Home » Mikrokontroler » Teori Mikrokontroler » Menghubungkan MCS51 Ke Dunia Analog

Menghubungkan MCS51 Ke Dunia Analog

Saturday, March 11th, 2023 - Teori Mikrokontroler

Menghubungkan MCS51 Ke Dunia Analog

Dunia di luar mikrokontroler tidak semuanya hitam atau putih (nol atau satu), tapi justru lebih banyak tingkatan warna kelabu (nilai antara nol dan satu). Dengan demikian sering kali mikrokontroler harus berhubungan dengan dunia Analog, baik menerima tegangan Analog dari luar, maupun mengeluarkan tegangan Analog.

Dalam dunia elektronika dikenal dua jenis rangkaian untuk menjembatani dunia Analog ke Digital, jenis pertama dikenal sebagai rangkaian konversi besaran digital ke analog (Digital Analog Converter – disingkat sebagai DAC), yang kedua adalah rangkaian konversi besaran analog ke digital (Analog Digital Converter – disingkat sebagai ADC).

Dua jenis rangkaian di atas dipakai cukup luas, pabrik pembuat IC banyak membuat berbagai jenis IC ADC maupun DAC, sehingga untuk menghubungkan mikrokontroler ke dunia Analog cukup memilih salah satu chip yang sesuai dengan kebutuhan, tidak perlu repor-repot merangkai sendiri.

Ketelitian DAC dan ADC tergantung pada berapa bit sinyal digital yang diharapkan, yang paling umum dipakai 8 bit sinyal digital. Dengan 8 bit sinyal digital sebuah DAC bisa membangkitkan tegangan dengan 256 tingkatan, misalkan tegangan maksimum yang bisa dibangkitkan sebesar 2,55 Volt, maka DAC ini bisa membangkitkan tegangan 0 sampai 2.55 Volt dengan tingkatan 0,01 Volt, artinya input biner bernilai $01 pada input DAC akan membangkitkan tegangan output 0,01 Volt, biner $02 membangkitkan 0,02 Volt dan seterusnya biner $FF (255) menghasilkan 2,55 Volt. Sebaliknya, tegangan 0 sampai 2,55 Volt akan di-skala oleh ADC menjadi besaran digital $00 sampai $FF (255).

IC DAC yang banyak dipakai dan mudah dijumpai di pasar Indonesia adalah DAC0800 / DAC0801 / DAC0802 8-Bit Digital-to-Analog Converters, sedangkan ADC yang banyak dipakai adalah ADC0801 / ADC0802 / ADC0803 / ADC0804 / ADC0805 8-Bit Microprocessor Compatible A/D Converters, keduanya buatan National Semiconductor.

Di luar IC ADC tersebut di atas, dikenal pula IC ADC dengan rangcangan khusus, yang sudah dilengkapi untuk keperluan membangun Digital Volt Meter, misalnya ICL7106/ICL7107 3 1/2-Digit A/D Converter produksi Maxim. IC semacam ini sesungguhnya merupakan ADC biasa yang dilengkapi dengan rangkaian untuk menampilkan tegangan yang diukur, keteletiannya lebih besar dari ADC 8 bit, bisa dipakai untuk mengukur tegangan 0 sampai 1,999 (hampir 11 bit).

Menghubungkan MCS51 Dengan DAC0800

Gambar 1 memperlihatkan mikrokontroler AT89Cx051 yang dihubungkan ke DAC0800 buatan National Semiconductor, kapasitor C1, C2 dan Xtal 12 MHz membentuk rangkaian osilator, kapasitor C3 dan resistor R1 membentuk rangkaian reset.

Besaran digital diumpankan ke B1 sampai B7 (kaki 5 sampai 12) IC DAC0800, bobot biner dari besaran digital ini dirubah menjadi besaran analog berupa arus pada IOUT (kaki 4 DAC0800) dan IOUT* (kaki 2 DAC0800), oleh IC Operational Amplifier LM741 arus tersebut dirubah menjadi tegangan.

Tegangan yang dihasilkan dinyatakan dengan rumus yang tertera pada Gambar 1, selain tergantung pada bobot besaran digital yang diumpankan, tegangan ini tergantung pula pada besarnya Vref (kaki 14 DAC0800). C3 yang dipasang pada kaki 16 dan ground berguna untuk menstabilkan tegangan yang dihasilkan.

DAC0800 dan LM741 memakai sumber tegangan +12 Volt dan –12 Volt, ini agak berbeda dengan tegangan yang biasa dipakai untuk rangkaian digital, agar sinyal digital bisa diterima IC DAC0800 dengan baik, DAC0800 dilengkapi kaki VLC (kaki nomor 1) untuk menyesesuaikan level tegangan berbagai jenis IC digital. Dalam data sheet DAC0800 diperlihatkan berbagai rangkaian yang harus dipasang pada kaki ini agar DAC0800 bisa dipakai untuk berbagai keluarga IC digital.

Dalam rangkaian Gambar 1, DAC0800 dihubungkan ke keluarga mikrokontroler MCS51 yang bekerja pada level tegangan TTL, untuk keperluan ini kaki VLC dihubungkan ke ground.

Hubungan AT89Cx051 dengan DAC0800,Menghubungkan MCS51 ke dunia Analog

Gambar 1. Hubungan AT89Cx051 dengan DAC0800

Di balik kaki-kaki B1 sampai B8 IC DAC0800 tidak dilengkapi latch untuk menampung besaran digital yang diumpankan, perubahan kombinasi sinyal digital pada kaki-kaki ini langsung mengakibatkan perubahan tegangan output. Konstruksi input DAC0800 semacam ini, mengakibatkan DAC0800 tidak bisa dihubungkan langsung ke saluran-data (data bus) sistem mikroprosesor, hubungan DAC0800 ke prosesor harus melalui port paralel.

Dalam Gambar 1, DAC0800 dihubungkan ke port paralel P1 dari AT89Cx051. Menghubungkan DAC0800 ke keluarga MCS51 yang lain, misalnya AT89C51, bisa lewat port parelel P0, P1, P2 ataupun P3, tergantung pada kondisi rangkaian yang dibentuk.

Instruksi untuk mengeluarkan tegangan pada rangkaian Gambar 1 sangat sederhana, cukup mamakai instruksi MOV P1,A dengan pengertian besaran analog yang ingin dibangkitkan sebelumnya sudah disimpan pada Akumulator A.

Menghubungkan MCS51 Dengan ADC0804

Gambar 2 menggambarkan ADC0804 yang dihubungkan ke AT89C51, lengkap dengan rangkaian osilator yang dibentuk dengan C1, C2 dan kristal 12 MHz, dan rangkaian reset yang dibentuk dengan C3 dan R1. Catu Daya untuk ADC0804 merupakan catu daya standar bagi rangkaian digital, yakni +5 Volt.

ADC0804 memerlukan sinyal denyut untuk bekerja, sinyal denyut ini bisa diumpan dari luar ADC0804, tapi bisa bisa pula dibangkitkan sendiri oleh ADC0804. Dalam Gambar 2 rangkaian denyut tersebut dibangkitkan lewat bantuan resistor R2 (terhubung pada kaki 19 dan 4) dan kapasitor C4 (terhubung antara kaki 19 dan ground).

Waktu yang diperlukan konversi tegangan analog menjadi besaran digital, sekitar 64 periode dari sinyal denyut di atas, dengan demikian makin tinggi frekuensi sinyal denyut tadi makin cepat pula waktu konversi. Frekuensi sinyal denyut tersebut tidak boleh lebih dari 1460 KHz, dan umumnya cukup dipakai 640 KHz.

Berlainan dengan DAC0800, ADC0804 adalah IC yang siap dihubungkan ke saluran-data sistem mikroprosesor, sehingga rangkaian dalam Gambar 2 ADC0804 dihubungkan lewat P0 yang difungsikan sebagai saluran-data.

Untuk keperluan ini sinyal-sinyal pengendali ADC0804 dipilih sinyal WR* (kaki 16 AT89C51) yang dihubungkan ke WR* (kaki 3 ADC0804), sinyal RD* (kaki 17 AT89C51) yang dihubungkan ke RD* (kaki 2 ADC0804). Sinyal WR* dan RD* dari AT89C51 merupakan sinyal pengendali saluran-data, yang dipakai saat AT89C51 bekerja dengan memori-data ekternal.

Sinyal INTR* (kaki 5 ADC0804) dihubungkan ke INT0* (kaki 12 AT89C51), dipakai untuk memberitahu AT89C51 saat ADC0804 sudah selesai konversi data analog.

Hubungan AT89C51 dengan ADC0804,menghubungkan mcs51 ke dunia analog,menghubungkan mcs51,menghubungkan mcs51 dengan dac,menghubungkan mcs51 dengan adc,cara menggunakan dac dengan mikrokontroler,cara menghubungkan adc ke mikrokontroler,program baca dac dengan mikrokontroler,program baca adc dengan mikrokontroler,konfigurasi mikrokontroler dan dac,konfigurasi adc dengan mikrokontroler

Gambar 2. Hubungan AT89C51 dengan ADC0804

Dalam rangkaian Gambar 2, ADC0804 menunggu perintah dari AT89C51 untuk mulai melakukan konversi tegangan analog, perintah ini berupa perubahan tegangan dari ‘1’ menjadi ‘0’ pada WR* (kaki 3 ADC0809). Hal ini dilakukan dengan instruksi MOVX @R0,A, yakni perintah menuliskan data ke memori-data eksternal yang di-sinkron-kan dengan sinyal WR* (kaki 16 AT89C51) menjadi ‘0’ sesaat.

Setelah menerima perintah tersebut, ADC0804 mulai melakukan konversi yang memerlukan waktu sekitar 64 periode sinyal denyut pada kaki CLK (kaki 4 ADC0804). Selesai konversi, ADC0804 me-‘nol’-kan INTR* (kaki 5 ADC0804), sinyal ini diterima AT89C51 lewat INT0* (kaki 12 AT89C51). AT89C51 menunggu sinyal INTR* dari ADC0804 dengan instruksi JB INT0,$.

Berikutnya AT89C51 mengambil data hasil konversi ADC0904 dengan intruksi MOVX A,@R0. Instruksi ini merupakan instruksi untuk mengambil data dari memori-data ekternal, dalam melaksanakan instruksi ini MCS51 membuat RD* (kaki 17 AT89C51) sesaat menjadi ‘0’, sinyal ini diterima ADC0804 lewat kaki 2 yang mengakibatkan penyangga (tristate buffer) pada DB0 .. DB7 (kaki 18 sampai 11 ADC0804) mem-‘buka’, sehingga data hasil konversi ADC0804 bisa diambil AT89C51 lewat P0.0 .. P0.7.

Dalam pembahasan di atas, R0 hanya sekedar dipinjam untuk melaksanakan instruksi-instruksi memori-data ekternal, MOVX A,@R0 maupun MOVX @R0,A, nilai dari R0 tidak berpengaruh, mengingat dalam rangkaian Gambar 2 pada saluran-data hanya dipasang ADC0804 saja, tidak ada peralatan digital lainnya.

Program pendek untuk melakukan hal hal tersebut di atas, dengan demikian bisa dituliskan sebagai berikut :

01: ReadADC0804:
02:    MOVX @R0,A
03:    JB    INT0,*
04:    MOVX A,@R0
05:    RET

Semoga informasi tentang tata cara menghubungkan MCS51 ke dunia analog diatas mudah dipahami.

Title : Menghubungkan MCS51 Ke Dunia Analog
Archive : Teori Mikrokontroler

You may also like, related Menghubungkan MCS51 Ke Dunia Analog

Lampu Disco (Disco Lite)… Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler Di bawah kendali AT89C2051, sebanyak 256 lampu ‘menari’ seirama dengan sinyal audio yang diterima alat ini. Dibanding dengan AT89C51 yang punya 40 kaki, kaki IC AT89C2051 berkurang 20 hal ini mengakibatkan AT89C2051 hanya punya 2 buah Port, yakni Port 1 dan Port 3. Di samping itu kapasitas Flash PEROM di dalam AT89C2051 hanya sebesar 2048 byte, setengah kapasitas Flash PEROM AT89C2051. Meskipun demikian, AT89C2051 mempunyai analog comparator yang tidak dimiliki AT89C51. Analog comparator adalah rangkaian elektronik untuk membandingkan dua buah tegangan, dengan adanya fasilitas ini AT89C2051 bisa dipakai memantau tegangan analog (tegangan bukan digital) secara langsung, misalnya dipakai sebagai Analog/Digital Converter sederhana. Rangkaian Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler Gambar 1 memperlihatkan rangkaian lengkap Disco Lite, AT89C2051 dilengkapi dengan kapasitor C1, C2 dan kristal 12 MHz Y1 sebagai rangkaian oscilator, kapasitor C3 dan resitor membentuk rangkaian reset. Resitor R17, R16 dan kapasitor C4 serta capasitor C5, C6, diode D1, resistor R36, R37 bersama dengan AT89C2051 membentuk rangkaian Analog/Digital Converter sederhana, dipakai untuk mengukur besarnya sinyal audio yang masuk. Bagian lain dari rangkaian terdiri dari 2 buah 74HC573, 2 buah 74LS164, 32 resistor dan 16 transistor, dan sebuah 16x16 Dot LED Display Panel. Bagian ini merupakan bagian tampilan, dalam Display Panel ukuran sekitar 8 x 8 cm itu terdapat 256 buah LED yang nyala/padamnya disesuaikan dengan irama sinyal audio yang diterima. Sinyal audio yang diterima, di-skala-kan menjadi 10 bagian menurut besar kecilnya sinyal, setiap bagian skala mempunyai pola nyala/pdam lampu yang berlainan, sehingga kuat lemahnya sinyal audio akan membentuk gambar yang acak pada panel tampilan. Gambar 2 menggambarkan rangkaian ekuivalen Analog/Digital Converter, sebelum diukur sinyal audio yang diterima dikondisikan dulu, potensiometer R36 dipakai untuk mengatur besar kecilnya level sinyal audio yang diterima, karena rangkaian Analog/Digital Converter ini hanya menerima tegangan positip maka sinyal audio disearahkan dengan Diode D1, sedangkan resistor R37 dan kapasitor C6 merupakan filter sederhana untuk sedikit meredam sinyal audio agar tidak terlalu fluktuatip. Tegangan dari sinyal audio ini diumpankan ke kaki P1.1 dari AT89C2051 yang berfungsi sebagai input V- (inverting input) dari Analog Comparator. Kaki P1.0 yang berfungsi sebagai input V+ (non inverting input) dihubungkan ke kapasitor C4, kapasitor ini diisi lewat tahanan R17 dan R16 pada saat P3.7 dari AT89C2051 dalam keadaan ‘1’, dan isinya dikosongkan lewat R16 pada saat P3.7 dalam keadaan ‘0’. Bentuk tegangan di kapasitor C4 (terhubung ke P1.0) pada saat pengisian kapasitor dan pengosongan kapasitor terlihat di Gambar 3. Pada saat mulai mengukur tegangan sinyal audio, kapasitor C4 dalam keadaan kosong atau tegangan kapasitor = 0 Volt, tegangan P1.1 lebih positip dibanding P1.0 sehingga output dari Analog Comparator (P3.6) = ‘0’. Setelah itu P3.7 =’1’, tegangan kapasitor C4 mulai naik sesuai dengan grafik Gambar 3, sampai suatu saat tegangan C4 lebih positip dari tegangan sinyal audio dan output Analog Comparator P3.6 berubah dari ‘0’ menjadi ‘1’. Selang waktu saat mulai pengisian kapasitor sampai P3.6 menjadi ‘1’ setara dengan tegangan sinyal audio, makin besar tegangan makin lama P3.6 menjadi ‘1’. Nyala/padam 256 LED diatur dengan cara multiplek, seperti yang dipakai dalam artikel Jam Digital Dengan AT89C2051. Meminjam istilah-istilah yang dipakai di artikel itu, 16x16 Dot LED Display Panel yang dipakai bisa dianggap merupakan penampil dengan 16 ruas sebanyak 16 digit. 16 buah Saklar digit masing-masing dibentuk dengan sebuah resistor dan transistor PNP, karena jumlahnya melebihi kaki AT89C2051 tidak bisa dikendalikan langsung lewat port yang ada, tapi lewat bantuan 2 buah IC 74HC573 (berisikan 8 buah Latch). Data yang disimpan ke dalam dua IC ini diumpan dari P1.2..P1.7 dan P3.2..P2.3, P3.4 dipakai untuk mengatur 74HC573 yang pertama (U2) jika P3.4=’1’ maka data di input IC ini akan direkam dan diteruskan ke outputnya, P3.4 untuk mengatur 74HC573 yang kedua (U4). 16 buah saklar ruas dibentuk dengan 2 buah IC 74LS164 (berisikan 8 bit shift register), resistor yang dipasangkan pada output IC ini dipakai untuk membatasi arus LED. Data ruas sebanyak 16 bit dikirim dari AT89C2051 secara seri, digeser masuk ke shift register 74LS164. Saat data digeser, semua saklar digit dimatikan sehingga proses pergeseran ini tidak nampak ditampilan. Prinsip Kerja Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler Diagram alir program Disco Lite terlihat di Gambar 4, setelah alat ini mendapat catu daya langsung program melaksanakan persiapan untuk menata kerja dari alat, hal-hal yang dilakukan antara lain adalah mematikan dulu semua lampu tampilan, mengosongkan kapasitor C4. Bagian Utama dari program ini adalah mengatur tampilan yang dibentuk dari 256 titik LED, data ruas yang akan ditampilkan dikirim ke sistem tampilan lewat 2 buah IC shift register 74LS164, setelah itu skaklar digit yang sesuai dengan data ruas yang baru saja dikirim dinyalakan. Proses ini dilakukan terus menerus selama alat ini bekerja, agar tampilan nampak bagus tidak bergetar begian ini harus dilakukan cukup cepat. Setelah 50 kali putaran proses pengaturan penampilan, proses ini ditinggalkan sebentar untuk mengukur tegangan sinyal audio, atas dasar besar kecilnya tegangan yang terukur dipilih pola nyala/padam lampu yang sudah disiapkan lebih dulu dalam Flas PEROM, dan pola tersebut yang akan ditampilkan. Effek lampu yang terbentuk, bisa dengan mudah dikomposisikan dan diisikan ke dalam Flash PEROM sehingga bisa dibentuk bermacam-macam model penampilan oleh perangkat Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler tersebut.
Port Seri MCS51 Port Seri MCS51 Umumnya orang selalu menganggap port seri pada MCS51 adalah UART yang bekerja secara asinkron, jarang yang menyadari port seri tersebut bisa pula bekerja secara sinkron, pada hal sebagai port seri yang bekerja secara sinkron merupakan sarana yang baik sekali untuk menambah input/output bagi mikrokontroler. Dikenal 2 macam cara transmisi data secara seri. Kedua cara tersebut dibedakan oleh sinyal denyut (clock) yang dipakai untuk men-‘dorong’ data seri, kalau clock dikirim bersama dengan data seri, cara tersebut dikatakan sebagai transmisi data seri secara sinkron. Sedangkan dalam transmisi data seri secara asinkron, clock tidak dikirim bersama data seri, rangkaian penerima data harus membangkitkan sendiri clock pendorong data seri. Port seri MCS51 bisa dipakai dalam 4 mode kerja yang berbeda. Dari 4 mode tersebut, 1 mode diantaranya bekerja secara sinkron dan 3 lainnya bekerja secara asinkron. Secara ringkas ke-empat mode kerja tersebut bisa dibedakan sebagai berikut: Mode 0 Mode ini bekerja secara sinkron, data seri dikirim dan diterima melalui kaki P3.0 (RxD), dan kaki P3.1 (TxD) dipakai untuk menyalurkan clock pendorong data seri yang dibangkitkan MCS51. Data dikirim/diterima 8 bit sekali gus, dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil (bit 0) dan diakhiri dengan bit yang bobotnya paling besar (bit 7). Kecepatan pengiriman data (baud rate) adalah 1/12 frekuensi osilator kristal. Mode 1 Mode ini dan mode-mode berikutnya bekerja secara asinkron, data dikirim melalui kaki P3.1 (TxD) dan diterima melalui kaki P3.0 (RxD). Pada Mode 1 data dikirim/diterima 10 bit sekali gus, diawali dengan 1 bit start, disusul dengan 8 bit data yang dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil (bit 0), diakhiri dengan 1 bit stop. Pada MCS51 yang berfungsi sebagai penerima bit stop ditampung pada RB8 dalam register SCON. Kecepatan pengiriman data (baud rate) bisa diatur sesuai dengan keperluan. Mode inilah yang umum dikenal sebagai UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter). Mode 2 Data dikirim/diterima 11 bit sekali gus, diawali dengan 1 bit start, disusul 8 bit data yang dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil (bit 0), kemudian bit ke 9 yang bisa diatur lebih lanjut, diakhiri dengan 1 bit stop. Pada MCS51 yang berfungsi sebagai pengirim, bit 9 tersebut berasal dari bit TB8 dalam register SCON. Pada MCS52 yang berfungsi sebagai penerima, bit 9 ditampung pada bit RB8 dalam register SCON, sedangkan bit stop diabaikan tidak ditampung. Kecepatan pengiriman data (baud rate) bisa dipilih antara 1/32 atau 1/64 frekuensi osilator kristal. Mode 3 Mode ini sama dengan Mode 2, hanya saja kecepatan pengiriman data (baud rate) bisa diatur sesuai dengan keperluan, seperti halnya Mode 1. Pada mode asinkron (Mode 1, Mode 2 dan Mode 3), port seri MCS51 bekerja secara full duplex, artinya pada saat yang sama port seri ini bisa mengirim data sekali gus menerima data. Register SBUF merupakan register penghubung port seri. Dalam ke-empat mode di atas, semua instruksi yang mengakibatkan perubahan isi SBUF akan mengakibatkan port seri mengirimkan data keluar dari MCS51. Agar port seri bisa menerima data, bit REN dalam register SCON harus bernilai ‘1’. Pada mode 0, proses penerimaan data dimulai dengan instruksi CLR RI, sedangkan dalam mode lainnya proses penerimaan data diawali oleh bit start yang bernilai ‘0’. Data yang diterima port seri dari luar MCS51, diambil dengan instruksi MOV A,SBUF. Mengambil data dari SBUF dan menyimpan data ke SBUF sesungguhnya bekerja pada dua register yang berlainan, meskipun nama registernya sama-sama SBUF. Register-register Port Seri MCS51 MCS51 dilengkapi dengan 2 register dan beberapa bit tambahan untuk keperluan pemakai port seri. SBUF merupakan SFR (Special Function Register) yang terletak pada memori-data internal dengan nomor $99. SBUF mempunyai kegunaan ganda, data yang disimpan pada SBUF akan dikirim keluar MCS51 lewat port seri, sedangkan data dari luar MCS51 yang diterima port seri diambil dari SBUF pula. Jadi meskipun hanya menempati satu nomor memori-data internal (nomor $99), sesungguhnya SBUF terdiri dari 2 register yang berbeda. SCON merupakan SFR (Special Function Register) yang terletak pada memori-data internal dengan nomor $98, merupakan register utama untuk mengatur kerja port seri MCS51. Setelah reset semua bit dalam SCON bernilai ‘0’. Bit SM0 dan bit SM1 (bit 7 dan bit 6 pada register SMOD) dipakai untuk menentukan mode kerja port seri. Setelah reset kedua bit ini bernilai ‘0’ Bit REN (bit 4) dipakai untuk mengaktipkan kemampuan port seri menerima data. Pada mode 0 kaki RxD (kaki 0) dipakai untuk mengirim data seri (REN=’0’) dan juga untuk menerima data seri (REN=’1’). Sifat ini terbawa pula pada saat port seri bekerja pada mode 1, 2 dan 3, meskipun pada mode-mode tersebut kaki RxD hanya dipakai untuk mengirim data, agar kaki RxD bisa dipakai untuk menerima data terlebih dulu harus dibuat REN=’1’. Setelah reset bit REN bernilai ‘0’. Pada mode kerja 2 dan mode kerja 3, port seri bekerja dengan 9 bit data, SBUF yang kapasitasnya 8 bit tidak cukup untuk keperluan ini. Bit ke-sembilan yang akan dikirim terlebih dulu diletakkan di TB8 (bit 3), sedangkan bit RB8 (bit 2) merupakan bit yang dipakai untuk menampung bit ke-sembilan yang diterima port seri. Pada mode kerja 1, RB8 dipakai untuk menampung bit stop yang diterima, dengan demikian apa bila RB8 bernilai ‘1’ maka data diterima dengan benar, sebaliknya apa bila RB8=’0’ berarti terjadi kesalahan kerangka (framing error). Kalau bit SM2 (bit 5) bernilai ‘1’, jika terjadi kesalahan kerangka, RI tidak akan menjadi ‘1’ meskipun SBUF sudah berisi data dari port seri. Bit ke 9 ini bisa dipakai sebagai bit pariti, hanya saja bit pariti yang dikirim harus ditentukan sendiri dengan program dan diletakkan pada TB8, dan bit pariti yang diterima pada RB8 dipakai untuk menentukan integritas data secara program pula. Tidak seperti dalam UART standard, semuanya itu dikerjakan oleh perangkat keras dalam IC UART. Bit TI (bit 1) merupakan petanda yang setara dengan petanda TDRE (Transmitter Data Register Empty) yang umum dijumpai pada UART standard. Setelah port seri selesai mengirim data yang disimpan ke-dalam SBUF, bit TI akan bernilai ‘1’ dengan sendirinya, bit ini harus di-nol-kan dengan program agar bisa dipakai untuk memantau keadaan SBUF dalam pengiriman data berikutnya. Sub-rutin SerialOut berikut dipakai untuk mengirim data seri, bisa dipakai untuk semua mode port seri. Baris 02 menunggu TI menjadi ‘1’, dimaksud untuk memastikan pengiriman data sebelumnya sudah selesai. Data yang akan dikirim sebelumnya sudah disimpan di A, pada baris 03 data tersebut dikirim melalui port seri dengan cara meletakannya di SBUF. Agar TI bisa dipakai untuk memantau keadaan SBUF pada pengiriman data berikutnya, pada baris 04 TI di-nol-kan. 01: SerialOut: 02: JNB TI,$ ; tunggu data sebelumnya selesai dikirim 03: MOV SBUF,A ; kirim data baru 04: CLR TI ; petanda ada pengiriman baru 05: RET Bit RI (bit 0) merupakan petanda yang setara dengan petanda RDRF (Receiver Data Register Full) yang umum dijumpai pada UART standard. Setelah SBUF menerima data dari port seri, bit RI akan bernilai ‘1’ dengan sendirinya, bit ini harus di-nol-kan dengan program agar bisa dipakai untuk memantau keadaan SBUF dalam penerimaan data berikutnya. Sub-rutin SerialIn berikut dipakai untuk menerima data seri, bisa dipakai untuk semua mode port seri. Baris 02 menunggu RI menjadi ‘1’, dimaksud untuk memastikan sudah ada data baru yang diterima pada SBUF. Pada baris 03 data pada SBUF diambil ke A. Agar RI bisa dipakai untuk memantau keadaan SBUF pada pengiriman data berikutnya, pada baris 04 RI di-nol-kan. 01: SerialIn: 02: JNB RI,$ ; tunggu SBUF berisi data baru 03: MOV A,SBUF ; ambil data 04: CLR RI ; pentanda data sudah diambil 05: RET Mode "0" Port Seri MCS51 UART merupakan standard yang dipakai untuk komunikasi data seri dengan komputer, komunikasi data seri dengan modem dan lain sebagainya. Komunikasi data seri secara sinkron seperti mode 0, merupakan komunikasi data seri yang banyak dipakai untuk menghubungkan IC-IC digital dalam sebuah sistem, misalnya pada IC Serial EEPROM, cara ini belakangan menjadi makin populer karena rangkaiannya sederhana dan tidak makan tempat. Dalam dunia digital, dikenal 3 macam teknik transmisi data seri secara sinkron untuk keperluan di atas, yang paling terkenal adalah teknik ciptaan Philips yang dinamakan sebagai I2C (Inter IC Communication), Motorola mengenalkan teknik yang dinamakan sebagai SPI (Serial Peripheral Interface) dan National Semiconductor menciptakan MicroWire. Transmisi data seri yang dipakai pada mode 0, tidak sepadan dengan 3 teknik yang disebut di atas, tapi dengan perancangan yang cermat mode 0 ini bisa dihubungkan ke SPI, sehingga bisa dipakai untuk menghubungkan MCS51 dengan mikrokontroler Motorola MC68HC11. Sinyal data seri sinkron yang ada pada kaki P3.0 dan P3.1, sesungguhnya murni merupakan sinyal yang biasa dipakai untuk mengendalikan shift-register, dengan demikian dengan menghubungkan shift register ke port seri, bisa menambah port input maupun port output dengan mudah. Menambah Port Output MCS51 Rangkaian Gambar 4 merupakan rangkaian menambah port output 8 bit pada AT89C2051, meskipun demikian cara ini bisa dipakai pada AT89C51 tanpa perubahan apapun. Untuk keperluan menambah port output secara seri, yang diperlukan adalah serial in parallel out shift register, dalam rangkaian Gambar 1 dipakai IC 74LS164. Data seri dari P3.0 (kaki nomor 2) AT89C2051 dihubungkan ke input data seri A & B (kaki nomor 1 & 2) 74LS164, sinyal denyut (clock) pendorong data seri didapat dari kaki P3.1 (kaki nomor 3) AT89C2051, dihubungkan ke input CLK (kaki nomor 8) IC 74LS164. Saat port seri mengirim data keluar dari AT89C2051, data seri ditempatkan pada kaki P3.0 dan kaki P3.1 mengeluarkan 8 pulsa sinyal denyut (clock) untuk mendorong data seri tersebut masuk ke 74LS164. Data seri tersebut diubah menjadi data paralel yang bisa didapat pada kaki QA sampai QH (kaki nomor 3 sampai 6 dan kaki nomor 10 sampai 13), namun data pada kaki-kaki ini berubah-rubah seirama dengan pergeseran data pada saat data dikirim, untuk keadaan tertentu hal ini sering-sering mengganggu dan tidak dikehendaki. Untuk mengatasi hal ini dipakai IC 74HC574 Octal 3-state Non-inverting D Flip-flop, input 74HC574 (D1..D8) satu-per-satu dihubungkan ke output 74LS164 (QA..QH), setelah data selesai didorong dalam 74LS164, kaki P3.7 (kaki nomor 11) AT89C2051 mengeluarkan sinyal yang diterima 74HC574 pada kaki CLK (kaki nomor 11), sinyal ini merupakan perintah bagi 74HC574 agar me-‘rekam’ data yang ada pada input-inputnya dan ditempatkan pada output-outputnya. Rangkaian ini tidak memerlukan rutin persiapan (initialization routine), hal ini disebabkan karena setelah reset register SCON bernilai $00, yang artinya port seri bekerja dalam mode 0, dan seperti sudah dibahas diatas sebagai output port seri tidak memerlukan pengaturan khusus. Rutin ExtraOutput pada Potongan Program 1 dipakai untuk mengeluarkan data 8 bit ke output 74HC574. Pengiriman data seri diawali dengan instruksi MOV SBUF,A pada baris 2, baris 3 menunggu sampai pengiriman data seri selesai, bit petanda (flag) TI dalam register SCON dikembalikan ke ‘0’ untuk keperluan pengiriman data berikutnya (baris 4), baris 5 sampai 7 membuat pulsa agar sinyal pada output 74LS164 direkam ke 74HC574. Potongan Program 1 01:ExtraOutput: 02: MOV SBUF,A 03: JNB TI,A 04: CLR TI 05: CLR P3.7 06: NOP 07: SETB P3.7 08: RET Menambah Port Input MCS51 Rangkaian Gambar 2 merupakan rangkaian menambah port input 16 bit pada AT89C2051. Untuk keperluan menambah port input secara seri, yang diperlukan adalah parallel in serial out shift register, dalam rangkaian Gambar 2 dipakai 2 chip IC 74LS165. Data paralel ditempatkan pada input A sampai H (kaki 2 sampai 5 dan kaki 10 sampai 14) 74LS165, sebelum mengambil data AT89C2051 me-nol-kan sesaat kaki LD* (kaki 1) 74LS165, untuk merekam data pada input masuk ke shift register. Setelah itu pada kaki P3.1 AT89C2051 mengambil data dari 74LS165 dengan cara mengeluarkan 8 pulsa sinyal denyut (clock) untuk mendorong data dalam shift register 74LS165 masuk ke AT89C2051 lewat kaki P3.2. Rangkaian dalam Gambar 5 memakai 2 chip 74LS165 untuk membentuk port input 16 bit dengan cara menghubungkan kedua 74LS165 secara seri (kaki QH U2 dihubungkan ke kaki SER U3, kaki CLK U2 dan U3 dihubungkan jadi satu, demikian juga kaki LD* ). Pengiriman data seri mode 0 adalah 8 bit sekali pengiriman, dengan demikian untuk mengambil data input 16 bit dari 2 chip 74LS165 dilakukan dalam dua kali pengambilan. Potongan Program 2 01:ExtraInput: 02: CLR P3.7 03: NOP 04: SETB P3.7 05: ACALL Input8bit 06: MOV R0,A 07: ACALL Input8bit 08: MOV R1,A 09: RET 10:; 11:Input8Bit: 12: CLR RI 13: JNB RI,$ 14: MOV A,SBUF 15: RET Rutin ExtraInput pada Potongan Program 2 dipakai untuk mengambil data 16 bit dari input 2 chip 74HC165. Baris 2 sampai 4 me-nol-kan sesaat kaki LD* (kaki 1) 74LS165, kemudian mengambil 8 bit data yang pertama dan disimpan di R0 (baris 5 dan 6), 8 bit data yang kedua diambil dan disimpan ke R1 pada baris 7 dan 8. Sub-rutin Input8bit pada baris 11 bertugas untuk mengambil data 8 bit. Proses pengambilan data dimulai dengan instruksi CLR RI pada baris 12, setelah instruksi ini AT89C2051 mengeluarkan 8 pulsa sinyal denyut pada kaki P3.2 untuk mendorong data 8 bit pada 74LS165 masuk kaki P3.0. Instruksi pada baris 13 menunggu sampai 8 bit pulsa denyut selesai dikirim, dan data diambil dengan instruksi MOV A,SBUF pada baris 14. Sebelum memakai sub-rutin ExtraInput, terlebih dulu harus menjalankan instruksi SETB REN, agar port seri bisa berfungsi sebagai input. Cara menghubungkan secara seri 2 shift register 74LS165 untuk memperoleh port input 16 bit, bisa pula dipakai untuk membangun port output 16 bit dengan 74LS164. Bahkan bila diperlukan input/output dengan jumlah bit lebih banyak, bisa dibuat rangkaian yang terdiri dari beberapa chip shift register. Proses pengiriman data seri lebih lambat dibanding dengan pengiriman data paralel, tapi pengiriman data 8 bit yang dibicarakan di atas hanya memerlukan waktu 8 mikro-detik, dalam banyak keperluan masih bisa diterima penggunaan port seri MCS51 tersebut.
Special Function Register… Special Function Register (SFR) AT89Cx051 Random Access Memory (RAM) dalam AT89Cx051 hanya 256 byte, hanya setengahnya yang dipakai sebagai memori-data biasa, setengahnya lagi dipakai untuk register-register untuk mengatur perilaku MCS51 dalam hal-hal khusus, misalnya tempat untuk berhubungan dengan port paralel P1 atau P3, dan sarana input/output lainnya, tapi tidak dipakai untuk menyimpan data seperti layaknya memori-data. Meskipun demikian, dalam hal penulisan program SFR diperlakukan persis sama dengan memori-data. Nomor memori-data yang disediakan untuk Special Function Register mulai dari $80 sampai dengan $FF, area sebanyak 128 byte ini tidak semuanya dipakai, hal ini digambarkan dalam Denah Special Function Register, Gambar 1. Masing-masing register dalam Special Function Register mempunyai nomor dan nama. Dianjurkan agar nomor-nomor yang tidak dipakai jangan dipergunakan, karena bisa mengakibatkan terjadinya sesuatu yang tidak terduga. Sebagian register dalam Special Function Register sudah dibicarakan sebagai Register Dasar, merupakan piranti dasar untuk penulisan program. Register-register dasar tersebut antara lain adalah Akumulator (ACC), Stack Pointer Register (SP), Program Status Register (PSW), Register B, Data Pointer High Byte (DPH) dan Data Pointer Low Byte (DPL). Di dalam area Special Function Register. Register-register ini diperlakukan sebagai memori dengan nomor yang sudah tertentu. Akumulator menempati memori-data nomor $E0, Stack Pointer Register menempati memori-data nomor $81, Program Status Register ada di $D0, Register B di $F0, DPL di $82 dan DPH di $83. Kemampuan MCS51 untuk menomori memori-data dalam level bit, dipakai juga dalam Special Function Register. Secara keseluruhan nomor bit yang disediakan dalam MCS51 sebanyak 256, nomor bit 0 sampai 127 sudah dipakai untuk nomor bit memori-data nomor $20 sampai $2F, sisanya sebanyak 128 nomor dipakai di Special Function Register. Special Function Register yang bisa dinomori dengan nomor bit, adalah yang mempunyai nomor memori dengan digit heksadesimal kedua adalah 0 atau 8, misalnya nomor $80, $88, $90, $98..$F0 dan $F8. Akumulator merupakan Special Function Register dengan nomor $E0, sehingga semua bit dalam Akumulator bisa di-nomor-i satu per satu. Dalam penulisan program bit 0 Akumulator bisa dituliskan sebagai A.0, bit 1 Akumulator ditulis sebagai A.1 dan seterusnya. Instuksi SETB A.0 mengakibatkan bit 0 dari Akumulator menjadi ‘1’ sedangkan bit-bit lainnya tidak terpengaruh. Instruksi CLR A.6 mengakibatkan bit 6 dari Akumulator menjadi ‘0’ tapi tidak memengaruhi bit-bit yang lain. Pengelompokan Special Function Register (SFR) Selain register yang berfungsi sebagai register dasar yang sudah dibicarakan diatas, register-register dalam SFR dipakai untuk mengatur Input/Output dari MCS51 yang dikelompokan menjadi : Register Penampung Data Input/Output, misalnya data yang diisikan ke register P1 akan diteruskan (di-output-kan) ke Port 1 yang terdapat di kaki IC AT89Cx051. Register Pengatur Input/Output dan Register Status Input/Output, misalnya register SCON dipakai untuk mengatur UART dan dipakai untuk memantau kondisi UART, register TCON dipakai untuk mengatur kerja Timer. Uraian Singkat Special Function Register (SFR) Berikut ini dibahas secara singkat fungsi dan sifat masing-masing register dalam Special Function Register, pembahasan secara rinci akan dilakukan dibagian lain. P1 (Port 1, nomor $90, bisa dinomori dengan nomor bit): merupakan sarana input/output port 1, masing-masing bit dalam register ini setara dengan salah satu kaki IC AT89Cx051. Misalnya bit 3 dari register P1 terhubung ke kaki P1.3 (kaki nomor 15 AT89Cx051), instruksi SETB P1.3 mengakibatkan kaki nomor 15 tersebut menjadi ‘1’ dan instruksi CLR P1.3 akan membuatnya menjadi ‘0’. P3 (Port 3, nomor $B0, bisa dinomori dengan nomor bit): merupakan sarana input/output port 3, masing-masing bit dalam register ini setara dengan salah satu kaki IC AT89Cx051. Misalnya bit 5 dari register P3 terhubung ke kaki P3.5 (kaki nomor 9 AT89Cx051), instruksi SETB P3.5 mengakibatkan kaki nomor 9 tersebut menjadi ‘1’ dan instruksi CLR P3.5 akan membuatnya menjadi ‘0’. SBUF (Serial Buffer, nomor $99): Register Serial Buffer (SBUF) dipakai untuk mengirim data dan menerima data dengan UART yang terdapat dalam IC AT89Cx051. Angka yang disimpan ke SBUF akan dikirim keluar secara seri lewat kaki TXD (kaki nomor 3 IC AT89Cx051). Sebaliknya data seri yang diterima di kaki RXD (kaki nomor 2 IC AT89Cx051) bisa diambil di register SBUF. Jadi SBUF akan berfungsi sebagai port output pada saat register ini diisi data, dan SBUF akan menjadi port input kalau isinya diambil. SCON (Serial Control, nomor $98, bisa dinomori dengan nomor bit): register SCON dipakai untuk mengatur perilaku UART di dalam IC AT89Cx051, hal-hal yang diatur meliputi penentuan kecepatan pengiriman data seri (baud rate); mengakitpkan fasilitas penerimaan data seri (fasilitas pengiriman data seri tidak perlu di atur), disamping itu register ini dipakai pula untuk memantau proses pengiriman data seri dan proses penerimaan data seri. TL0/TH0 (Timer 0 Low/High, nomor $8A/$8C): Kedua register ini bersama membentuk Timer 0, yang merupakan pencacah naik (count up counter). Perilaku kedua register ini diatur oleh register TMOD dan register TCON. Hal-hal yang bisa diatur antara lain adalah sumber clock untuk pencacah, nilai awal pencacah, bilamana proses pencacahan mulai atau berhenti, dan lain sebagainya. TL1/TH1 (Timer 1 Low/High, nomor $8B/$8D): Kedua register ini bersama membentuk Timer 1, yang merupakan pencacah naik (count up counter). Perilaku kedua register ini diatur oleh register TMOD dan register TCON. Hal-hal yang bisa diatur antara lain adalah sumber clock untuk pencacah, nilai awal pencacah, bilamana proses pencacahan mulai atau berhenti, dan lain sebagainya. TMOD (Timer Mode, nomor $89): register TMOD dipakai untuk mengatur mode kerja Timer 0 dan Timer 1, lewat register ini masing-masing timer bisa diatur menjadi timer 16-bit, timer 13-bit, timer 8-bit yang bisa isi ulang secara otomatis, atau 2 buah timer 8 bit yang terpisah. Di samping itu bisa diatur agar proses proses pencacahan timer bisa dikendalikan lewat sinyal dari luar IC AT89Cx051, atau timer dipakai untuk mencacah sinyal-sinyal dari luar IC. TCON (Timer Control, nomor $88, bisa dinomori dengan nomor bit): register TCON dipakai untuk memulai atau menghentikan proses pencacahan timer dan dipakai untuk memantau apakah terjadi limpahan dalam proses pencacahan. Disamping itu masih tersisa 4 bit dalam register TCON yang tidak dipakai untuk mengatur Timer, melainkan dipakai untuk mengatur sinyal interupsi yang diterima di INT0 (kaki nomor 6) atau INT1 (kaki nomor 7), dan dipakai untuk memantau apakah ada permintaan interupsi pada kedua kaki itu. IE (Interrupt Enable, nomor $A8, bisa dinomori dengan nomor bit): register ini dipakai untuk mengaktipkan atau me-non-aktipkan sarana interupsi, bit 0 sampai bit 6 dari register IE (IE.0..IE.6) dipakai untuk mengatur masing-masing sumber interupsi (sesungguhnya IE.6 tidak dipakai) sedangkan IE.7 dipakai untuk mengatur sistem interupsi secara keseluruhan, jika IE.7 =’0’ akan sistem interupsi menjadi non-aktip tidak mempedulikan keadaan IE.0.. IE.6. IP (Interrupt Priority, nomor $B8, bisa dinomori dengan nomor bit): register ini dipakai untuk mengatur perioritas dari masing-masing sumber interupsi. Masing-masing sumber interupsi bisa diberi perioritas tinggi dengan memberi nilai ‘1’ pada bit bersangkutan dalam register ini. Sumber interupsi yang perioritasnya tinggi bisa menginterupsi proses interupsi dari sumber interupsi yang perioritasnya lebih rendah. PCON (Power Control, nomor $87): Register PCON dipakai untuk mengatur pemakaian daya IC AT89Cx051, dengan cara ‘menidurkan’ IC tersebut sehingga memerlukan arus kerja yang sangat kecil. Satu satu bit dalam register ini dipakai untuk menggandakan kecepatan pengiriman data seri (baud rate) dari UART di dalam AT89Cx051. Variasi Dari Special Function Register (SFR) Seperti sering disebut, MCS51 merupakan satu keluarga IC mikrokontroler yang terdiri dari ratusan macam IC, ratusan macam IC tersebut umumnya mempunyai fasilitas input/output yang berlainan. Keragaman ini ditampung dalam Special Function Register. Register baku dalam keluarga MCS51, ada yang tidak dimiliki oleh keluarga AT89Cx051, register-register tersebut antara lain adalah : P0 (Port 0, nomor $80, bisa dinomori dengan nomor bit): merupakan sarana input/output port 0, masing-masing bit dalam register ini setara dengan salah satu kaki IC AT89C51. Sifat Port 0 mirip sekali dengan sifat Port 1 dan Port 3 milik AT89Cx051. P2 (Port 2, nomor $A0, bisa dinomori dengan nomor bit): merupakan sarana input/output port 2, masing-masing bit dalam register ini setara dengan salah satu kaki IC AT89C51. Sifat Port 2 mirip sekali dengan sifat Port 1 dan Port 3 milik AT89Cx051 Kaki IC AT89Cx051 hanya 20, hanya setengah dari jumlah kaki AT89C51, berkurangnya kaki ini mengakibatkan AT89Cx051 tidak punya Port 0 dan Port 2 dan dengan demikian juga tidak punya register P0 dan register P2. Di samping dipakai sebagai port input/output, Port 0 dan Port 2 bisa pula dipakai untuk saluran-data (data bus) dan saluran-alamat (address bus) yang diperlukan AT89C51 untuk bisa menambah memori diluar chip. Selamat belajar, kami harap uraian singkat tentang "Special Function Register (SFR)" diatas mudah dipahami.
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.
LCD Epson SED1200 Modul LCD Epson SED1200 Tampilan LCD dalam dunia elektronika digital termasuk barang mewah, karena harga tampilan ini cukup mahal tapi karena bisa dipakai untuk menampilkan kalimat, tampilan LCD tetap menjadi idaman. Berikut ini akan dibahas teknik interface mikrokontroler dengan tampilan LCD murah. Jenis tampilan LCD yang beredar di pasar tidaklah banyak, mula-mula beredar ‘LCD Display Module M1632’ buatan Seiko Instrument Inc., harganya cukup mahal lebih dari seratus ribu rupiah. Belakangan ini ada jenis yang lain, buatan Epson Corporation dengan type SED1200, harganya hanya sekitar 20% dari jenis pertama, jadi memang sangat menarik untuk dipelajari lebih lanjut. Tampilan LCD murah ini bisa dipakai untuk menampilkan 20 huruf/angka sekali gus, cukup memadai untuk menampilkan nomor telpon dan pesan pesan pendek lainnya. Seperti tampilan LCD pada umumnya, SED1200 terdiri dari dua bagian, yakni bagian panel LCD yang terdiri dari banyak ‘titik-titik’ LCD dan sebuah mikrokontroler yang menempel di panel dan berfungsi mengatur ‘titik-titik’ LCD tadi menjadi huruf/angka yang terbaca, serta berfungsi pula untuk komunikasi antara tampilan LCD dengan mikrokontroler lainnya yang memakai tampilan LCD itu. Huruf/angka yang akan ditampilkan dikirim ke SED1200 dalam bentuk kode ASCII, kode ASCII ini diterima dan diolah oleh mikrokontroler di dalam SED1200 menjadi ‘titik-titik’ LCD yang terbaca sebagai huruf/angka. Dengan demikian tugas mikrokontroler pemakai tampilan LCD hanyalah mengirimkan kode-kode ASCII untuk ditampilkan. Sinyal Interface LCD SED1200 Dalam lembaran data (data sheet) SED1200 dikatakan tampilan LCD ini kompatible dengan mikroprosesor 4 bit maupun 8 bit, hal ini disebabkan SED1200 hanya dilengkapi dengan 4 jalur data (DB0 .. DB3) yang dipakai untuk menyalurkan kode ASCII maupun perintah untuk mengatur kerjanya SED1200. Pada hal kode ASCII maupun perintah tersebut semuanya merupakan kode 8 bit, maka kode-kode itu dikirimkan dua kali, yang pertama dikirimkan adalah 4 bit yang berbobot lebih besar (most significant bit – D4..D7) baru kemudian 4 bit sisanya (D0..D3). Selain DB0..DB3, SED1200 dilengkapi pula dengan CS, WR dan A0 seperti layaknya komponen yang kompatibel dengan mikroprosesor, yang agak menyimpang adalah sinyal CLK yang akan dibicarakan lebih lajut di bawah. A0 dipakai untuk membedakan data yang dikirimkan ke SED1200, kalau A0=0 data yang dikirim adalah perintah untuk mengatur kerja SED1200 dan sebaliknya kalau A0=1 data yang dikirim adalah kode ASCII yang ingin ditampilkan. Proses pengiriman data ke SED1200 digambarkan dalam Gambar 1 bisa dijabarkan sebagai berikut : sinyal CS dipakai untuk mengaktipkan proses pengiriman data ini, selama proses ini berlangsung CS diaktipkan dengan level tegangan ‘0’. Data yang akan dikirimkan ke SED1200 disiapkan di .DB3, seperti dibicarakan di atas kode-kode yang dikirimkan ke SED1200 dipecah menjadi 2 kali pengiriman, hal ini terlihat jelas di gambar 1 yang menggambarkan pengiriman D4..D7 dan selanjutnya pengiriman D0..D3. Setelah data siap, sinyal WR dipakai sebagai sinyal ‘komando’ bagi SED1200 agar mengambil data di .DB3. Pengambilan data ini tepatnya terjadi pada saat WR berubah dari ‘0’ menjadi ‘1’. Interface LCD SED1200 ke AT89C51 Sinyal di Gambar 1 setara dengan sinyal-sinyal MCS51 pada saat AT89C51 mengerjakan instruksi MOVX @DPTR,A. Instruksi MOVX hanya bisa dilaksanakan di AT89C51 yang dirangkai dengan memori eksternal, jadi pada sistem berbasis AT89C51 yang sudah dilengkapi 74HC573 (U2) sebagai pemisah jalur-alamat (address bus demultiplexer) untuk keperluan pemakaian memori eksternal, seperti terlihat di Gambar 2 dengan mudah bisa ditambah SED1200. Seperti layaknya menambah IC memori pada AT89C51, hubungan SED1200 ke ke AT89C51 dilakukan dengan cara sebagai berikut: .DB3 SED1200 dihubungkan ke DB0..DB3 AT89C51, WR kedua komponen dihubungkan jadi satu, A0 SED1200 didapatkan dari output 74HC573 yang berfungsi sebagai address bus multiplexer CS SED1200 dikendalikan lewat output 74LS138 yang berfungsi sebagai address decoder Dalam lembar data SED1200 tidak banyak dibicarakan tentang sinyal CLK, tidak ada ketentuan berapa frekuensi clock dan tidak ada keterangan bilamana clock tersebut diperlukan. Setelah dianalisa secara mendalam dan uji coba di laboratorium, ternyata sinyal CLK hanya diperlukan setelah sinyal WR yang kedua dan cukup 16 pulsa saja (lihat Gambar 1), meskipun demikian boleh juga clock itu diumpankan secara terus menerus. Kaki ALE AT89C51 selalu mengeluarkan clock dengan frekuensi sama dengan seper-enam frekuensi kristal, clock pada ALE ini bisa dipakai untuk sinyal CLK SED1200, jadi clock ini tidak perlu dibangkitkan secara khusus. Selama 16 pulsa clock tersebut di atas, SED1200 melakukan proses internal dalam chip, dan selama itu pula SED1200 tidak bisa menerima kiriman data. Keadaan ini bisa dipantau lewat Register Status yang ada di dalam SED1200, untuk keperluan ini SED1200 dilengkapi kaki RD yang dipakai untuk membaca isi Register Status. Karena satu-satunya kegunaan kaki RD hanya untuk keperluan di atas, padahal waktu sibuk SED1200 bisa diperkirakan dengan pasti, yakni 16 pulsa clock setelah sinyal WR yang kedua, maka kaki RD tapi tidak perlu dipakai cukup dihubungkan ke Vcc. Program interface SED1200 terdiri dari sub-rutin KirimPerintah dan sub-rutin KirimASCII, KirimPerintah dilakukan dengan A0=0 dan KirimASCII dilakukan dengan A0=1. Sebelum memakai kedua sub-rutin ini, data yang akan dikirim ke SED1200 sudah harus disiapkan di Akumulator A. Pada saat melaksanakan instruksi MOVX @DPTR,A di baris 22, AT89C51 akan membangkitkan sinyal yang diperlukan SED1200 seperti terlihat di Gambar 1. CS dari SED1200 dihubungkan ke kaki Y7 dari 74LS138 (Gambar 2), kaki ini akan menjadi ‘0’ jika kaki A (tehubung ke A13 AT89C51), kaki B (terhubung ke A14) dan kaki C (terhubung ke A15) semuanya bernilai ‘1’. Keadaan ini terpenuhi kalau pada saat instruksi MOVX @DPTR,A dilaksanakan nilai DPTR berkisar antara 1110 0000 0000 0000 (E000 heksadesimal) dan 1111 1111 1111 1111 (FFFF heksadesimal). Dalam hal ini dikatakan SED1200 mempunyai alamat dasar $E000 (awalan $ artinya bilangan heksadesimal). Nilai $E000 di baris 2 akan mengakibatkan A12, A13 dan A14 dirangkaian Gambar 2 bernilai ‘1’ sehingga CS akan bernilai ‘0’, dan A0 (kaki Q1 dari 74HC573) menjadi ‘0’, data yang dikirim AT89C51 diterima SED1200 sebagai perintah untuk mengatur kerja SED1200 Sedangkan nilai $E001 di baris 6 akan mengakibatkan CS akan bernilai ‘0’, dan A0 (kaki Q1 dari 74HC573) menjadi ‘1’, data yang dikirim AT89C51 diterima SED1200 sebagai kode ASCII yang akan ditampilkan. SED1200 hanya mempunyai 4 jalur data, sehingga data 8 bit yang sudah disimpan di Acc dikirim dua kali, pertama dikirim 4 bit yang berbobot lebih besar (A4..A7, baris 10) setelah itu dikirim 4 bit berikutnya (A0..A3, baris 11) Setelah pengiriman data yang kedua (baris 12), SED1200 memerlukan paling sedikit 16 pulsa clock untuk memproses data yang baru saja diterima. Selama AT89C51 mengerjakan instruksi di baris 15..17, ALE yang menjadi sumber clock bagi SED1200 sudah mengeluarkan lebih dari 16 pulsa, sehingga saat keluar dari sub-rutin SED1200 sudah siap menerima data lagi. (1 instruksi DJNZ = 4 pulsa ALE) Potongan Program 1 Sub-rutin dasar untuk mengirim data ke SED1200 01: KirimPerintah: 02: MOV DPTR,#$E000 ; A0=0 : Command mode 03: SJMP OutByte 04: ; 05: KirimASCII: 06: MOV DPTR,#$E001 ; A0=1 : Character mode 07: OutByte: 08: PUSH A ; simpan dulu 09: SWAP A ; A0..A3 dan A4..A7 tukar tempat 10: ACALL OutNibble ; outputkan A4..A7 11: POP A ; ambil kembali simpanan 12: ACALL OutNibble ; outputkan A0..A3 13: 14: ***** Tunggu selama minimal 16 pulsa ALE 15: MOV R6,#4 16: Tunggu16ALE: 17: DJNZ R6,Tunggu16ALE ; 4 ALE setiap instruksi DJNZ 18: RET 19: ; Nibble adalah setengah Byte 20: OutNibble: 21: MOVX @DPTR,A ; kirim ke SED1200 22: RET Interface ke AT89C2051 AT89C2051 adalah AT89C51 yang disederhanakan menjadi mikrokontroler yang hanya berkaki 20, penyederhanaan itu mengakibatkan AT89C2051 tidak punya kaki-kaki DB0..DB7, P2.0..P27, WR, RD dan ALE dan berapa kaki lainnya, selain itu instruksi MOVX @DPTR,A tidak bisa dipakai, dengan demikian rangkaian Gambar 2 sama sekali tidak bisa dipakai untuk AT89C2051, sebagai gantinya dibuat rangkaian Gambar 3, dalam rangkaian ini DB0..DB3 dan WR digantikan dengan Port 1 dan fungsi kerjanya disimulasikan lewat program. Kaki CLK SED1200 dihubungkan dengan kaki P1.7 AT89C2051, pulsa yang diperlukan SED1200 untuk memproses data yang diterima dibangkitkan dengan program, tidak perlu disediakan rangkaian khusus untuk membangkitkan clock. Potongan Program 2 merupakan sub-rutin untuk mengendalikan SED1200 yang dihubungkan ke AT89C2051 seperti terlihat di Gambar 3, sebelum memakai kedua sub-rutin ini, data yang akan dikirim ke SED1200 sudah harus disiapkan di Akumulator A. Perbedaan sub-rutin KirimPerintah dan KirimASCII terletak pada nilai A0 pada saat sub-rutin itu bekerja. Sub-rutin KirimPerintah bekerja dengan A0=‘0’ (baris 7), data yang dikirim AT89C2051 diterima SED1200 sebagai perintah untuk mengatur kerja SED1200. Sub-rutin KirimASCII bekerja dengan A0=‘1’ (baris 11), data yang dikirim AT89C2051 diterima SED1200 sebagai kode ASCII yang akan ditampilkan Sepanjang proses pengiriman data CS diaktipkan dengan level tegangan ‘0’ yang dilakukan di baris 13 dan di-nonaktip-kan kembali di baris 19. Data di Akumulator A dikirimkan setengah byte demi setengah byte sebanyak dua kali, pertama dikirim .A7 (baris 15 dan 16) kemudian dikirim A0..A3 (baris 17 dan 18). Mengingat AT89C2051 tidak punya sinyal ALE, sebagai gantinya dibaris 22 sampai dengan 25 dibangkitkan 16 pulsa clock yang dibutuhkan oleh CLK 16 pulsa ini dibangkitkan setelah A.0..A.3 dikirimkan ke SED1200, keluar dari sub-rutin ini SED1200 sudah siap menerima data lagi. Baris 29 sampai 36 Potongan Program 2 mensimulasikan baris 21 Potongan Program 1, di baris 29 kaki WR SED1200 di-nol-kan, baris 30 sampai 35 mengirimkan .A3 ke DB0..DB3 (P1.0..P1.3) tanpa merubah sinyal-sinyal lain yang sudah berada di Port 1. Di baris 36 WR dikembalikan ke ‘1’, saat itulah informasi di DB0..DB3 diambil oleh SED1200. Potongan Program 2 AT89C2051 dengan SED1200 01: Write bit P1.4 02: A0 bit P1.5 03: CS bit P1.6 04: CLK bit P1.7 05: 06: KirimPerintah: 07: CLR A0 ; A0=0 : Command mode 08: SJMP OutByte 09: ; 10: KirimASCII: 11: SETB A0 ; A0=1 : Character mode 12: OutByte: 13: CLR CS ; selama proses ini CS=’0’ 14: PUSH A ; simpan dulu 15: SWAP A ; A0..A3 dan A4..A7 tukar tempat 16: ACALL OutNibble ; outputkan A4..A7 17: POP A ; ambil kembali simpanan 18: ACALL OutNibble ; outputkan A0..A3 19: SETB CS ; proses selesai, CS kembali = ‘1’ 20: 21: ***** Membuat 16 pulsa CLK 22: MOV R6,#32 23: Buat16CLK: 24: CPL CLK ; CLK dibalik, ‘0’->’1’ dan ‘1’->’0’ 25: DJNZ R6,Buat16CLK ;sebanyak 32 kali 26: RET 27: ; 28: OutNibble: 29: CLR Write ; ‘0’-kan dulu kaki WR SEED1200 30: ANL A,#$0F ; hanya A.0..A3 yang dipakai 31: MOV R6,A ; simpan dulu 32: MOV A,P1 ; ambil nilai yang sudah ada di P1 33: ANL A,#$F0 ; pertahankan nilai A.4..A.7 34: ORL A,R6 ; gabungkan dengan simpanan A.0..A.3 35: MOV P1,A ; siapkan ke SED1200 36: SETB Write ; data diambil SED1200 37: RET Mengatur Tampilan LCD SED1200 SED1200 mempunyai seperangkat perintah untuk mengatur tata kerjanya, perangkat perintah tersebut terlihat dalam Tabel 1. SED1200 merupakan tampilan LCD 1 baris yang bisa menampilkan 20 huruf, meskipun demikian dalam chip SED1200 tampilan ini disusun sebagai tampilan LCD 2 baris dan masing-masing baris terdiri dari 10 huruf. Tampilan ini bisa di-nyala/padamkan dengan kelompok perintah Display On/Off. Kelompok perintah Line Select dipakai untuk menentukan banyaknya baris yang akan dipakai. Sedangkan kelompok perintah Cursor Address dipakai untuk memilih baris tampilan yang dipakai. Perintah-perintah pengaturan cursor terdiri atas Cursor On/Off, Cursor Font yang dipakai untuk menentukan bentuk cursor, bisa berupa garis bawah atau satu blok titik. Cursor Blink dipakai untuk menentukan apakah cursor ber-kedip sedangkan Cursor Direction dipakai untuk menentukan arah gerak cursor, ke kanan atau ke kiri. Untuk memudahkan pembuatan program, Tabel 1 ditulis dalam format assembler seperti terlihat dalam Potongan Program 3. Dengan adanya tabel dalam Potongan Program 3 tersebut, selanjutnya untuk mengatur SED1200 tidak perlu lagi menulis kombinasi 0 dan 1 seperti terlihat di Tabel 1, tapi cukup menulis sebagai berikut: MOV A,#ResetSED1200 LCALL KirimPerintah .. .. .. Potongan Program dibentuk dengan Assembler Directive EQU, artinya hanya sekedar ‘pemberitahuan’ pada assembler bahwa selanjutnya kalau menjumpai kata SystemRest anggaplah sebagai bilangan biner 00010000 dan lain sebagainya. Susunan program seperti ini, sama sekali tidak menempati memori microcontroller. Potongan Program 3 Daftar Perintah Pengatur SED1200 01: ResetSED1200 EQU %00010000 02: ; 03: Tampilan1Baris EQU %00010010 04: Tampilan2Baris EQU %00010011 05: ; 06: DisplayOff EQU %00001100 07: DisplayOn EQU %00001101 08: ; 09: TanpaCursor EQU %00001110 10: PakaiCursor EQU %00001111 11: ; 12: GarisBawah EQU %00001000 13: Blok EQU %00001001 14: ; 15: TidakKedip EQU %00001010 16: Berkedip EQU %00001011 17: ; 18: CursorKeKanan EQU %00000100 19: CursorKeKiri EQU %00000101 20: ; 21: KeBarisSatu EQU %10000000 22: KeBarisDua EQU %11000000 Tata kerja SED1200 harus ditentukan terlebih dulu sebelum tampilan itu dipakai, Potongan Program 4 merupakan contoh persiapan pemakaian SED1200. Baris 3 dan 4 adalah baris yang harus ditambahkan jika SED1200 dirangkai dengan AT89C2051 seperti Gambar 2 dan dikendalikan dengan Potongan Program 2. Kedua baris ini menentukan keadaan awal sinyal Write dan CS, harus =’1’. Perintah pertama yang harus diberikan adalah ResetSED1200 (baris 6 dan 7), perintah-perintah lain diberikan sesuai dengan kebutuhan, tapi perintah DisplayOn pada baris 19 dan 20 harus ada. Potongan Program 4 Mempersiapkan tata kerja SED1200 01: ; ***** Initialize EPSON SED1200 LCD Module 02: SiapkanSED1200: 03: SETB Write ; level tegangan baku 04: SETB CS 05: 06: MOV A,#ResetSED1200 07: ACALL KirimPerintah 08: MOV A,#Tampilan2Baris 09: ACALL KirimPerintah 10: 11: MOV A,#KeBarisSatu 12: ACALL KirimPerintah 13: MOV A,#GarisBawah 14: ACALL KirimPerintah 15: MOV A,#PakaiCursor 16: ACALL KirimPerintah 17: MOV A,#Berkedip 18: ACALL KirimPerintah 19: MOV A,#DisplayOn 20: ACALL KirimPerintah 21: RET Potongan-potongan Program di atas berisi perangkat program untuk mengendalikan LCD SED1200 dengan AT89C51 sesuai dengan Gambar.
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.
Operasi Bit Dengan MCS51 Operasi Bit Dengan MCS51 Pada umumnya mikrokontroler mengolah data 8 bit sekali gus, misalnya mengisi akumulator dengan data 8 bit sekali gus, isi akumulator yang 8 bit dijumlahkan dengan isi memori yang 8 bit dan lain sebagainya. MCS51 dilengkapi kemampuan mengolah data per bit, untuk keperluan ini bit Carry dalam PSW diperlakukan sebagai ‘akumulator bit’, dan dilengkapi dengan beberapa instruksi khusus untuk operasi Boolean. Objek Operasi Bit Seperti sudah dibahas dibagian depan, memori-data nomor $20 sampai $2F bisa dipakai menampung informasi dalam level bit. Setiap byte memori di daerah ini bisa menampung 8 bit informasi yang masing-masing dinomori tersendiri, misalkan bit 0 dari memori-data nomor $20 bisa disebut sebagai bit nomor 0, bit 1 memori-data nomor $20 disebut sebagai bit nomor 1… seterusnya bit 0 dari memori-data nomor $21 disebut sebagai bit nomor 8, bit 7 memori-data nomor $21 disebut sebagai bit nomor 15 dan seterusnyanya. Dengan demikian memori-data nomor $20 sampai dengan nomor $2F sebanyak 16 byte memori bisa dipakai untuk menyimpan 128 bit (16 x 8 bit) data Boolean yang dinomori dengan bit nomor $00 sampai $7F. Di samping itu, operasi bit bisa pula belaku di memori-data nomor $80 sampai dengan $FF yang biasa disebut sebagai Special Function Register (SFR). Hanya SFR dengan nomor memori-data yang diakhiri dengan angka heksa-desimal 0 atau 8 yang bisa dipakai untuk operasi bit, bit pada memori-data daerah ini sebanyak 128 bit, mendapat nomor dari $80 sampai dengan $FF. Secara keseluruhan operasi bit bisa diberlakukan pada 256 lokasi bit seperti terlihat dalam Gambar 1. Operasi bit yang bisa ditangani oleh MCS51 antara lain mencakup : pemberian nilai pada data biner 1 bit, perpindahan data 1 bit, operasi logika 1 bit meliputi operasi AND, OR dan NOT, pengujian nilai data biner 1 bit. Pemberian Nilai Data Biner Untuk keperluan ini disediakan 2 instruksi, yakni SETB (Set Bit) dipakai memberi nilai ‘1’ pada data biner 1 bit, dan CLR (Clear Bit) dipakai memberi nilai ‘0’ pada data biner 1 bit. Contoh pemakaian instruksi ini sebagai berikut : SETB ACC.0 SETB $E0 CLR P1.1 CLR $90 Instruksi SETB ACC.0 di atas membuat bit 0 dari akumulator (ACC.0) bernilai ‘1’, tapi mengingat nomor bit dari bit 0 akumulator adalah $E0 (lihat Gambar 1), maka hasil kerja kedua instruksi SETB di atas adalah sama. Demikian pula dengan kedua instruksi CLR berikutnya, instruksi-instruksi ini akan mengakibatkan P1.1 bernilai ‘0’. Di samping itu perlu pula diingat, P1.1 terhubung ke kaki IC MCS51, jadi hasil kerja operasi SETB maupun CLR pada P0, P1, P2 dan P3 bisa langsung terukur dengan volt meter, atau operasi-operasi ini bisa langsung dipakai men-on/off-kan rangkaian di luar IC MCS51. Perpindahan Data Biner Dalam operasi bit, bit Carry di dalam Program Status Word (PSW, nomor $D0) diperlakukan sebagai akumulator. 256 data dalam level bit dalam MCS51, bisa dipindahkan dari satu posisi ke posisi yang lain, permindahan ini dilakukan dengan bantuan bit Carry yang mempunyai sifat sebagai ‘akumulator bit’. Contoh permindahan data level bit ini bisa dilakukan sebagai berikut : MOV C,P1.1 MOV P1.0,C 2 instruksi di atas akan meng-copy-kan tegangan pada kaki Port 1 bit 1 ke kaki Port 1 bit 0, dengan demikian tegangan pada kedua kaki IC MCS51 itu akan sama. Seluruh 256 bit data yang dibahas di atas, bisa dipindah-pindahkan dengan instruksi ini. Operasi Logika Operasi logika pada umumnya mencakup empat hal, yaitu operasi AND, operasi OR, operasi EX-OR dan operasi NOT. MCS51 hanya bisa melaksanakan tiga jenis operasi logika yang ada, yakni intruksi ANL (AND Logical) untuk operasi AND instruksi ORL (OR Logical) untuk operasi OR, CPL (Complement bit) untuk operasi NOT. Bit Carry pada PSW diperlakukan sebagai ‘akumulator bit’, dengan demikian operasi AND dan operasi OR dilakukan antara bit yang tersimpan pada bit Carry dengan salah satu dari 256 bit data yang dibahas di atas. Contoh dari instruksi-instruksi ini adalah : ANL C,P1.1 ANL C,/P1.2 Instruksi ANL C,P1.1 meng-AND-kan nilai pada bit Carry dengan nilai Port 1 bit 1 (P1.1), dan hasil operasi tersebut ditampung pada bit Carry. Instruksi ANL C,/P1.1 persis sama dengan instruksi sebelumnya, hanya saja sebelum di-AND-kan, nilai P1.1 dibalik (complemented) lebih dulu, jika nilai P1.1=‘0’ maka yang di-AND-kan dengan bit Carry adalah ‘1’, demikian pula sebaliknya. Hal serupa berlaku pada instruksi ORL. Instruksi CPL dipakai untuk membalik (complement) nilai semua 256 bit data yang dibahas di atas. Misalnya : CPL C CPL P1.0 CPL C akan membalik nilai biner dalam bit Carry (jangan lupa bit Carry merupakan salah satu bit yang ada dalam 256 bit yang dibahas di atas, yakni bit nomor $E7 atau PSW.7). Pengujian Nilai Boolean Pengujian Nilai Boolean dilakukan dengan instruksi JUMP bersyarat, ada 5 instruksi yang dipakai untuk keperluan ini, yakni instruksi JB (JUMP if bit set), JNB (JUMP if bit Not Set), JC (JUMP if Carry Bit set), JNC (JUMP if Carry Bit Not Set) dan JBC (JUMP if Bit Set and Clear Bit). Dalam instruksi JB dan JNB, salah satu dari 256 bit yang ada akan diperiksa, jika keadaannya (false atau true) memenuhi syarat, maka MCS51 akan menjalankan instruksi yang tersimpan di memori-program yang dimaksud. Alamat memori-program dinyatakan dengan bilangan relatip terhadap nilai Program Counter saat itu, dan cukup dinyatakan dengan angka 1 byte. Dengan demikian instruksi ini terdisi dari 3 byte, byte pertama adalah kode operasinya ($29 untuk JB dan $30 untuk JNB), byte kedua untuk menyatakan nomor bit yang harus diuji, dan byte ketiga adalah bilangan relatip untuk instruksi tujuan. Contoh pemakaian instruksi JB dan JNB sebagai berikut : JB P1.1,$ JNB P1.1,$ Instruksi-instruksi di atas memantau kedaan kaki IC MCS51 Port 1 bit 1. Instruksi pertama memantau P1.1, jika P1.1 bernilai ‘1’ maka MCS51 akan mengulang instruksi ini, (tanda $ mempunyai arti jika syarat terpenuhi kerjakan lagi instruksi bersangkutan). Instruksi berikutnya melakukan hal sebaliknya, yakni selama P1.1 bernilai ‘0’ maka MCS51 akan tertahan pada instruksi ini. Bit Carry merupakan bit yang banyak sekali dipakai untuk keperluan operasi bit, untuk menghemat pemakaian memori-program disediakan 2 instruksi yang khusus untuk memeriksa keadaan bit Carry, yakni JC dan JNC. Karena bit akan diperiksa sudah pasti, yakni bit Carry, maka instruksi ini cukup dibentuk dengan 2 byte saja, dengan demikian bisa lebih menghemat memori program. JC Periksa JB PSW.7,Periksa Hasil kerja kedua instruksi di atas sama, yakni MCS51 akan JUMP ke Periksa jika ternyata bit Carry bernilai ‘1’ (ingat bit Carry sama dengan PSW bit 7). Meskipun sama tapi instruksi JC Periksa lebih pendek dari instruksi JB PSW.7,Periksa, instruksi pertama dibentuk dengan 2 byte dan instruksi yang kedua 3 byte. Instruksi JBC sama dengan instruksi JB, hanya saja jika ternyata bit yang diperiksa memang benar bernilai ‘1’, selain MCS51 akan JUMP ke instruksi lain yang dikehendaki MCS51 akan me-nol-kan bit yang baru saja diperiksa. Pemakaian Instruksi Operasi Bit Dengan ingtruksi-instruksi operasi bit yang ada, MCS51 bisa dipakai untuk mengimplementasi fungsi Boolean secara langsung, sebagai contoh persamaan Boolean berikut diimplementasikan dengan instruksi-instruksi MCS51. Q = ( U· ( V + W )) + ( X·/Y ) + /Z (Catatan : /Y artinya not Y dan /Z artinya not Z). Misalkan U V W X Y dan Z masing-masing adalah besaran Boolean yang dimasukkan ke kaki Port 1 bit 0 sampai dengan 5, sedangkan Q merupakan besaran Boolean yang ditampilkan di Port 3 bit 0, seperti terlihat dalam Gambar 2 berikut. Dalam Potongan Program baris 1 sampai dengan 7, P1.0 P1.1 dan lainnya dinyatakan sebagai data bit dengan nama U, V dan selanjutnya, penamaan ini menggunakan perintah khusus untuk assembeler (Assembler Directive) BIT, hanya nama-nama yang dibentuk dengan assembler-directive BIT yang bisa dipakai untuk operasi bit. Selamat belajar, semoga uraian singkat tentang "Operasi Bit Dengan MCS51" mudah dipahami.
Sistem Interupsi MCS51 Sistem Interupsi MCS51 Meskipun memerlukan pengertian yang lebih mendalam, pengetahuan mengenai interupsi sangat membantu mengatasi masalah pemrograman mikroprosesor/mikrokontroler dalam hal menangani banyak peralatan input/output. Pengetahuan mengenai interupsi tidak cukup hanya dibahas secara teori saja, diperlukan contoh program yang konkrit untuk memahami. Saat kaki RESET pada IC mikroprosesor/mikrokontroler menerima sinyal reset (pada MCS51 sinyal tersebut berupa sinyal ‘1’ sesaat, pada prosesor lain umumnya merupakan sinyal ‘0’ sesaat), Program Counter diisi dengan sebuah nilai. Nilai tersebut dinamakan sebagai vektor reset (reset vector), merupakan nomor awal memori-program yang menampung program yang harus dijalankan. Pembahasan di atas memberi gambaran bahwa proses reset merupakan peristiwa perangkat keras (sinyal reset diumpankan ke kaki Reset) yang dipakai untuk mengatur kerja dari perangkat lunak, yakni menentukan aliran program prosesor (mengisi Program Counter dengan vektor reset). Program yang dijalankan dengan cara reset, merupakan program utama bagi prosesor. Peristiwa perangkat keras yang dipakai untuk mengatur kerja dari perangkat lunak, tidak hanya terjadi pada proses reset, tapi terjadi pula dalam proses interupsi. Dalam proses interupsi, terjadinya sesuatu pada perangkat keras tertentu dicatat dalam flip-flop khusus, flip-flop tersebut sering disebut sebagai ‘petanda’ (flag), catatan dalam petanda tersebut diatur sedemikian rupa sehingga bisa merupakan sinyal permintaan interupsi pada prosesor. Jika permintaan interupsi ini dilayani prosesor, Program Counter akan diisi dengan sebuah nilai. Nilai tersebut dinamakan sebagai vektor interupsi (interrupt vector), yang merupakan nomor awal memori-program yang menampung program yang dipakai untuk melayani permintaan interupsi tersebut. Program yang dijalankan dengan cara interupsi, dinamakan sebagai program layanan interupsi (ISR - Interrupt Service Routine). Saat prosesor menjalankan ISR, pekerjaan yang sedang dikerjakan pada program utama sementara ditinggalkan, selesai menjalankan ISR prosesor kembali menjalankan program utama, seperti yang digambarkan dalam Gambar 1. Sebuah prosesor bisa mempunyai beberapa perangkat keras yang merupakan sumber sinyal permintaan interupsi, masing-masing sumber interupsi dilayani dengan ISR berlainan, dengan demikian prosesor mempunyai beberapa vektor interupsi untuk memilih ISR mana yang dipakai melayani permintaan interupsi dari berbagai sumber. Kadang kala sebuah vektor interupsi dipakai oleh lebih dari satu sumber interupsi yang sejenis, dalam hal semacam ini ISR bersangkutan harus menentukan sendiri sumber interupsi mana yang harus dilayani saat itu. Jika pada saat yang sama terjadi lebih dari satu permintaan interupsi, prosesor akan melayani permintaan interupsi tersebut menurut perioritas yang sudah ditentukan, selesai melayani permintaan interupsi perioritas yang lebih tinggi, prosesor melayani permintaan interupsi berikutnya, baru setelah itu kembali mengerjakan program utama. Saat prosesor sedang mengerjakan ISR, bisa jadi terjadi permintaan interupsi lain, jika permintaan interupsi yang datang belakangan ini mempunyai perioritas lebih tinggi, ISR yang sedang dikerjakan ditinggal dulu, prosesor melayani permintaan yang perioritas lebih tinggi, selesai melayani interupsi perioritas tinggi prosesor meneruskan ISR semula, baru setelah itu kembali mengerjakan program utama. Hal ini dikatakan sebagai interupsi bertingkat (nested interrupt), tapi tidak semua prosesor mempunyai kemampuan melayani interupsi secara ini. Sumber Interupsi MCS51 Seperti terlihat dalam Gambar 2, AT89C51 mempunyai 6 sumber interupsi, yakni Interupsi External (External Interrupt) yang berasal dari kaki INT0 dan INT1, Interupsi Timer (Timer Interrupt) yang berasal dari Timer 0 maupun Timer 1, Interupsi Port Seri (Serial Port Interrupt) yang berasal dari bagian penerima dan bagian pengirim Port Seri. Di samping itu AT89C52 mempunyai 2 sumber interupsi lain, yakni Interupsi Timer 2 bersumber dari Timer 2 yang memang tidak ada pada AT89C51. Bit IE0 (atau bit IE1) dalam TCON merupakan petanda (flag) yang menandakan adanya permintaan Interupsi Eksternal. Ada 2 keadaan yang bisa meng-aktip-kan petanda ini, yang pertama karena level tegangan ‘0’ pada kaki INT0 (atau INT1), yang kedua karena terjadi transisi sinyal ‘1’ menjadi ‘0’ pada kaki INT0 (atau INT1). Pilihan bentuk sinyal ini ditentukan lewat bit IT0 (atau bit IT1) yang terdapat dalam register TCON. Kalau bit IT0 (atau IT1) =’0’ maka bit IE0 (atau IE1) dalam TCON menjadi ‘1’ saat kaki INT0=’0’. Kalau bit IT0 (atau IT1) =’1’ maka bit IE0 (atau IE1) dalam TCON menjadi ‘1’ saat terjadi transisi sinyal ‘1’ menjadi ‘0’ pada kaki INT0. Menjelang prosesor menjalankan ISR dari Interupsi Eksternal, bit IE0 (atau bit IE1) dikembalikan menjadi ‘0’, menandakan permintaan Interupsi Eksternal sudah dilayani. Namun jika permintaan Interupsi Ekternal terjadi karena level tegangan ‘0’ pada kaki IT0 (atau IT1), dan level tegangan pada kaki tersebut saat itu masih =’0’ maka bit IE0 (atau bit IE1) akan segera menjadi ‘1’ lagi! Bit TF0 (atau bit TF1) dalam TCON merupakan petanda (flag) yang menandakan adanya permintaan Interupsi Timer, bit TF0 (atau bit TF1) menjadi ‘1’ pada saat terjadi limpahan pada pencacah biner Timer 0 (atau Timer 1). Menjelang prosesor menjalankan ISR dari Interupsi Timer, bit TF0 (atau bit TF1) dikembalikan menjadi ‘0’, menandakan permintaan Interupsi Timer sudah dilayani. Interupsi port seri terjadi karena dua hal, yang pertama terjadi setelah port seri selesai mengirim data 1 byte, permintaan interupsi semacam ini ditandai dengan petanda (flag) TI=’1’. Yang kedua terjadi saat port seri telah menerima data 1 byte secara lengkap, permintaan interupsi semacam ini ditandai dengan petanda (flag) RI=’1’. Petanda di atas tidak dikembalikan menjadi ‘0’ menjelang prosesor menjalankan ISR dari Interupsi port seri, karena petanda tersebut masih diperlukan ISR untuk menentukan sumber interupsi berasal dari TI atau RI. Agar port seri bisa dipakai kembali setelah mengirim atau menerima data, petanda-petanda tadi harus di-nol-kan lewat program. Petanda permintaan interupsi (IE0, TF0, IE1, TF1, RI dan TI) semuanya bisa di-nol-kan atau di-satu-kan lewat instruksi, pengaruhnya sama persis kalau perubahan itu dilakukan oleh perangkat keras. Artinya permintaan interupsi bisa diajukan lewat pemrograman, misalnya permintaan interupsi eksternal IT0 bisa diajukan dengan instruksi SETB IE0. Mengaktipkan Interupsi Semua sumber permintaan interupsi yang di bahas di atas, masing-masing bisa di-aktip-kan atau di-nonaktip-kan secara tersendiri lewat bit-bit yang ada dalam register IE (Interrupt Enable Register). Bit EX0 dan EX1 untuk mengatur interupsi eksternal INT0 dan INT1, bit ET0 dan ET1 untuk mengatur interupsi timer 0 dan timer 1, bit ES untuk mengatur interupsi port seri, seperti yang digambarkan dalam Gambar 2. Di samping itu ada pula bit EA yang bisa dipakai untuk mengatur semua sumber interupsi sekali gus. Setelah reset, semua bit dalam register IE bernilai ‘0’, artinya sistem interupsi dalam keadaan non-aktip. Untuk mengaktipkan salah satu sistem interupsi, bit pengatur interupsi bersangkutan diaktipkan dan juga EA yang mengatur semua sumber interupsi. Misalnya instruksi yang dipakai untuk mengaktipkan interupsi ekternal INT0 adalah SETB EX0 disusul dengan SETB EA. Vektor Interupsi Saat MCS51 menanggapi permintaan interupsi, Program Counter diisi dengan sebuah nilai yang dinamakan sebagai vektor interupsi, yang merupakan nomor awal dari memori-program yang menampung ISR untuk melayani permintaan interupsi tersebut. Vektor interupsi itu dipakai untuk melaksanakan inststuksi LCALL yang diaktipkan secara perangkat keras. Vektor interupsi untuk interupsi eksternal INT0 adalah $0003, untuk interupsi timer 0 adalah $000B, untuk interupsi ekternal INT1 adalah $0013, untuk interupsi timer 1 adalah $001B dan untuk interupsi port seri adalah $0023. Jarak vektor interupsi satu dengan lainnya sebesar 8, atau hanya tersedia 8 byte untuk setiap ISR. Jika sebuah ISR memang hanya pendek saja, tidak lebih dari 8 byte, maka ISR tersebut bisa langsung ditulis pada memori-program yang disediakan untuknya. ISR yang lebih panjang dari 8 byte ditulis ditempat lain, tapi pada memori-program yang ditunjuk oleh vektor interupsi diisikan instruksi JUMP ke arah ISR bersangkutan. Tingkatan Perioritas Interupsi Masing-masing sumber interupsi bisa ditempatkan pada dua tingkatan perioritas yang berbeda. Pengaturan tingkatan perioritas isi dilakukan dengan bit-bit yang ada dalam register IP (Interrupt Priority). Bit PX0 dan PX1 untuk mengatur tingkatan perioritas interupsi eksternal INT0 dan INT1, bit PT0 dan PT1 untuk mengatur interupsi timer 0 dan timer 1, bit PS untuk mengatur interupsi port seri, seperti yang digambarkan dalam Gambar 2. Setelah reset, semua bit dalam register IP bernilai ‘0’, artinya semua sumber interupsi ditempatkan pada tingkatan tanpa perioritas. Masing-masing sumber interupsi bisa ditempatkan pada tingkatan perioritas utama dengan cara men-‘satu’-kan bit pengaturnya. Misalnya interupsi timer 0 bisa ditempatkan pada tingkatan perioritas utama dengan instruksi SETB PT1. Sebuah ISR untuk interupsi tanpa perioritas bisa diinterupsi oleh sumber interupsi yang berada dalam tingkatan perioritas utama. Tapi interupsi yang berada pada tingkatan perioritas yang sama, tidak dapat saling meng-interupsi. Jika 2 permintaan interupsi terjadi pada saat yang bersamaan, sedangkan kedua interupsi tersebut terletak pada tingkatan perioritas yang berlainan, maka interupsi yang berada pada tingkatan perioritas utama akan dilayani terlebih dulu, setelah itu baru melayani interupsi pada tingkatan tanpa perioritas. Jika kedua permintaan tersebut bertempat pada tingkatan perioritas yang sama, perioritas akan ditentukan dengan urutan sebagai berikut : interupsi eksternal INT0, interupsi timer 0, interupsi ekternal INT1, interupsi timer 1 dan terakhir adalah interupsi port seri. Bagan Lengkap Sistem Interupsi MCS51 Meskipun sistem interupsi MCS51 termasuk sederhana dibandingkan dengan sistem interupsi MC68HC11 buatan Motorola, tapi karena menyangkut 5 sumber interupsi yang masing-masing harus diatur secara tersendiri, tidak mudah untuk mengingat semua masalah tersebut, terutama pada saat membuat program sering dirasakan sangat merepotkan membolak-balik buku untuk mengatur masing-masing sumber interupsi tersebut. Gambar 2 menggambarkan sistem interupsi MCS51 selangkapnya, berikut dengan masing-masing bit dalam register-register SFR (Special Function Register) yang dipakai untuk mengatur masing-masing sumber interupsi. Saklar yang digambarkan dalam Gambar 2 mewakili bit dalam register yang harus diatur untuk mengendalikan sumber interupsi, kotak bergambar bendera kecil merupakan flag (petanda) dalam register yang mencatat adanya permintaan interupsi dari masing-masing sumber interupsi. Kedudukan saklar dalam gambar tersebut menggambarkan kedudukan awal setelah MCS51 di-reset. Gambar ini sangat membantu saat penulisan program menyangkut interupsi MCS51. Pedoman Pembuatan ISR Layanan interupsi oleh MCS51 dilakukan dengan menjalankan program setara dengan LCALL mulai dari memori-program yang ditunjuk oleh vektor interupsi, sampai MCS51 menjumpai instruksi RETI (Return from Interrupt). Intstruksi RETI memberitahu MCS51 bahwa ISR sudah selesai dikerjakan, kemudian mengambil kembali isi Program Counter yang sebelumnya disimpan ke dalam Stack. Dengan demikian MCS51 akan melanjutkan kembali pekerjaan di program utama yang ditinggal untuk melayani interupsi. Instruksi RET memang bisa dipakai untuk meninggalkan ISR dan melanjutkan kerja program utama. Tapi RET tidak bisa menghentikan proses interupsi, akibatnya sebelum menjumpai instruksi RETI, MCS51 tidak akan melayani permintaan interupsi yang lain. Untuk menjelaskan pembuatan program interupsi, diperlukan program lengkap yang bisa berfungsi penuh, tapi ukuran program tersebut harus kecil sehingga bisa memberi gambaran jelas tentang interupsi. Untuk keperluan penjelasan ini, dipakai rangkaian AT89C2051 pada Gambar 3. Dengan program yang akan dibahas rangkaian ini bisa membangkitkan gelombang kotak pada kaki P1.7 (kaki nomor 19), dalam contoh kedua frekuensi gelombang kotak yang dibangkitkan bisa ditentukan dengan mengatur lebar pulsa Pembangkit Gelombang Kotak 2000 Hz Pembangkit gelombang kotak 2000 Hz ini merupakan contoh pembuatan sistem interupsi yang sangat sederhana, hanya menggunakan rangkaian baku AT89C2051 seperti terlihat dalam Gambar 3. Yakni hanya memakai U1 AT89C2051 berikut dengan rangkaian osilator kristal yang dibentuk dengan C1, C2 dan Y1 (kristal 12 MHz), serta rangkaian reset yang terdiri dari C3 dan R3. Sinyal gelombang kotak dibangkitkan pada kaki P1.7 (kaki nomor 19). Program 1 yang hanya 18 baris merupakan program lengkap pembangkit gelombang kotak 2000 Hz ini. Setelah program di-assembly, program-objek hasil kerja assembler diisikan ke Flash PEROM AT89C2051 dengan menggunakan AT89C2051 Flash PEROM Programmer. Program ini memakai interupsi timer 0 yang diatur sedemikian rupa, sehingga timer 0 menginterupsi AT89C2051 setiap 250 mikro-detik. Saat terjadi interupsi, nilai pada P1.7 dibalik, jika P1.7 bernilai ‘0’ akan dibalik menjadi ‘1’ dan sebaliknya jika bernilai ‘1’ dibalik menjadi ‘0’. Dengan demikian pada kaki P1.7 akan timbul gelombang kotak yang periodenya 2x250 = 500 mikro-detik (atau frekuensinya sama dengan 1/500 mikro-detik = 2000 Hz). Program 1 : Pembangkit Gelombang Kotak 2000 Hz Clock bit P1.7 ; Clock dihasilkan pada P1.7 ; ORG $0000 ; Vektor Reset LJMP Start ; ORG $000B ; Vektor interupsi Timer 0 CPL Clock ; membalik nilai P1.7 RETI ; Start: MOV TMODE,#$02 ; Timer 0 bekerja pada mode 2 MOV TH0,#-250 ; setiap 250 mikro-detik interupsi sekali SETB ET0 ; Aktipkan sistem interupsi Timer 0 SETB EA ; Aktipkan sistem interupsi MCS51 SETB TR0 ; aktipkan Timer 0 TanpaHenti: SJMP TanpaHenti ; berputar tanpa henti di sini END Baris 01 pada program menentukan yang dinamakan sebagai Clock (yakni tempat gelombang kotak dibangkitkan) diletakkan pada P1.7, cara semacam ini merupakan cara umum dan praktis dipakai untuk memberi nama lain pada kaki-kaki port parallel MCS51, agar program yang ditulis lebih enak dibaca, seperti terlihat pada baris 07. Baris 03 menentukan agar program yang dibangkitkan assembler diletakkan pada memori-program nomor $0000, yakni lokasi pada memori-program yang ditunjuk oleh vektor reset. Instruksi pada memori-program nomor $0000 adalah LJMP Start (baris 04), yakni mengalihkan program yang harus dikerjakan pada saat reset ke memori-program yang ditandai dengan label Start (baris 10). Baris 06 menentukan memori-program berikutnya yang dipakai adalah nomor $000B, yakni lokasi pada memori-program yang ditunjuk oleh vektor interupsi Timer 0. Program Layanan Interupsi (ISR – Interrupt Service Routine) untuk interupsi Timer 0 ini sangat sederhana, hanya sekedar membalik nilai Clock (P1.7) pada baris 07 dan kemudian mengakhiri ISR dengan istruksi RETI pada baris 08. Baris 10 dan berikutnya merupakan program utama. Baris 11 sampai 15 mempersiapkan kerja dari AT89C2051, setelah itu AT89C2051 hanya berputar-putar terus pada baris 16 dan 17, tanpa mengerjakan hal yang lain. Selama AT89C2051 berputar-putar pada baris 16 dan 17, setiap 250 mikro-detik sekali Timer 0 menginterupsi AT89C2051, sehingga AT89C2051 menjalankan ISR pada baris 07 dan 08 untuk membangkitkan gelombang kotak, dan kembali berputar lagi pada baris 16 dan 17. Baris 16 dan 17 yang berputar tanpa maksud tersebut, memang dibuat agar contoh program ini sederhana, untuk mempertegas pembicaraan tentang mekanisme interupsi. Dalam sistem yang sesungguhnya, baris 16 dan 17 bisa diganti dengan program apa saja yang berdaya-guna. Baris 11 mengatur kerja dari Timer 0, instruksi MOV TMODE,#$02 mengatur Timer 0 bekerja dalam Mode 2, yakni Pencacah Biner 8 bit dengan isi ulang. Dalam hal ini Timer 0 hanya dibentuk dengan pencacah TL0 yang 8 bit, setiap kali pencacah tersebut melimpah maka TL0 akan diisi ulang dengan nilai yang disimpan dalam TH0. Baris 12 mengisi TH0 dengan nilai –250, nilai ini diisikan ke TL0 setiap kali pencacah TL0 melimpah. Pencacah TL0 merupakan pancacah naik (count up counter), karena nilai awal dari TL0 adalah –250 maka setelah menerima 250 pulsa sinyal denyut (clock) pencacah TL0 akan melimpah. Dengan kristal 12 MHz, pencacah TL0 mencacah sekali setiap 1 mikro-detik, dengan demikian Timer 0 akan menginterupsi AT89C2051 sekali setiap 250 mikro-detik. Sesuai dengan Gambar 2, baris 13 (SETB ET0) mengaktipkan permintaan interupsi timer 0 dan baris 14 (SETB EA) mengaktipkan sistem interupsi AT89C2051 secara keseluruhan. Setelah kedua instruksi ini, Timer 0 akan meng-interupsi AT89C2051 setiap kali flag (petanda) TF0 menjadi ‘1’ karena pencacah TL0 melimpah. Baris 15 (SETB TR0) mengaktipkan Timer 0, yakni menghubungkan sumber sinyal denyut (clock) ke Timer 0, setelah instruksi ini Timer 0 akan mulai bekerja dan 250 mikro-detik kemudian meng-interupsi AT89C2051. Selamat belajar, kami harap uraian singkat tentang "Sistem Interupsi MCS51" diatas mudah dipahami.

"Referensi Belajar Elektronika Online"

Menghubungkan MCS51 Ke Dunia Analog

Menghubungkan MCS51 Ke Dunia Analog

Menghubungkan MCS51 Dengan DAC0800

Menghubungkan MCS51 Dengan ADC0804

Semoga informasi tentang tata cara menghubungkan MCS51 ke dunia analog diatas mudah dipahami.

You may also like, related Menghubungkan MCS51 Ke Dunia Analog

Advertisement

Artikel Elektronika

Advertisement

Query Elektronika

Advertisement