Microprocessor dan Mikrokontroller

Presentasi berjudul: "Microprocessor dan Mikrokontroller"— Transcript presentasi:

1 Microprocessor dan Mikrokontroller

2 MIKROPROSESOR Mikroprosesor adalah sebuah CPU yang dibangun dalam sebuah single chip semiconductor. Mikroprosesor terdiri dari kalkulator yang terbagi dalam register dan ALU dan sebuah pengkode serta unit pengontrol. Dalam hubungan kerja dengan pulsa pembangkit berkala, (yaitu sebagai unit terpisah atau sebagai komponen yang terpadu dalam mikroprosesor) unit pengontrol menjamin urutan yang tepat dan urutan yang logis dari siklus yang berlangsung di dalam mikroprosesor, ditinjau dari sistem keseluruhannya Mikroprosesor adalah satu bagian dari sistem komputer, mikroprosesor tersebut tidak dapat berdiri sendiri, dan memerlukan memory dan periperal input – output. Walaupun mikroprosesor dianggap sebagai piranti canggih untuk komputasi, titik kelemahannya ada pada tidak dirancangnya kemampuan komunikasi (antarmuka) dengan piranti-piranti pheriferal secara khusus. Intinya, mikroprosesor membutuhkan rangkaian khusus eksternal

3 Bagian-bagian dari mikroprosesor adalah:
CENTRAL PROCESSING UNIT(CPU) CPU merupakan tempat pemerosesan instruksi-instruksi program.pada mikrokomputer,prosesor ini disebut mikroprosesor. CPU terdiri dari dua bagian utama,yaitu unit kendali(control unit)dan unit aritmatika dan logika (arithmetic and logic unit).di samping itu ada juga beberapa simpangan yang berukuran kecilyang disebut dengan register.

4 CONTROL UNIT Tugas control unit adalah : 1
CONTROL UNIT Tugas control unit adalah : 1. mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output 2. Mengatur Instruksi-instruksi dari main memory. 3. Mengmbil data dari main memory kalau di perlukan oleh proses. 4. Mengirim Instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika ,serta mengawasi kerja ALU. 5. Menyimpan hasil proses ke main memory.

5 ARITHMETIC AND LOGIC UNIT (ALU) • Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua penghitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. • Selain itu ALU juga melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program.

6 REGISTER Register merupakan simpanan kecil yang mempunyai kecepatan tinggi,lebih cepat sekitar 5 sampai 10 kali di bandingkan dengan kecepatan perekam atau pengembalian data dari main memory.Register di gunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang di proses olrh CPU,sedang instruksi-instruksi dan data lainya yang menunggu giliran untuk di proses masih di simpan di main memory. Dalam perkembangannya, mikroprosesor dibuat menurut kebutuhan aplikasinya yang lebih spesifik, dalam hal ini menjadi beberapa jenis, yaitu; • Mikoprosesor RISC (Reduced Instruction Set of Computing) dan CISC (Complex Instruction Set of Computing). Jenis ini yang digunakan untuk pengolahan informasi dengan software yang rumit dan digunakan untuk kebanyakan PC saat ini.

7 REGISTER CONT. • Pengolah Sinyal Digital – DSP (Digital Signal Processor). Memiliki software dan hardware yang ditujukan untuk mempermudah memproses sinyal-sinyal digital. Digunakan pada perangkat audio – video modern seperti VCD, DVD, home teatre dan juga pada card-card multimedia di komputer. • Mikrokontroler, adalah mikroprosesor yang dikhususkan untuk instrumentasi dan kendali. Contoh aplikasi pada kendali motor, berperan seperti PLC (Programmable Logic Controller), pengaturan pengapian dan injeksi bahan bakar pada kendaraan bermotor atau alat mengukur suatu besaran, seprti suhu, tekanan, kelembaban dan lain-lain.

8 MIKROKONTROLLER Sebuah mikroprosesor yang digabungkan dengan I/O dan memori (RAM/ROM) akan membentuk sebuah sistem mikrokomputer. Terilhami dengan CPU yang dapat dikonstruksi dalam sebuah single chip semiconductor, maka sebuah mikroprosesor, I/O dan memori dapat pula dibangun dalam level chip. Konstruksi ini menghasilkan Single Chip Microcomputer (SCM). SCM inilah yang disebut sebagai mikrokontroler. Sedangkan perbedaan antara mikroprosesor dengan mikrokontroler sudah jelas. Dalam mikrokontroler, RAM serta I/O interface sudah masuk di dalamnya. Ini merupakan satu keuntungan lebih dari mikrokontroler.

9 Dalam Hal penggunaannya, sistem mikrokontroler lebih banyak dipakai pada aplikasi yang deterministik, artinya sistem ini dipakai untuk keperluan yang tertentu saja misalkan sebagai pengontrol PID pada instrumentasi industri, pengontrol komunikasi data pada sistem kontrol terdistribusi.

10 Beberapa keunggulan alat-alat yang berbasis mikrokontroler:
• High reliability and high degree of integration, • Redction in size, • Reduced component count and ower manufacturing cost, • Shorter development time, • Shorter time to market, • Lower power consumtion,

11 Mikrokontroler AVR merupakan salah satu jenis arsitektur mikrokontroler yang menjadi andalan Atmel. Arsitektur ini dirancang memiliki banyak kelebihan dan merupakan penyempurnaan dari arsitektur mikrokontroler-mikrokontroler yang sudah ada.Salah satu kemampuannya adalah In System Programming sehingga chip mikrokontoler AVR dapat langsung di program dalam system rangkaian aplikasi dengan aturan tertentu.Selain itu AVR sudah mengunakan arsitektur Havard yang memisahkan memori dan bus untuk data dan program ,serta menerapkan single level pipelining, sehinnga proses eksekusi instruksi dapat berlangsung cepat dan efisien.AVR memiliki banyak seri, tetapi yang digunakan dalam pelatihan ini adalah ATMEGA8535. ATMEGA8535 banyak digunakan dalam system yang kompleks, memiliki input signal analog, dan membutuhkan memory yang relative lebih besar. Fitur –fitur tang dimiliki oleh ATMEGA8535:

12 • Memory flash 8 Kbytes untuk program • Memory EEPROM 512 bytes untuk data • Memory SRAM 512 bytes untuk data • Maksimal 32 poin I/O • Internal interrupt dan eksternal interrupt • 1x 16 bit timer dan 2×8-bit timer • 8 Chanel Analog to Digital Converter • Komunikasi serial melalui SPI dan UART • Analog komparator • ON-chip oscillator

13 perbedaan yang signifikan antara mikrokontroler dan mikroprosessor
Terdapat perbedaan yang signifikan antara mikrokontroler dan mikroprosessor. Perbedaan yang utama antara keduanya dapat dilihat dari dua faktor utama yaitu arsitektur perangkat keras (hardware architecture) dan aplikasi masing-masing. Ditinjau dari segi arsitekturnya, mikroprosesor hanya merupakan single chip CPU, sedangkan mikrokontroler dalam IC-nya selain CPU juga terdapat device lain yang memungkinkan mikrokontroler berfungsi sebagai suatu single chip computer. Dalam sebuah IC mikrokontroler telah terdapat ROM, RAM, EPROM, serial interface dan paralel interface, timer, interrupt controller, konverter Anlog ke Digital, dan lainnya (tergantung feature yang melengkapi mikrokontroler tersebut). Sedangkan dari segi aplikasinya, mikroprosessor hanya berfungsi sebagai Central Processing Unit yang menjadi otak komputer, sedangkan mikrokontroller, dalam bentuknya yang mungil, pada umumnya ditujukan untuk melakukan tugas–tugas yang berorientasi kontrol pada rangkaian yang membutuhkan jumlah komponen minimum dan biaya rendah (low cost).

14 Jenis-jenis Mikrokontroller
Secara teknis, hanya ada 2 macam mikrokontroller. Pembagian ini didasarkan pada kompleksitas instruksi-instruksi yang dapat diterapkan pada mikrokontroler tersebut. Pembagian itu yaitu RISC dan CISC. • RISC merupakan kependekan dari Reduced Instruction Set Computer. Instruksi yang dimiliki terbatas, tetapi memiliki fasilitas yang lebih banyak. • Sebaliknya, CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer. Instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya. Masing-masing mempunyai keturunan atau keluarga sendiri-sendiri. Sekarang kita akan membahas pembagian jenis-jenis mikrokonktroler yang telah umum digunakan.

15 1. Keluarga MCS51 Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC. Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock. Mikrokontroler ini berdasarkan arsitektur Harvard dan meskipun awalnya dirancang untuk aplikasi mikrokontroler chip tunggal, sebuah mode perluasan telah mengizinkan sebuah ROM luar 64KB dan RAM luar 64KB diberikan alamat dengan cara jalur pemilihan chip yang terpisah untuk akses program dan memori data. Salah satu kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalah pemasukan sebuah mesin pemroses boolean yang mengijikan operasi logika boolean tingkatan-bit dapat dilakukan secara langsung dan secara efisien dalam register internal dan RAM. Karena itulah MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (programmable Logic Control).

16 2. 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. AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya. Keempat kelas tersebut adalah keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx.

17 3. PIC Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari Programmable Interface Controller. Tetapi pada perkembangannya berubah menjadi Programmable Intelligent Computer. PIC termasuk keluarga mikrokonktroler berarsitektur Harvard yang dibuat oleh Microchip Technology. Awalnya dikembangkan oleh Divisi Mikroelektronik General Instruments dengan nama PIC1640. Sekarang Microhip telah mengumumkan pembuatan PIC-nya yang keenam PIC cukup popular digunakan oleh para developer dan para penghobi ngoprek karena biayanya yang rendah, ktersediaan dan penggunaan yang luas, database aplikasi yang besar, serta pemrograman (dan pemrograman ulang) melalui hubungan serial pada komputer.

18 Sumber: