 4 macam Mode pencacah biner seperti terlihat dalam Gambar 2a sampai Gambar 2d. Pada Mode 0, Mode 1 dan Mode 2 Timer 0 dan Timer 1 masing-masing bekerja sendiri, artinya bisa dibuat Timer 0 bekerja pada Mode 1 dan Timer 1 bekerja pada Mode 2, atau kombinasi mode lainnya sesuai dengan keperluan. Pada Mode 3 TL0, TH0, TL1 dan TH1 dipakai bersama-sama untuk menyusun sistem timer yang tidak bisa di-kombinasi lain. Susunan TL0, TH0, TL1 dan TH1 pada masing-masing mode adalah sebagai berikut: Mode 0 – Pencacah Biner 13 bit Pencacah biner dibentuk dengan TLx (maksudnya bisa TL0 atau TL1) sebagai pencacah biner 5 bit (meskipun kapasitas sesungguhnya 8 bit), limpahan dari pencacah biner 5 bit ini dihubungkan ke THx (maksudnya bisa TH0 atau TH1) membentuk sebuah untaian pencacah biner 13 bit, limpahan dari pencacah 13 bit ini ditampung di flip-flop TFx (maksudnya bisa TF0 atau TF1) yang berada di dalam register TCON. Mode ini meneruskan sarana Timer yang ada pada mikrokontroler MCS48 (mikrokontroler pendahulu MCS51), dengan maksud rancangan alat yang dibuat dengan MCS48 bisa dengan mudah diadaptasikan ke MCS51. Mode ini tidak banyak dipakai lagi. Mode 1 – Pencacah Biner 16 bit Mode ini sama dengan Mode 0, hanya saja register TLx dipakai sepenuhnya sebagai pencacah biner 8 bit, sehingga kapasitas pencacah biner yang tersbentuk adalah 16 bit. Seiring dengan sinyal denyut, kedudukan pencacah biner 16 bit ini akan bergerak dari $0000 (biner 0000 0000 0000 0000), $0001, $0002 … sampai $FFFF (biner 1111 1111 1111 1111), kemudian melimpah kembali menjadi $0000. Mode 2 – Pencacah Biner 8 bit dengan Isi Ulang TLx dipakai sebagai pencacah biner 8 bit, sedangkan THx dipakai untuk menyimpan nilai yang diisikan ulang ke TLx, setiap kali kedudukan TLx melimpah (berubah dari $FF menjadi $00). Dengan cara ini bisa didapatkan sinyal limpahan yang frekuensinya ditentukan oleh nilai yang disimpan dalam TH0. Mode 3 – Gabungan Pencacah Biner 16 bit dan 8 Bit Pada Mode 3 TL0, TH0, TL1 dan TH1 dipakai untuk membentuk 3 untaian pencacah, yang pertama adalah untaian pencacah biner 16 bit tanpa fasiltas pemantau sinyal limpahan yang dibentuk dengan TL1 dan TH1. Yang kedua adalah TL0 yang dipakai sebagai pencacah biner 8 bit dengan TF0 sebagai sarana pemantau limpahan. Pencacah biner ketiga adalah TH0 yang dipakai sebagai pencacah biner 8 bit dengan TF1 sebagai sarana pemantau limpahan. Register Pengatur Timer Register TMOD dan register TCON merupakan register pembantu untuk mengatur kerja Timer 0 dan Timer 1, kedua register ini dipakai bersama oleh Timer 0 dan Timer 1. Register TMOD dibagi menjadi 2 bagian secara simitris, bit 0 sampai 3 register TMOD (TMOD bit 0 .. TMOD bit 3) dipakai untuk mengatur Timer 0, bit 4 sampai 7 register TMODE (TMOD bit 4 .. TMOD bit 7) dipakai untuk mengatur Timer 1, pemakaiannya sebagai berikut : Bit M0/M1 dipakai untuk menentukan Mode Timer seperti yang terlihat dalam Tabel di Gambar 3a. Bit C/T* dipakai untuk mengatur sumber sinyal denyut yang diumpankan ke pencacah biner. Jika C/T*=0 sinyal denyut diperoleh dari osilator kristal yang frekuensinya sudah dibagi 12, sedangkan jika C/T*=1 maka sinyal denyut diperoleh dari kaki T0 (untuk Timer 0) atau kaki T1 (untuk Timer 1). Bit GATE merupakan bit pengatur saluran sinyal denyut. Bila bit GATE=0 saluran sinyal denyut hanya diatur oleh bit TRx (maksudnya adalah TR0 atau TR1 pada register TCON). Bila bit GATE=1 kaki INT0 (untuk Timer 0) atau kaki INT1 (untuk Timer 1) dipakai juga untuk mengatur saluran sinyal denyut (lihat Gambar 4). Register TCON dibagi menjadi 2 bagian, 4 bit pertama (bit 0 .. bit 3, bagian yang diarsir dalam Gambar 3b) dipakai untuk keperluan mengatur kaki INT0 dan INT1, ke-empat bit ini dibahas dibagian lain. Sisa 4 bit dari register TCON (bit 4..bit 7) dibagi menjadi 2 bagian secara simitris yang dipakai untuk mengatur Timer0/Timer 1, sebagai berikut: Bit TFx (maksudnya adalah TF0 atau TF1) merupakan bit penampung limpahan (lihat Gambar 2), TFx akan menjadi ‘1’ setiap kali pencacah biner yang terhubung padanya melimpah (kedudukan pencacah berubah dari $FFFF kembali menjadi $0000). Bit TFx di-nol-kan dengan istruksi CLR TF0 atau CLR TF1. Jika sarana interupsi dari Timer 0/Timer 1 dipakai, TRx di-nol-kan saat MCS51 menjalankan rutin layanan interupsi (ISR – Interupt Service Routine). Bit TRx (maksudnya adalah TR0 atau TR1) merupakan bit pengatur saluran sinyal denyut, bila bit ini =0 sinyal denyut tidak disalurkan ke pencacah biner sehingga pencacah berhenti mencacah. Bila bit GATE pada register TMOD =1, maka saluran sinyal denyut ini diatur bersama oleh TRx dan sinyal pada kaki INT0/INT1 (lihat Gambar 4). Mengatur Timer Gambar 4 merupakan bagan susunan rangkaian yang bisa terjadi pada Timer 1 secara lengkap, digambarkan pula hubungan-hubungan semua register pembentuk dan pengatur Timer 1. Gambar ini berlaku pula untuk Timer 0. Dalam pemakaian sesungguhnya, rangkaian yang dipakai hanya sebagian dari rangkaian lengkap tersebut, sesuai dengan keperluan sistem yang dibangun. Rangkaian yang dikehendaki dibentuk dengan mengatur register TMODE, sedangkan kerja dari Timer dikendalikan lewat register TCON. Setelah MCS51 di-reset register TMOD bernilai $00, hal ini berarti : bit C/T* =’0’, menurut Gambar 4 keadaan ini membuat saklar S1 ke posisi atas, sumber sinyal denyut berasal dari osilator kristal yang frekuensinya sudah dibagi 12, pencacah biner yang dibentuk dengan TL1 dan TH1 berfungsi sebagai timer. Jika sistem yang dirancang memang menghendaki Timer 1 bekerja sebagai timer maka bit C/T* tidak perlu diatur lagi. Tapi jika sistem yang dirancang menghendaki agar Timer 1 bekerja sebagai counter untuk menghitung pulsa yang masuk lewat kakai T1 (5), maka posisi saklar S1 harus dikebawahkan dengan membuat bit C/T* menjadi ‘1’. bit GATE=’0’, hal ini membuat output gerbang OR selalu ‘1’ tidak dipengaruhi keadaan ‘0’ atau ‘1’ pada kaki INT1 (3). Dalam keadaan semacam ini, saklar S2 hanya dikendalikan lewat bit TR1 dalam register TCON. Jika TR1=’1’ saklar S2 tertutup sehingga sinyal denyut dari S1 disalurkan ke sistem pencacah biner, aliran sinyal denyut akan dihentikan jika TR=’0’. Sebaliknya jika bit GATE=’1’, output gerbang OR akan mengikuti keadaan kaki INT1, saat INT1=’0’ apa pun keadaan bit TR1 output gerbang AND selalu =’0’ dan saklar S1 selalu terbuka, agar saklar S1 bisa tertutup kaki INT1 dan bit TR1 harus =’1’ secara bersamaan. Jika sistem yang dirancang menghendaki kerja dari timer/counter dikendalikan dari sinyal yang berasal dari luar chip, maka bit GATE harus dibuat menjadi ‘1’ bit M1 dan M0=’0’, berarti TL1 dan TH1 disusun menjadi pencacah biner 13 bit (Mode 0), jika dikehendaki Timer 1 bekerja pada mode 1 seperti terlihat dalam Gambar 4, maka bit M1 harus dibuat menjadi ‘0’ dan bit M0 menjadi ‘1’. Pengetahuan di atas dipakai sebagai dasar untuk mengatur dan mengendalikan Timer seperti terlihat dalam contoh-contoh berikut : Setelah reset TMOD bernilai $00, berarti Timer 1 bekerja sebagai pencacah biner 13 bit, sumber sinyal denyut dari osilator kristal atau Timer 1 bekerja sebagai ‘timer’, bit GATE =’0’ berarti kaki INT1 tidak berpengaruh pada rangkaian sehingga Timer 1 hanya dikendalikan dari bit TR1. Dalam pemakaian biasanya dipakai pencacah biner 16 bit, untuk keperluan itu instruksi yang diperlukan untuk mengatur TMOD adalah : MOV TMOD,#%00010000 Catatan dalam instruksi di atas tanda ‘#’ menyatakan bagian di belakangnya adalah bilangan konstan yang akan diisikan ke TMOD, ‘%’ merupakan awalan yang menandakan bahwa bilangan di belakangnya adalah bilangan biner. Penulisan dengan bilangan biner semacam ini, memudahkan untuk mengenali dengan cepat bit-bit apa saja yang diisikan ke TMOD. Bilangan biner %00010000 diisikan ke TMOD, berakibat bit 7 TMOD (bit GATE) bernilai ‘0’, bit 6 (bit C/T*) bernilai ‘0’, bit 5 dan 4 (bit M1 dan M0) bernilai ‘01’, ke-empat bit ini dipakai untuk mengatur Timer 1, sehingga Timer 1 bekerja sebagai timer dengan pencacah biner 16 bit yang dikendalikan hanya dengan TR1. Jika dikehendaki pencacah biner dipakai sebagai counter untuk mencacah jumlah pulsa yang masuk lewat kaki T1 (P3.5), instruksinya menjadi : MOV TMOD,#%01010000 Perbedaannya dengan instruksi di atas adalah dalam instruksi ini bit 6 (bit C/T*) bernilai ‘1’. Selanjutnya jika diinginkan sinyal dari perangkat keras di luar chip MCS51 bisa ikut mengendalikan Timer 1, instruksi pengatur Timer 1 akan menjadi : MOV TMOD,#%11010000 Dalam hal ini bit 7 (bit GATE) bernilai ‘1’. Setelah mengatur konfigurasi Timer 0 seperti di atas, pencacah biner belum mulai mencacah sebelum diperintah dengan instruksi : SETB TR1 Perlu diingatkan jika bit GATE = ‘1’, selama kaki INT1 bernilai ‘0’ pencacah biner belum akan mencacah. Untuk menghentikan proses pencacahan, dipakai instruksi CLR TR1 Di atas hanya dibahas Timer 1 saja, tata canya untuk Timer 0 persis sama. Yang perlu diperhatikan adalah register TMOD dipakai untuk mengatur Timer 0 dan juga Timer 1, sedangkan TMOD tidak bisa dialamati secara bit (non bit addressable) sehingga jika jika kedua Timer dipakai, pengisian bit-bit dalam register TMOD harus dipikirkan sekali gus untuk Timer 0 dan Timer 1. Bit TR1 dan TR0 yang dipakai untuk mengendalikan proses pencacahan, terletak di dalam register TCON (memori-data internal nomor $88) yang bisa dialamati secara bit (bit addressable). Sehingga TR0 dan TR1 bisa diatur secara terpisah (dengan perintah SETB atau CLR), tidak seperti mengatur TMOD yang harus dilakukan secara bersamaan. Demikian pula bit penampung limpahan pencacah biner TF0 dan TF1, juga terletak dalam register TCON yang masing-masing bisa di-monitor sendiri. Pemakaian waktu tunda Waktu tunda banyak dipakai dalam pemerograman mikronkontroler untuk membangkitkan pulsa, membangkitkan sinyal periodik dengan frekuensi tertentu, untuk menghilangkan effek getar dari skalar dalam membuat key pad (keyboard sederhana) dan lain sebagainya. Waktu tunda bisa dibangkitkan secara sederhana dengan menjalankan instruksi-instruksi yang waktu pelaksanaanya bisa diperhitungkan dengan tepat. Untuk mendapatkan waktu tunda yang panjang, tidak dipakai cara di atas tapi pakai Timer. Waktu tunda yang dibentuk dengan kedua cara tersebut sangat tergantung pada frekuensi kerja mikrokontroler, dalam contoh-contoh berikut dianggap mikrokontroler bekerja pada frekuensi 12 MHz. Instruksi-instruksi berikut ini bisa dipakai untuk membangkitkan pulsa ‘0’ dengan lebar 3 mikro-detik pada kaki P1.0 01: CLR P1.0 02: NOP ; 1 mikro-detik 03: NOP ; 1 mikro-detik 04: SETB P1.0 ; 1 mikro-detik Instruksi baris pertama membuat P1.0 yang mula-mula ‘1’ menjadi ‘0’, pelaksanaan instruksi NOP memerlukan waktu 1 mikro-detik (jika MCS51 bekerja pada frekuensi 12 MHz), instruksi SETB P1.0 juga memerlukan waktu 1 mikro-detik, total waktu sebelum P1.0 kembali menjadi ‘1’ adalah 3 mikro-detik (baris 2 3 dan 4). Dengan demikian terjadilah pulsa dengan lebar 3 mikro-detik pada kaki P1.0 seperti terlihat pada Gambar 5. Dengan sedikit perubahan instruksi-instruksi di atas bisa membangkitkan sinyal dengan frekuensi 100 KHz pada kaki P1.0 : 01: Sinyal100KHz: 02: CPL P1.0 ; 1 mikro-detik 03: NOP ; 1 mikro-detik 04: NOP ; 1 mikro-detik 05: SJMP Sinyal100KHz ; 2 mikro-detik Instruksi CPL P1.0 pada baris 1 membalik keadaan pada P1.0, bila mula-mula P1.0 bernilai ‘1’ akan dirubah menjadi ‘0’, sebaliknya bila mula-mula ‘0’ akan dirubah menjadi ‘1’. Total waktu tunda ke-empat baris di atas adalah 5 mikro-detik, sehingga yang terjadi adalah P1.0 bernilai ‘0’ selama 5 mikro-detik dan bernilai ‘1’ selama 5 mikro-detik berulang terus tanpa henti, dengan frekuensi sebesar 1/10 mikro-detik = 100.000 Hertz. Program di atas bisa pula dibuat dengan memakai Timer 1 sebagai pengatur waktu tunda sebagai berikut : 01: MOV TMOD,#%00100000 ; Timer 1 bekerja pada Mode 2 02: MOV TH1,#$F6 ; Nilai pengisi ulang TL1 03: SET TR1 ; Timer 1 mulai mencacah 04: Ulangi: 05: BIT TF1,$ ; Tunggu sampai melimpah 06: CPL P1.0 ; Keadaan pada P1.0 di-balik 07: CLR TF1 ; Hapus limpahan pencacah 08: SJMP Ulangi ; Ulangi terus tiada henti… Instruksi baris pertama mempersiapkan Timer 0 bekerja pada Mode 2 – Pencacah Biner 8 bit dengan Isi Ulang, bilangan pengisi ulang ditentukan sebesar $F0 yang disimpan ke register TH1 pada baris 2, instruksi berikutnya memerintahkan pencacah biner mulai mencacah. Pencacah biner yang dibentuk dengan register TL1 akan mencacah naik seirama dengan sikluas sinyal denyut, mulai dari $F6 sampai $FF, saat pencacah melimpah dari $FF ke $00 bit TR1 pada register TCON akan menjadi ‘1’ dan TL1 secara otomatis di isi ulang dengan bilangan $F0 yang tersimpan pada register TH0. Hal ini akan terjadi terus menerus dan berulang setiap 10 siklus sinyal denyut ($F6, $F7, $F8, $F9, $FA, $FB, $FC, $FD, $FE, $FF kembali ke $00, total 10 siklus) Instruksi BIT TR1,$ menunggu bit TR1 menjadi ‘1’, yakni saat pecacah biner melimpah dari $FF ke $00 yang dibahas di atas. Lepas dari penantian tersebut, P1.0 dibalik keadaanya dengan instruksi CPL P1.0, TR1 dikembalikan menjadi 0 (harus dikembalikan sendiri dengan instruksi ini), agar bisa ditunggu lagi sampai menjadi ‘1’ kembali setelah instruksi SJMP Ulangi. Frekuensi dari sinyal di P1.0 sebesar 1 / 16 mikro-detik = 31,25 KHz. Nilai awal yang diisikan ke pencacah biner di atas, adalah nilai negatip dari faktor pembagi yang dikehendaki. Dalam contoh di atas, bilangan pembaginya adalah 16 (atau $10 heksadesimal), nilai negatip dari $10 adalah $F0 (bilangan negatip komplemen 2 diturunkan dengan cara bilangan asal dibalik/di-not-kan kemudian ditambah 1, dalam hal ini $10 di-not-kan menjadi $EF dan ditambah 1 menjadi $F0). Cara menentukan bilangan negatip di atas cukup merepotkan, tapi hal ini mudah diselesaikan dengan bantuan assembler, instruksi MOV TH1,#$F0 di atas bisa digantikan dengan MOV TH1,#-$10, assembler yang akan menghitung -$10 menjadi $F0. Contoh pemakaian waktu tunda berikutnya adalah untuk mengatasi getaran saklar dalam membuat key pad (keyboard sederhana). Pada saat saklar mekanis di tekan atau pada saat tekanan pada saklar dilepas, selama lebih kurang 30 mili-detik saklar tersebut akan bergetar atau sebelum mencapai keadaan stabil saklar tersebut akan on/off selama waktu lebih kurang 30 detik, mengakibatkan program mikrokontroler merasakan tombol berulang-ulang ditekan, meskipun sesungguhnya hanya ditekan satu kali saja. Hal ini bisa diatasi dengan cara menunda waktu sekitar 50 mili-detik setelah program merasakan sebuah tombol ditekan, seperti berikut: 01: BacaTombol: 02: MOV TMOD,#%00010000 ; Timer 1 bekerja pada mode 1 03: JB T1,$ ; tunggu di sini sampai tombol ditekan 04: MOV TL1,#-50000/256 ; siapkan waktu tunda 50 mili-detik 05: MOV TH1,#-50000 06: CLR TF1 ; me-nol-kan bit limpahan 07: SETB TR1 ; timer mulai bekerja 08: JNB TF1,$ ; tunggu di sini sampai melimpah 09: CLR TR1 ; timer berhenti kerja 10: RET Dalam program di atas, saklar dipasangkan antara kaki T1 dan Ground, pencacah biner yang dipakai adalah pencacah biner 16 yang sudah ditentukan dengan instruksi MOV TMOD,#%00010000. Pada baris berikut program menunggu saklar yang terhubung pada T1 ditekan, selama saklar belum ditekan mikrokontroler akan tertahan pada instruksi JB T1,$. Dua baris berikutnya adalah cara mengisikan nilai –50000 yang terdiri dari 2 byte ke register TL1 dan TH1. Bit TF1 di-nol-kan dan akan kembali menjadi ‘1’ setelah Tl1/TH1 mencacah dari –50000 kembali menjadi $0000. Waktu tunda dimulai segera setelah instruksi SETB TR1, dan selesainya waktu tunda ditunggu dengan instruksi JNB TF1,$. Jika MCS51 bekerja dengan kristal 12 MHz, waktu tunda selama 50000 siklus sama dengan 50.000 x 1 mikro-detik = 50 mili-detik, Setelah menunggu selama 50 mili-detik, pencacah biner kembali di-non-aktipkan dengan CLR TR1 dan berikutnya meninggalkan sub-rutin ini dengan instruksi RET. Dengan demikian mikrokontroler akan menungu saklar stabil, selama saklar masih bergetar mikrokontroler masih tertahan di dalam su-rutin BacaTombol. Selamat belajar, semoga uraian tentang "Timer Dan Counter Dalam MCS51" diatas mudah dipahami.
Kendali Jarak Jauh lewat… Kendali Jarak Jauh lewat Telepon Peralatan listrik di rumah bisa dihidup/matikan lewat perintah yang dikirim lewat saluran telepon, sarana menarik ini dengan mudah bisa dibuat dan ditambahkan pada pesawat telepon. Alat Kendali Jarak Jauh yang rangkaiannya terlihat dalam Gambar 1, dipasangkan secara paralel ke saluran telepon rumah, sehingga alat ini bisa memantau sinyal-sinyal pada saluran telepon tersebut. Saat ada panggilan ke pesawat telepon yang dipasang paralel dengan alat ini, alat ini memantau dering telepon, jika sampai deringan ke 8 pesawat belum diangkat, maka alat ini akan mengangkat gagang pesawat. Selanjutnya alat ini akan memantau nada-nada yang dikirim telepon lawan. Sebelum memerintah alat ini untuk menghidup/matikan peralatan listrik yang perlu dikendalikan, pemakai harus mengirimkan kode kunci (pass word) dengan cara menekan tombol-tombol tertentu pada pesawat telepon lawan. Setelah kode kunci diterima dengan benar, selanjutnya alat ini siap menerima perintah-perintah untuk menghidup/matikan peralatan listrik yang dikehendaki. Alat ini dibangun dengan mikrokonrtoler AT89C2051, setelah dipakai untuk keperluan hubungan dengan saluran telepon masih tersedia 8 kaki AT89C2051 yang bisa dipakai untuk mengendalikan peralatan listrik. Peralatan listrik itu dinomori dengan angka ‘1’ sampai ‘8’, tombol ‘#’ dipakai untuk perintah menghidupkan peralatan listrik, sedangkan tombol ‘*’ dipakai untuk mematikan peralatan listrik. Dengan demikian kombinasi tombol ‘1#’ berarti perintah untuk menghidupkan alat listrik nomor 1, kombinasi tombol ‘8*’ berarti perintah untuk mematikan alat listrik nomor 8. Tombol ‘0’ dipakai untuk mematikan semua alat listrik sekali gus, dan tombol ‘9’ dipakai untuk menghidupkan semua alat listrik sekali gus. Rangkaian Kendali Jarak Jauh lewat Telepon Rangkaian ini menggunakan rangkaian baku AT89C2051 yang dilengkapi dengan osilator kristal (kapasitor C1, C3 dan kristal Y1) dan rangkaian reset (kapasitor C5 dan resistor R4), seperti rangkaian-rangkaian dengan AT89C2051 lainnya. Hubungan dengan saluran telepon terdiri dari 3 bagian, sebagai berikut: rangkaian pemantau nada dering, terdiri dari kapasitor C6, bridge diode D3, diode Zener D2, opto isolator ISO2 dan resistor R10. rangkaian pengangkat gagang telepon, terdiri dari resistor R7, transistor Q1, diode D1, relay K1 dan resistor R5 rangkaian pemantau nada DTMF, terdiri dari IC U2, kristal Y2, kapasitor C2 dan C4, resistor R1 dan R3 Untuk mengendalikan peralatan listrik, bisa dipakai berbagai macam rangkaian, yang penting adalah rangkaian-rangkaian tersebut harus bisa mengisolasi tegangan AC 220 Volt PLN (yang dipakai peralatan listrik) dengan bagian lain dari rangkaian alat ini. Jenis pertama rangkaian ini menggunakan relay, terdiri dari resistor R9, transistor Q3, diode D4 dan relay K2. Untuk menghidupkan peralatan listrik dengan rangkaian ini, port pengendali dari AT89C2051 harus =’1’. Rangkaian berikutnya menggunakan opto DIAC ISO1 sebagai komponen isolasi untuk menyalakan TRIAC Q2, resistor R6 berfungsi sebagai pembatas arus ke LED di dalam ISO1 dan resistor R8 sebagai pembatas arus gate Q2. Untuk menghidupkan peralatan listrik dengan rangkaian ini, port pengendali dari AT89C2051 harus =’0’. Dalam kedua contoh rangkaian di atas, LAMPU LP1 dan LP2 mewakili peralatan listrik yang dikendalikan. Dalam pemakaian yang sesungguhnya lampu-lampu ini digantikan dengan peralatan listrik apa saja, asalkan kapasitas relay atau TRIAC disesuaikan dengan kapasitas peralatan yang dikendalikan. Pemantau Nada dering Nada dering dari saluran telepon, merupakan sinyal dengan frekuensi 20 sampai 40 Hertz yang dikirim selama 1 detik kemudian sinyal ini terhenti selama 3 detik. Amplitudo sinyal dering bisa mencapai diatas 90 Volt. Kapasitor C6 dalam rangkaian ini berfungsi untuk menahan tegangan searah yang ada dalam saluran telepon dan hanya meneruskan sinyal dering saja. Mengingat amplitudo dari sinyal dering bisa sampai 90 Volt, maka kapasitor C6 dan C4 (bagian pemantau nada DTMF) setidaknya harus mampu menahan tegangan lebih dari 100 Volt. Untuk membedakan nada dering dengan suara pembicaraan yang ada dalam saluran telepon, pada rangkaian ini dipasang diode Zener D1, dengan demikian hanya tegangan yang amplitudonya lebih dari 12 Volt yang bisa lewat, sehingga suara pembicaraan yang amplitudonya hanya beberapa Volt tidak akan bisa diteruskan ke optoisolator ISO2. Resistor R10 membatasi arus yang mengalir pada diode ISO2. Karena amplitudo nada dering cukup tinggi, resistor ini nilainya cukup besar, sampai 10 Kilo Ohm. Sinyal dering akan mengakibatnya denyut arus pada LED dalam ISO2 dengan frekuensi 20 sampai 40 Hertz, pada gilirannya akan mengakibatkan opto transistor dalam ISO2 on/off seirama dengan arus yang mengalir pada LED tersebut. Kolektor dari opto isolator di dalam ISO2 dihubungkan ke kaki INT0 (kaki nomor 6 AT89C2051), pada kolektor ini tidak diperlukan lagi resistor yang dihubungkan ke Vcc, mengingat tahanan semacam itu sudah ada di dalam chip AT89C2051. Keadaan On/Off dari opto transistor akan mengakibatkan kaki INT0 menjadi ‘0’/’1’, saat tidak ada nada dering INT0 dalam keadaan ‘1’, dan saat bel berbunyi selama 1 detik kaki INT0 akan berubah ‘0’/’1’ sebanyak 10 sampai 20 kali, tergantung pada frekuensi dana dering yang berkisar antara 20 sampai 40 Hertz. Sinyal pada kaki INT0 ini diterima AT89C2051 sebagai sinyal permintaan layanan interupsi, tapi mengingat satu nada dering bisa terdiri dari 10 sampai 20 pulsa maka hanya perubahan ‘1’ ke ‘0’ yang pertama saja yang boleh dianggap sebagai sinyal interupsi. Dari segi teknik pemrograman, hal ini bisa diselesaikan dengan cara berikut: dalam keadaan menunggu panggilan telepon, sarana interupsi INT0 diaktipkan pada rutin layanan interupsi INT0 (ISR - Interrupt Service Routine) sarana interupsi INT0 di-non-aktipkan, dengan demikian setelah permintaan interupsi dilayani, pulsa-pulsa berikutnya pada dering bersangkutan tidak akan ditanggapi AT89C2051 sebagai permintaan interupsi. pada rutin layanan interupsi INT0 di atas, di-aktip-kan sistem timer dengan periode 2 detik, yakni satu periode waktu dimana dering pertama sudah selesai dan dering kedua belum terjadi. lewat dari waktu 2 detik tersebut, sarana interupsi INT0 diaktipkan kembali, agar AT89C2051 bisa melayani dan menghitung nada dering berikutnya. Selain dari hal tersebut di atas, masih diperlukan lagi sebuah timer yang lain. Timer yang satu ini periodenya sekitar 8 detik, yakni waktu yang diperlukan untuk dua kali dering. Jika dalam periode waktu itu tidak ada nada dering yang diterima lagi, maka alat ini akan menganggap gagang telepon sudah diangkat sehingga tidak perlu memantau lebih lanjut, dan program menunggu panggilan telepon lagi. Pengangkat Gagang Telepon Saluran telepon hanya terdiri dari 2 utas kabel, meskipun demikian pada saluran ini disalurkan suara pembicaraan yang dua arah, nada dering dan juga sumber tegangan searah yang dikirim kantor telepon agar pesawat telepon bisa bekerja. Saat pesawat telepon bekerja, pesawat akan mengambil arus listrik dari saluran telepon setelah gagang telepon diangkat. Impedansi pesawat telepon sebesar lebih kurang 600 Ohm, dengan demikian pengangkatan gagang telepon bisa disimulasikan dengan menghubungkan resistor dengan nilai sekitar 600 Ohm pada saluran telepon. Hal ini dilakukan dengan menghubungkan resistor R5 ke saluran telepon dengan bantuan relay K1. Pada saat kaki P1.5 (kaki 17 pada AT89C2051) dalam keadaan ‘1’, transistor Q1 akan ‘on’, kontak dari relay K1 akan menghubungkan R5 ke ground, sehingga R5 terpasang paralel pada saluran telepon, akibatnya rangkaian di kantor telepon akan ‘merasakan gagang pesawat telepon di angkat’. Pemantau Nada DTMF Untuk memantau nada DTMF, dipakai IC MT8870 yang memang dirancang khusus untuk keperluan tersebut, pembahasan kerja MT8870 secara panjang lebar bisa dilihat pada artikel Dual Tone Multiple Frequency, dan contoh pemakaiannya bisa diikuti lewat artikel Anti Interlokal & Pemantau nada DTMF. Setiap kali MT8870 menerima nada DTMF baru, kaki SID (kaki 15 MT8870) akan menjadi ‘1’, keadaan kaki ini dipantau AT89C2051 lewat kaki P1.4 (kaki 16 AT89C2051). Kode angka DTMF yang diterima MT8870 diterima AT89C2051 lewat kaki P1.0 sampai P1.3 (kaki 12 sampai 15 AT89C2051). Di samping itu, jika dalam waktu 15 detik tidak ada nada DTMF yang diterima, dianggap pemakai alat ini sudah mengakhiri perintah-perintah yang dikirim. Dengan demikian pemantauan nada DTMF bisa dilakukan dengan menunggu P1.4 menjadi ‘1’, jika tidak ada nada DTMF yang diterima, maka dipantau pula apakah selang waktu 15 detik sudah lewat. Kode kunci yang disebut di bagian atas, merupakan kode 4 angka yang diterima dari MT8870. Kode ini dibandingkan dengan kode yang sudah ditentukan di dalam program, jika ternyata sesuai maka proses berikutnya diteruskan, jika tidak ‘gagang telepon’ diletakkan kembali dan proses selesai. Berikutnya alat ini akan menerima perintah-perintah yang sudah dibahas di atas, perintah-perintah itu diakhir dengan kombinasi tombol ‘##’ atau ‘**’. Setelah menerima kombinasi tombol ini ‘gagang telepon’ diletakkan kembali dan proses selesai. Selamat mencoba, kami harap informasi tentang "Kendali Jarak Jauh lewat Telepon" diatas dapat menambah wawasan kita.
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.

"Referensi Belajar Elektronika Online"

Matrik Keypad 4 x 4 Heksadesimal

Membuat Matrik Keypad 4 x 4 Heksadesimal

Matrik Keypad 4 x 4

Potongan Program 1 : Sub-rutin Pembaca Matrik Keypad 4×4

Mengatasi getaran tombol

Potongan Program 2 : Sub-rutin Pembaca Keypad Bebas Getar

Pemakaian Sub-rutin

Selamat mencoba, semoga berhasil dalam membuat “Matrik Keypad 4 x 4 Heksadesimal”.

You may also like, related Matrik Keypad 4 x 4 Heksadesimal

Advertisement

Artikel Elektronika

Advertisement

Query Elektronika

Advertisement