Elektronika-Mikrokontroler

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan instrumentasi.

Alat-alat yang menggunakan dasar kerja elektronika ini disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices). Contoh peralatan (piranti) elektronik ini: Tabung Sinar Katode (Cathode Ray Tube, CRT), radio, TV, perekam kaset, perekam kaset video (VCR), perekam VCD, perekam DVD, kamera video, kamera digital, komputer pribadi desk-top, komputer Laptop, PDA (komputer saku), robot, smart card, dll.

Pengendali mikro (bahasa Inggris: microcontroller) adalah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam sebuah PC, karena di dalam sebuah mikrokontroler umumnya juga telah berisi komponen pendukung sistem minimal mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka I/O, sedangkan di dalam mikroprosesor umumnya hanya berisi CPU saja.

Rancangan embedded

Sistem komputer dewasa ini paling banyak justru terdapat di dalam peralatan lain, seperti telepon, jam, perangkat rumah tangga, kendaraan, dan bangunan. Sistem embedded biasanya mengandung syarat minimal sebuah sistem mikroprosesor yaitu memori untuk data dan program, serta sistem antarmuka input/output yang sederhana. Antarmuka semacam keyboard, tampilan, disket, atau printer yang umumnya ada pada sebuah komputer pribadi justru tidak ada pada sistem mikrokontroler. Sistem mikrokontroler lebih banyak melakukan pekerjaan-pekerjaan sederhana yang penting seperti mengendalikan motor, saklar, resistor variabel, atau perangkat elektronis lain. Seringkali satu-satunya bentuk antarmuka yang ada pada sebuah sistem mikrokontroler hanyalah sebuah LED, bahkan ini pun bisa dihilangkan jika tuntutan konsumsi daya listrik mengharuskan demikian.

Integrasi yang lebih padat

Berbeda dengan CPU serba-guna, mikrokontroler tidak selalu memerlukan memori eksternal, sehingga mikrokontroler dapat dibuat lebih murah dalam kemasan yang lebih kecil dengan jumlah pin yang lebih sedikit.
Sebuah chip mikrokontroler umumnya memiliki fitur:

• central processing unit - mulai dari prosesor 4-bit yang sederhana hingga prosesor kinerja tinggi 64-bit.
• input/output antarmuka jaringan seperti port serial (UART)
• antarmuka komunikasi serial lain seperti I²C, Serial Peripheral Interface and Controller Area Network untuk sambungan sistem
• periferal seperti timer dan watchdog
• RAM untuk penyimpanan data
• ROM, EPROM, EEPROM atau Flash memory untuk menyimpan program komputer
• pembangkit clock - biasanya berupa resonator rangkaian RC
• pengubah analog-ke-digital

Sejarah mikrokontroler

Mikrokontroler yang populer pertama kali dibuat oleh Intel pada tahun 1976, yaitu mikrokontroler 8-bit seri Intel 8748. Mikrokontroler tersebut adalah bagian dari keluarga mikrokontroler MCS-48.  Sebelumnya, Texas instruments telah memasarkan mikrokontroler 4-bit pertama yaitu TMS 1000 pada tahun 1974. TMS 1000 yang mulai dibuat sejak 1971 adalah mikrokomputer dalam sebuah chip, lengkap dengan RAM dan ROM.

Mikrokontroler berdasarkan arsitekturnya

• CISC (Complex Instruction Set Computing)
• RISC (Reduced Instruction Set Computing)

Mikrokontroler berdasarkan merek pabrik pembuatnya

AMCC

Hingga Mei 2004, mikrokontroler ini masih dikembangkan dan dipasarkan oleh IBM, hingga kemudian keluarga 4xx dijual ke Applied Micro Circuits Corporation.

• 403 PowerPC CPU (PPC 403GCX)
• 405 PowerPC CPU (PPC 405EP, PPC 405GP/CR, PPC 405GPr, PPC NPe405H/L)
• 440 PowerPC Book-E CPU (PPC 440GP, PPC 440GX, PPC 440EP/EPx/GRx, PPC 440SP/SPe)

Atmel

• Atmel AT91 series (ARM THUMB architecture)
• Atmel AVR32
• AT90, Tiny & Mega series – AVR (Atmel Norway design)
• Atmel AT89 series (Intel 8051/MCS51 architecture)
• MARC4
• ATMega16

Cypress MicroSystems

• CY8C2xxxx (PSoC)

Freescale Semiconductor

Hingga 2004, mikrokontroler ini dikembangkan dan dipasarkan oleh Motorola, yang divisi semikonduktornya dilepas untuk mempermudah pengembangan Freescale Semiconductor.

• 8-bit (68HC05 (CPU05), 68HC08 (CPU08), 68HC11 (CPU11))
• 16-bit (68HC12 (CPU12), 68HC16 (CPU16), Freescale DSP56800 (DSPcontroller))
• 32-bit (Freescale 683XX (CPU32), MPC500, MPC 860 (PowerQUICC), MPC 8240/8250 (PowerQUICC II), MPC 8540/8555/8560 (PowerQUICC III))

Fujitsu

• F²MC Family (8/16 bit)
• FR Family (32 bit)
• FR-V Family (32 bit RISC)

Holtek

• HT8

Intel

• 8-bit (8XC42, MCS48, MCS51, 8061, 8xC251)
• 16-bit (80186/88, MCS96, MXS296, 32-bit, 386EX, i960)

Microchip

• Low End, Mikrokontroler PIC 12-bit
• Mid Range, Mikrokontroler PIC 14-bit
• High End, Mikrokontroler PIC 16-bit

16-bit instruction PIC (PIC16F84, PIC16F877)

National Semiconductor

• COP8, CR16

NEC

• 17K, 75X, 78K, V850

Philips Semiconductors

• LPC2000, LPC900, LPC700

Renesas Tech. Corp.

(Renesas adalah perusahan patungan Hitachi dan Mitsubishi.)

• H8, SH, M16C, M32R

STMicroelectronics

• ST 62, ST 7

Texas Instruments

• TMS370, MSP430

Western Design Center

• 8-bit (W65C02-based µCs)
• 16-bit (W65816-based µCs)

Ubicom

• SX-28, SX-48, SX-54
  • Seri Ubicom's SX series adalah jenis mikrokontroler 8 bit yang, tidak seperti biasanya, memiliki kecepatan tinggi, memiliki sumber daya memori yang besar, dan fleksibilitas tinggi. Beberapa pengguna menganjurkan mikrokontroller pemercepat PICs. Meskipun keragaman jenis mikrokontroler Ubicom's SX sebenarnya terbatas, kecepatan dan kelebihan sumber dayanya yang besar membuat programmer bisa membuat perangkat virtual lain yang dibutuhkan. Referensi bisa ditemukan di Parallax's Web site, sebagai penyalur utama.
• IP2022
  • Ubicom's IP2022 adalah mikrokontroler 8 bit berkecepatan tinggi (120 MIPs). Fasilitasnya berupa: 64k FLASH code memory, 16k PRAM (fast code dan packet buffering), 4k data memory, 8-channel A/D, various timers, and on-chip support for Ethernet, USB, UART, SPI and GPSI interfaces.

Xilinx

• Microblaze softcore 32 bit microcontroller
• Picoblaze softcore 8 bit microcontroller

ZiLOG

• Z8
• Z86E02

 

Mikrokontroler yang dapat diprogram menggunakan bahasa pemrograman BASIC berdasarkan merek pabrik pembuatnya

Ada banyak mikrokontroller yang dirancang oleh produsen sebagai sarana hobi. Biasanya mikrokontroller seperti ini dimuati interpreter BASIC, dihubungkan ke bagian Dual Inline Pin bersama power regulator dan beberapa fasilitas lain. PICs sepertinya sangat popular untuk jenis ini, barangkali karena adanya perlindungan terhadap listrik statis.

Parallax, Inc.

• BASIC Stamp. Nama besar di mikrokontroler BASIC, meskipun sebenarnya lamban dan harganya tidak sebanding.
• SX-Key. Harga murahnya harus dibayar dengan kualitas yang buruk.

PicAxe

Murah, tidak lebih dari sekedar PIC yang dimuati BASIC. Bagian programmernya ditancapi dengan 3 resistors. Penawaran BASIC menawarkan fungsionalitas yang besar dengan adanya fasilitas IF..GOTO secara terbatas.

Mikrokontroler AT89C51

 Gambar 1.1

Keterangan :

Fungsi dari mikrokontroler AT89C51 secara keseluruhan dapat digambarkan yaitu sebagai berikut :
Pin 1 sampai 8
Adalah kelompok pin untuk port 1. Port 1 ini merupakan port I/O dua arah yang digunakan untuk penghubungan dengan peralatan luar.
Pin 9
Adalah masukan reset. Dimana ketika ada masukan sinyal dalam waktu tertentu pada pin ini, mikrokontroler akan di reset.
Pin 10 sampai 17
Adalah port 3 yang juga merupakan port I/O.Port 3 terdiri dari pin-pin yang diperlihatkan tabel dibawah ini.

Pin 18
Adalah XTAL 2 yaitu untuk keluaran dari inverting oscillator amplifier. XTAL 2 digunakan untuk pewaktuan mikrokontroler
Pin 19
Adalah XTAL 1 yaitu masukan untuk inverting oscillator amplifier dan masukan untuk rangkaian sumber detak (clock).
Pin 20
Adalah ground dan diberi simbol gnd. Pin ini terhubung dengan jalur netral/ground dari rangkaian pengatur daya.
Pin 21 sampai 28
Adalah port 2 yang juga sebagai port I/O.
Pin 29
Adalah Program Store Enable ( ), yaitu masukan sinyal baca untuk memori program eksternal agar masuk ke dalam bus selama proses pemberian/pengambilan instruksi (fetching).
Pin 30
Adalah Address Latch Enable (ALE) yaitu keluaran yang menghasilkan pulsa-pulsa untuk mengancing byte rendah alamat selama mengakses eksternal. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai atau masukan pulsa program selama pemograman.
Pin 31
Adalah External Acces Enable ( ) yang merupakan sinyal kontrol untuk pembacaan memori program. Apabila diset rendah (L) maka mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program eksternal, sedangkan jika diset tinggi (H) maka mikrokontroler akan melaksanakan instruksi dari memori program internal ketika isi program kurang dari 4096. Port ini juga berfungsi sebagai tegangan pemograman (Vpp = + 12V) selama proses pemograman.
Pin 32 sampai 39
Adalah merupakan port 0 dan berfungsi sebagai I/O.
Pin 40
Adalah Vcc atau sumber tegangan. Pin ini dihubungakan dengan jalur positif dari rangkaian pengatur daya 

Konsep Mikrokontroler

Gambar 1.2

Gambar 1.3

Alat Pendeteksi Golongan Darah Menggunakan Mikrokontroler

Daftar Pustaka

http://www.gudangmateri.com/2010/07/mikrokontroler-at89c51.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronika
http://id.wikipedia.org/wiki/Mikrokontroler
http://mikrokontroler.tripod.com/6805/bab1.html
https://www.academia.edu/3134288/Desain_dan_Pembuatan_Alat_Pendeteksi_Golongan_Darah_Menggunakan_Mikrokontroler