Mikrokontroler Umar Muhammad, ST

penilaian Tugas kelas = 15 % Tugas rumah = 10 % Kuis = 15 % Sikap = 15 % UTS = 20 % UAS = 25 % TOTAL = 100 %

Materi Pembelajaran mikrokontroler Pengenalan mikrokontroler (modul Bab I) Pengenalan Board Arduino (modul Bab II, III) Pengenalan Software Arduino (Modul Bab IV) Contoh Aplikasi (modul Bab V)

konten Pengenalan Mikrokontroler Sejarah Mikrokontroler Fungsi mikrokontroler Jenis – jenis mikrokontroler Perbedaan mikrokontroler dengan mikroprosesor dan PLC

Pengenalan Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah komputer mikro dalam satu chip tunggal. Mikrokontroler memadukan CPU, ROM, RAM, I/O paralel, I/O seri, counter-timer, dan rangkaian clock dalam satu chip (single chip)

Sejarah Mikrokontroler Tahun 1971 : intel 4004 - 4 bit proses data - 8 bit instruksi - memori eksternal (program 4k dan data 1k) - 46 Instruksi - clock 740 kHz Tahun 1972 : Intel 4040 - 14 instruksi dari 4004 - memori 8k - kemampuan interupsi

Tahun 1974 :Mikrokontroler pertama TMS 1000 intel 8080 dari 8008 Tahun 1975 : motorola 6800  6502  6809 Peripheral Interface Contoller (PIC) terbentuk di universitas harvard. Tahun 1976 : intel 8085 - PS +5 Volt - Frekuensi 3 MHz intel 8084  keluarga MCS-48 - memori on chip Zilog Z-80 - frekuensi 2,5 MHz

Tahun 1978 : Intel 8086 - 16 bit motorola 68000 Zilog Z8000 - 16 bit Tahun 1980 : intel mikrokontroler MCS-51  MCS-48 - 2 byte Instruksi - on chip memori 128 byte Tahun 1982 : Motorola mikrokotroler 6805

Tahun 1985 : Microchip mikrokontroler PIC - Arsitektur Harvard - RISC Tahun 1997 : ATMEL mikrokontroler 8-bit AVR

Fungsi mikrokontroler Untuk mengontrol kerja mesin atau sistem menggunakan program yang disimpan pada sebuah ROM Digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote controls, mesin kantor, peralatan rumah tangga, alat berat dan mainan.

Manfaat penggunaan mikrokontroler Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi Pencarian gangguan lebih mudah telusuri karena sistemnya yang kompak Agar mikrokontroler dapat digunakan memerlukan komponen eksternal yang kemudian disebut sistem minimum.

Penggunaan mikrokontroler dibutuhkan : a) sistem minimal mikrokontroler b) software : pemrograman,kompiler dan downloader Sistem minimal AVR : Prosesor  mikrokontroler Rangkaian reset  agar mikrokontroler dapat menjalankan program mulai dari awal Rangkaian clock  digunakan untuk memberi detak pada CPU Rangkaian catu daya  digunakan untuk sumberdaya

Jenis – jenis mikrokontroler RISC dan CISC RISC  Reduced Instruction Set Computing : intruksi terbatas tapi memiliki fasilitas yang lebih banyak CISC  Complex Instruction Set Computing : instruksi lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya

Mikrokontroler AVR Alv and Vegard’s Risc processor Mikrokokontroler RISC 8 Bit Kode instruksi  dalam satu clock AVR andalan ATMEL (low cost dan high performance)

Varian Mikrokontroler AVR Seri Flash (kbytes) RAM (bytes) EEPROM (kbytes) Pin I/O Timer 16-bit Timer 8-bit UART PWM ADC 10-bit SPI ISP ATmega8 8 1024 0.5 23 1 3 6/8 Ya ATmega8535 512 32 2 4 ATmega16 16 ATmega162 35 6 ATmega32 2048 ATmega128 128 4096 53 ATtiny12 - 0.0625 ATtiny2313 0.125 18 ATtiny44 256 0.25 12 ATtiny84

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

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)

Mikrokontroler MCS 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

Perbandingan antar Mikrokontroler MCS51 Atmel

Diagram blok Mikrokontroler MCS51 Atmel

Mikrokontroler MCS51 Atmel

Mikrokontroler PIC PIC merupakan kependekan dari Programmable Interface Controller. PIC termasuk keluarga mikrokonktroler berarsitektur Harvard yang dibuat oleh Microchip Technology

Mikrokontroler ARM prosesor dengan arsitektur set instruksi 32­bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang dikembangkan oleh ARM Holdings Advanced RISC Machine (sebelumnya lebih dikenal dengan kepanjangan Acorn RISC Machine)

Perbedaan mikrokontroler dengan mikroprosesor dan PLC Mikrokontroler dengan mikroprosessor

Mikrokontroler dengan PLC Microcontroller Merupakan pengembangan dari rangkaian digital berbasis relay Merupakan pengembangan dari rangkaian digital berbasis transistor Memiliki fungsi dan fasilitas utama dari mikrokomputer yaitu timer, counter, ALU (Arithmatic Logic Unit), dll. Memiliki fungsi dan fasilitas utama dari mikrokomputer yaitu timer, counter, ALU (Arithmatic Logic Unit), dll. Kecepatan eksekusi program relatif rendah (jika dibandingkan dengan mikrokontroler) karena switching bersifat mekanik. Kecepatan eksekusi program relatif rendah (jika dibandingkan dengan PLC) karena switching bersifat elektrik. Input/Output (Slave I/O) relatif banyak Input/Output (Slave I/O) relatif sedikit Supply daya ke instrumen yang dikendalikan (output) besar karena menggunakan level tegangan yang relatif besar, yaitu berkisar antara 20 sampai 30 volt (biasanya 24 volt). Supply daya ke instrumen yang dikendalikan (output) kecil karena menggunakan level tegangan yang relatif rendah, yaitu level TTL (Transistor Transistor Logic, 5 volt). Sensor dan actuator sudah tersedia dalam bentuk modul-modul (dijual terpisah dari Master PLC). Sensor dan actuator harus di interface terdahulu oleh engineer jika ingin digunakan. Jarak antara Master dan Slave dapat mencapai ratusan meter tanpa perlu mengkhawatirkan Noise, karena sudah tersedia kabel tertentu penghubung Master Slave yang sudah dirancang untuk tahan terhadap noise pada aplikasi ratusan meter. Noise harus diperhatikan dan diatasi dengan teknik-teknik tertentu jika ingin menerapkan aplikasi pada jarak puluhan bahkan ratusan meter. Harganya relatif mahal. Harganya relatif murah.

Sekian,, Next Time