Jenis-jenis
mikrokontroler
1.
Mikrokontroler AVR
Mikrokonktroler
Alv and Vegard’s Risc processor atau sering disingkat AVR merupakan
mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya
dikemas dalam satu siklus clock. Mikrokontroler AVR merupakan salah satu jenis
arsitektur mikrokontroler yang menjadi andalan Atmel. Arsitektur ini dirancang
memiliki berbagai kelebihan dan merupakan penyempurnaan dari arsitektur
mikrokontroler-mikrokontroler yang sudah ada.
Berbagai
seri mikrokontroler AVR telah diproduksi oleh Atmel dan digunakan di dunia
sebagai mikrokontroler yang bersifat low cost dan high performance. Di
Indonesia, mikrokontroler AVR banyak dipakai karena fiturnya yang cukup
lengkap, mudah untuk didapatkan, dan harganya yang relatif terjangkau.
Varian
Mikrokontroler AVR
Antar seri mikrokontroler AVR
memiliki beragam tipe dan fasilitas, namun kesemuanya memiliki arsitektur yang
sama, dan juga set instruksi yang relatif tidak berbeda. Tabel dibawah ini
membandingkan beberapa seri mikrokontroler AVR buatan Atmel.
Keterangan:
·
Flash adalah suatu jenis Read Only
Memory yang biasanya diisi dengan program hasil buatan manusia yang harus
dijalankan oleh mikrokontroler
·
RAM (Random Acces Memory)
merupakan memori yang membantu CPU untuk penyimpanan data sementara dan
pengolahan data ketika program sedang running
·
EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory) adalah memori untuk penyimpanan data
secara permanen oleh program yang sedang running
·
Port I/O adalah kaki untuk jalur
keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran ataupun masukan bagi program
·
Timer adalah modul dalam hardware
yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa
·
UART (Universal Asynchronous Receive
Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial
asynchronous
·
PWM (Pulse Width Modulation)
adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa
·
ADC (Analog to Digital Converter)
adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal analog dalam range tertentu untuk
kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital dalam range tertentu
·
SPI (Serial Peripheral Interface)
adalah jalur komunikasi data khusus secara serial secara serial synchronous
·
ISP (In System Programming)
adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk dapat diprogram langsung dalam
sistem rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang minimal
Arsitektur
Mikrokontroler AVR
Mikrokontroler
AVR sudah menggunakan konsep arsitektur Harvard yang memisahkan memori dan bus
untuk data dan program, serta sudah menerapkan single level pipelining. Selain
itu mikrokontroler AVR juga mengimplementasikan RISC (Reduced Instruction Set Computing) sehingga eksekusi
instruksi dapat berlangsung sangat cepat dan efisien. Salah satu seri mikrokontroler
AVR yang banyak menjadi andalan saat ini adalah tipe ATtiny2313 dan ATmega8535.
Seri ATtiny2313 banyak digunakan untuk sistem yang relatif sederhana dan
berukuran kecil. Berikut adalah feature-feature mikrokontroler seri ATtiny2313.
- Kapasitas memori Flash 2 Kbytes untuk program
- Kapasitas memori EEPROM 128 bytes untuk data
- Maksimal 18 pin I/O
- 8 interrupt
- 8-bit timer
- Analog komparator
- On-chip oscillator
- Fasilitas In System Programming (ISP)
Sedangkan
ATmega8535 banyak digunakan untuk sistem yang kompleks, memiliki input sinyal
analog, dan membutuhkan memori yang relatif lebih besar. Berikut adalah
feature-feature mikrokontroler seri ATmega8535.
- Memori Flash 8 Kbytes untuk program
- Memori EEPROM 512 bytes untuk data
- Memori SRAM 512 bytes untuk data
- Maksimal 32 pin I/O
- 20 interrupt
- Satu 16-bit timer dan dua 8-bit timer
- 8 channel ADC 10 bit
- Komunikasi serial melalui SPI dan USART
- Analog komparator
- 4 I/O PWM
Fasilitas In System Programming
(ISP)
Blok
Diagram Mikrokontroler AVR
Gambar 2.3 Bentuk fisik
Mikrokontroler ATMega8535
Berikut
adalah penjelasan fungsi tiap kaki :
A. Port A
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap
pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit).
Output buffer Port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display
LED secara langsung. Data Direction Register port A (DDRA) harus disetting
terlebih dahulu sebelum Port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin
memfungsikan pin-pin port A yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika
sebagai output. Selain itu, kedelapan pin port A juga digunakan untuk masukan
sinyal analog bagi A/D converter.
B. Port B
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap
pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit).
Output buffer Port B dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display
LED secara langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus disetting
terlebih dahulu sebelum Port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin
memfungsikan pin-pin port B yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika
sebagai output.
Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port B
Port Pin
|
Fungsi
Khusus
|
PB0
|
T0
= timer/counter 0 external counter input
|
PB1
|
T1
= timer/counter 0 external counter input
|
PB2
|
AIN0
= analog comparator positive input
|
PB3
|
AIN1
= analog comparator negative input
|
PB4
|
SS
= SPI slave select input
|
PB5
|
MOSI
= SPI bus master output / slave input
|
PB6
|
MISO
= SPI bus master input / slave output
|
PB7
|
SCK
= SPI bus serial clock
|
C. Port C
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap
pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit).
Output buffer Port C dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display
LED secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus disetting
terlebih dahulu sebelum Port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin
memfungsikan pin-pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika
sebagai output. Selain itu, dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki fungsi
alternatif sebagai oscillator untuk timer/counter 2.
D. Port D
Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap
pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit).
Output buffer Port D dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display
LED secara langsung. Data Direction Register port D (DDRD) harus disetting
terlebih dahulu sebelum Port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin
memfungsikan pin-pin port D yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika
sebagai output.
Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D
Port Pin
|
Fungsi
Khusus
|
PD0
|
RDX
(UART input line)
|
PD1
|
TDX
(UART output line)
|
PD2
|
INT0
( external interrupt 0 input )
|
PD3
|
INT1
( external interrupt 1 input )
|
PD4
|
OC1B
(Timer/Counter1 output compareB match output)
|
PD5
|
OC1A
(Timer/Counter1 output compareA match output)
|
PD6
|
ICP
(Timer/Counter1 input capture pin)
|
PD7
|
OC2
(Timer/Counter2 output compare match output)
|
E. RESET
RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika
pada pin ini diberi masukan low selama minimal 2 machine cycle maka system akan
di-reset.
F. XTAL1
XTAL1 adalah masukan ke inverting oscillator
amplifier dan input ke internal clock operating circuit.
G. XTAL2
XTAL2 adalah output dari inverting oscillator
amplifier.
H. AVcc
Avcc adalah kaki masukan tegangan bagi A/D
Converter. Kaki ini harus secara eksternal terhubung ke Vcc melalui lowpass filter.
I. AREF
AREF adalah kaki masukan referensi bagi A/D
Converter. Untuk operasionalisasi ADC, suatu level tegangan antara AGND dan
Avcc harus dibeikan ke kaki ini.
J. AGND
AGND adalah kaki untuk
analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND, kecuali jika board memiliki anlaog
ground yang terpisah.
2.
Mikrokontroler MCS-51
Mikrokonktroler
ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC (Complex Instruction Set
Computer). Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock. Mikrokontroler
MCS51 buatan Atmel terdiri dari dua versi, yaitu versi 20 kaki dan versi 40
kaki. Semua mikrokontroler ini dilengkapi dengan Flash PEROM (Programmable Eraseable Read
Only Memory) sebagai media memori-program, dan susunan kaki IC-IC
tersebut sama pada tiap versinya.
Perbedaan
dari mikrokontroler-mikrokontroler tersebut terutama terletak pada kapasitas
memori-program, memori-data dan jumlah pewaktu 16-bit.
Diagram blok Mikrokontroler MCS51 Atmel
Susunan kaki Mikrokontroler MCS51 Atmel
Fungsi-Fungsi
Kaki (Pin)
a. VCC
Kaki VCC digunakan untuk masukan
suplai tegangan.
b. GND
Kaki (pin) GND funsinya sebagai saluran ground atau pentanahan.
c. RST
Kaki RST fungsinya sebagai masukan reset. Kondisi “1”
selama 2 siklus mesin pada saatoscillator bekerja
akan me-reset mikrokontroler yang bersangkutan.
d. ALE/
Kaki ALE digunakan sebagai keluaran
ALE atau Adreess Latch Enable yang akan menghasilkan
pulsa-pulsa untuk menahan byte rendah (low byte) alamat selama mengakses memori eksternal. Kaki ini juga berfungsi sebagai
masukan pulsa program (the program pulse input) atau
selama pemrograman flash. Pada
operasi normal, ALE akan berpulsa dengan laju 1/6 dari frekuensi kristal dan
dapat digunakan sebagai pewaktuan (timing) atau
pendekatan (clocking) rangkainan eksternal.
Kaki (Program Store Enable)
merupakan sinyal baca untuk memori program eksternal. Saat
mikrokontroler MCS51 menjalankan program dari memori eksternal, akan diaktifkan dua kali per-siklus mesin,
kecuali dua aktivasi dilompati (diabaikan) saat mengakses memori data eksternal.
e. /VPP
Kaki /VPP ( Exkternal Access Enable) fungsinya sebagai kontrol
untuk mengakses memori. harus dihubungkan ke ground, jika
mikrokontroler akan mengeksekusi program dari memori eksrternal. Selain itu harus dihubungkan ke VCC jika
akan mengakses program secara internal. Kaki ini
juga berfungsi untuk menerima tegangan 12V (VPP) selama pemrograman flash, khususnya untuk tipe mikrokontroler 12V
volt.
f.
XTAL1
Kaki XTAL1 merupakan masukan untuk
penguat inverting oscillator dan
masukan untukclock internal pada
rangkaian operasi mikrokontroler.
g.
XTAL2
Kaki XTAL2 merupakan keluaran dari
rangkaian penguat inverting oscilator
PIC memungkinkan Anda untuk
mengontrol perangkat output ketika mereka dipicu
oleh sensor dan switch. Program dapat
dihasilkan dengan menggunakan diagram alurdalam perangkat lunak
komputer, yang kemudian dapat di-download ke dalam chip PIC.Mereka
dapat ditulis ulang sebanyak yang Anda inginkan. Memori jenis
ini disebut memori flash.
Sebuah mikrokontroler PIC adalah sirkuit
terpadu tunggal cukup kecil untuk muat di
telapak tangan dan
berisi memori pengolahan unit, Jam dan
sirkuit Input / Outputdalam satu unit. Sebuah mikrokontroler PIC, oleh
karena itu, sering digambarkan sebagai komputer dalam sirkuit
terpadu. Mikrokontroler PIC dapat dibeli kosong dan kemudian
diprogram dengan program kontrol
tertentu. Mikrokontroler PIC juga dapat
dibeli dengan pra-diprogram seperangkat perintah
yang memungkinkan downloadlangsung
dari kabel komputer dan mengurangi biaya
peralatan pemrograman.
ARM adalah prosesor dengan
arsitektur set instruksi 32bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang
dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM merupakan singkatan dari Advanced RISC
Machine (sebelumnya lebih dikenal dengan kepanjangan Acorn RISC Machine). Pada
awalnya ARM prosesor dikembangkan untuk PC (Personal Computer) oleh Acorn
Computers, sebelum dominasi Intel x86 prosesor Microsoft di IBM PC kompatibel
menyebabkan Acorn Computers bangkrut.
Melalui izin dari seluruh
dunia, arsitektur ARM adalah yang paling
umum dilaksanakan32-bit set instruksi
arsitektur. Arsitektur ARM diimplementasikan pada
Windows,Unix, dan sistem operasi mirip Unix, termasuk Apple iOS, Android, BSD, Inferno,Solaris, WebOS, Plan
9 dan GNU / Linux. Advanced
RISC Machine awalnya dikenal sebagai Mesin Acorn RISC.
