MIKROKONTROL ATMega8535 Teknik Elektronika Industri

Transkripsi

1 MODUL PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL MIKROKONTROL ATMega8535 Teknik Elektronika Industri Mardiyanto S.Pd.

2 A. Topik : Program CodeVisionAVR B. Kompetensi Setelah praktikum peserta menguasai penggunaan program CodeVisionAVR sebagai compailer C mikrokontroller AVR C. Sub Kompetensi Setelah praktikum peserta menguasai sub kompetensi: 1. mengetahui tool-tool yang ada pada software CodeVisionAVR 2. mengetahui elemen-elemen software CodeVision AVR. 3. mengetahui langkah-langkah membuat project baru dengan menggunakan software CodeVision AVR 4. membuat project baru dan mengkompilasi ke mikrokontroller D. Teori Dasar 1. Pengenalan Program CodeVision AVR Software CodeVisionAVR merupakan perangkat lunak kompailer C dan merupakan pembangkit program otomatis. Software CodeVisionAVR didesain untuk mikrokontroller keluarga atmel AVR. Software CodeVisionAVR dapat berjalan pada sistem operasi windows 95, 98, Me, NT 4, 2000 dan windows XP. Kompailer C melakukan pendekatan elemen dari bahasa ANSI C sesuai dengan arsitektur dari AVR, dengan beberapa fitur yang ditambahkan. Integrated Development Environment (IDE) mendukung software AVR Chip In-System Programmer sehingga memungkinkan untuk melakukan transfer secara otomatis dari program ke chip mikrokontroller setelah berhasil dikompilasi atau diassembly. Software In- System Programmer didesain untuk dapat bekerja dan mendukung tipe chip AVR STK500/AVRISP/AVRProg, Kanda Systems STK200+/300, Dontronics DT006, Vogel Elektronik VTEC-ISP, Futurlec JRAVR dan MicroTronics ATCPU/Mega2000 programmers/development boards. Software CodeVisionAVR juga mempunyai fasilitas CodeWizardAVR, yang digunakan untuk membantu menuliskan dengan cepat secara otomatis kedalam program. Dengan CodeWizardAVR membantu kita untuk membuat kerangka program dan menuliskan fungsi-fungsi: a. Mengatur External memory b. Mengidentifikasi sumber reset Chip c. Inisialisai Port Input/Output 2

3 d. Inisialisasi External Interrupts e. Inisialisasi Timers/Counters f. Inisialisasi Watchdog Timer PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL g. Inisialisasi UART (USART) and interrupt driven buffered serial communication h. Inisialisasi Analog Comparator i. Inisialisasi ADC j. Inisialisasi antarmuka SPI k. Inisialisasi antarmuka Two Wire l. Inisialisasi antarmuka CAN m. Inisialisasi I2C Bus, LM75 Temperature Sensor, DS1621 Thermometer/Thermostat dan PCF8563, PCF8583, DS1302, DS1307 Real Time Clocks n. Inisialisasi 1 Wire Bus and DS1820, DS18S20 Temperature Sensors o. Inisialisasi LCD module. 2. Tampilan CodeVisionAVR Pada saat pertama kali dibuka CodeVisionAVR akan tampil Gambar 1. tampilan awal CodeVisionAVR Elemen CodeVisionAVR terdiri dari Title bar, Menu Bar, Toolbar, Editor, Navigator/Code Templates/Clipboard History window, Message window. 3

4 Gambar 2. Elemen CodeVisionAVR. 1. Title bar Menunjukan judul, nama file dan lokasi file disimpan 2. Menu bar Kumpulan menu-menu perintah CodeVisionAVR, yaitu menu File, Edit, View, Insert, Tools, Settings, Windows, Help 3. Toolbar Ikon-ikon yang mewakili suatu perintah, untuk memudahkan pengguna tanpa harus mencari di bagian menu. 4. Navigator/Code Templates/Clipboard History window a. Navigator Navigator digunakan untuk memudahkan pengguna melihat file ataupun membuka file b. Code Templates Digunakan untuk memudahkan pengguna menuliskan sequence kode dengan cepat dan dapat dengan mudah mengeditnya 4

5 c. Clipboard History PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL Digunakan untuk melihat dan mengakses teks yang sering dipakai sehingga tidak perlu menuliskan kembali. Caranya dengan mengkopi teks yang akan disimpan dan mempaste di window clipboard. 5. Editor Digunakan untuk mengetikan program dan mengedit program 6. Message window Tempat untuk mengetahui informasi hasil kompilasi program apakah ada error ataupun tidak. E. Alat dan Bahan 1. Komputer dengan program Codevision AVR. 2. Trainer Mikrokontroller AVR ATMega8535 F. Keselamatan Kerja 1. Pergunakan komputer dengan langkah-langkah yang benar baik pada saat menghidupkan menggunakan dan mematikan 2. Apabila ada kesulitan atau keraguan konsultasikan dengan instruktur G. Langkah Kerja 1. Jalankan program CodeVision AVR 2. Lakukan langkah-langkah pemrograman CodeVision AVR H. Membuat sebuah proyek Langkah-langkah untuk membuat project baru dengan menggunakan software CodeVisionAVR adalah sebagai berikut: 1. Pilih menu [File] [New] atau dapat mengklik toolbar akan muncul kotak dialog: Gambar 3. menu membuat project baru 5

6 Jika kita menginginkan untuk membuat sebuah project baru maka pilih [File Type] Project 2. setelah ditekan OK maka akan muncul dialog yang menanyakan apakah ingin menggunakan CodeWizardAVR untuk membuat project baru. Gambar 4. persetujuan menu membuat project baru Untuk memudahkan membuat kerangka program maka ditekan YES 3. setelah ditekan YES maka akan muncul kotak dialog CodeWizardAVR seperti berikut: Langkah-langkahnya: a. Pilih jenis chip mikrokontroller yang digunakan Gambar 5. menentukan fungsi chip di CodeWizardAVR b. Pilih clock frequency sesuai dengan kristal yang digunakan c. Kemudian pilih tab ports akan ditunjukan seperti berikut: 6

7 Gambar 6. menentukan fungsi port di CodeWizardAVR d. Secara default semua port akan disetting sebagai input, kita bisa mengganti dengan mengklik kotak pada Data Direction, jika kita menginginkan Port tersebut menjadi Output maka klik pada tombol tersebut sehingga akan berganti Out. Program akan mengganti register DDRx sesuai dengan yang kita pilih apakah sebagai Input (In) ataukah Output (Out). e. Kemudian klik kotak pada bagian Pullup/Output Value, jika kita menginginkan input dengan Pullup maka klik kotak tersebut sehingga akan berganti tulisan P. Apabila Port sebagai output maka kita bisa memilih apakah aktif Low (0) ataupun aktif High (1). Ini digunakan untuk melakukan setting register PORTx sesuai dengan yang kita pilih. Contoh: jika kita menginginkan Port A sebagai input dan Port B sebagai Output, maka setting CodeWizardnya seperti gambar di bawah: Gambar 7. Menentukan fungsi PortA Gambar 8. Menentukan fungsi PortB 7

8 4. setelah membuat kerangka program dengan menggunakan CodeWizard AVR kemudian pilih program preview untuk mengetahui apakah kode yang kita buat sesuai dengan yang kita inginkan. 5. jika sudah sesuai dengan yang kita inginkan maka pilih Generate, Save and Exit Gambar 9. Melakukan generate dan menyimpan CodeWizard Kemudian simpan project, dan diberi nama source file, nama project file, dan nama codewizard project file. 6. setelah disimpan maka akan tampil program secara keseluruhan sehingga kita tinggal mengedit dan menambahkan fungsi atau perintah lain kedalam program 7. setelah program selesai, maka siap dilakukan kompilasi 8. sebelum melakukan kompilasi pilih menu [Setting] [Programmer]. Pilih Atmel AVRProg (AVR910) untuk AVR Chip Programmer Type, Communication Port pilih sesuai port yang disediakan untuk USB downloader (lihat pada Divice manager windows), dan setting Baud Rate dengan nilai lalu tekan OK. Gambar 11. setting programmer K-125R. 8

9 9. setelah disetting semua, maka siap untuk melakukan proses kompilasi. Secara bertahap dapat dilakukan dengan mengklik pada toolbar untuk melakukan check syntax dan untuk mengetahui apakah program yang kita tulis ada error ataukah tidak. Apabila program ada error maka di bagian message akan muncul kesalahan seperti pada gambar berikut: Gambar 12. tampilan message cara menanganinya adalah: dengan mengklik 2 kali pada pesan error maka akan ditunjukan baris mana yang terjadi error. setelah tidak ada error, kemudian klik untuk melakukan kompilasi dan terakhir klik. 9. Untuk melakukan make atau download program ke IC pilih [Tools] [chip Programmer] maka akan muncul: 9

10 Kemudian klik Program All, maka proses download akan berlangsung. 10

11 PERCOBAAN 1 INPUT OUTPUT (IO) I. JUDUL PERCOBAAN Input Output pada mikrokontroler AVR merupakan dasar dari prinsip pengontrolan berbasis mikrokontroler. Dimana orientasi dari penerapan mikrokontroler ialah untuk mengendalikan suatu sistem berdasarkan informasi input, diproses dan dilakukan aksi pada bagian output II. TUJUAN PERCOBAAN Setelah menyelesaikan praktikum ini, yang anda peroleh adalah : 1. Praktikan dapat memprogram mikrokontroler AVR ATmega8535 sebagai output, serta mengendalikan perangkat menggunakan bahasa C. 2. Praktikan dapat memprogram mikrokontroler AVR ATmega8535 sebagai input dan output, serta mengendalikan perangkat menggunakan bahasa C. III. TEORI SINGKAT Fasilitas input/output merupakan fungsi mikrokontroller untuk dapat menerima sinyal masukan (input) dan memberikan sinyal keluaran (output). Sinyal input maupun sinyal output adalah berupa data digital 1 (high, mewakili tegangan 5 volt) dan 0 (low, mewakili tegangan 0 volt). Mikrokontroller ATMEGA8535 memiliki 4 buah PORT 8 bit bidirectional yang dapat difungsikan sebagai PORT input maupun PORT output yaitu PORTA, PORTB, PORTC, dan PORT D. Register digunakan untuk mengatur fungsi dari pin-pin pada tiap port. Register dapat 11

12 dianalogikan sebagai kumpulan switch on/off yang digunakan untuk mengaktifkan fungsi apa yang akan dipakai dari port mikrokontroller. Pada setiap port pin terdapat 3 buah register 8 bit: DDRxn, PORTxn, dan PINxn. Register DDRxn digunakan untuk menentukan arah dari pin yang bersangkutan. Jika DDRxn diberikan nilai 1 (high), maka pin digunakan sebagai output. Jika DDRxn diberikan nilai 0 (low), maka pin difungsikan sebagai input. Register PORTxn digunakan untuk mengaktifkan pull-up resistor (pada saat pin difungsikan sebagai input), dan memberikan nilai keluaran pin high/low (pada saat difungsikan sebagai output). Konfigurasi PORTxn dan DDRxn dapat dilihat pada tabel dibawah, Tabel 1: konfigurasi port pin Tri-state adalah kondisi diantara high dan low, atau biasa disebut dengan keadaan mengambang (floating). Kondisi tri-state sangat dihindari dalam dunia digital. Terlepas dari setting DDRxn, PINxn merupakan register yang berfungsi untuk mengetahui keadaan tiap-tiap pin pada mikrokontroller. Register ini sangat dibutuhkan untuk membaca keadaan pin pada saat difungsikan sebagai input. 12

13 IV. ALAT & BAHAN YANG DIGUNAKAN PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL 1. Satu set PC yang dilengkapi dengan software CodeVision AVR. 2. Satu set Trainer Mikrokontroller AVR ATmega8535 Gambar 1. Modul trainer ATmega8535 Gambar 2. Circuit Modul LED. 13

14 V. LANGKAH PERCOBAAN Berikut adalah aplikasi praktik yang nantinya dapat lebih menjelaskan Input dan Output. Peserta diharapkan mengikuti petunjuk langkah demi langkah. Percobaan 1. Output langkah-langkahnya sebagai berikut: 1. Rangkailah modul seperti pada gambar belikut 2. Operasikan software CodeVisionAVR 3. Buatlah project baru dengan, menggunakan CodeWizardAVR a. mensetting chipe menggunakan ATmega8535 pada clock 12 Mhz 14

15 b. mensetting PORTC sebagai Output 4. Pada CodeWizardAVR tersebut pilih File Generate, Save and Exit. Beri nama dan simpan pada direktori baru di dalam direktori d:\mikrokontroler 5. Pada source program-c yang dihasilkan, header mega16.h. 15

16 /***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V Standard Automatic Program Generator Copyright Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. Project : Version : Date : 20/08/2013 Author : user Company : Comments: Chip type : ATmega8535 Program type : Application AVR Core Clock frequency: 12, MHz Memory model : Small External RAM size : 0 Data Stack size : 256 *****************************************************/ #include <mega8535.h> #include <delay.h> // Declare your global variables here void main(void) { // Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00; DDRA=0x00; // Port B initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00; DDRB=0x00; // Port C initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In 16

17 // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00; DDRC=0x00; // Port D initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00; DDRD=0xFF; // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=ffh // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 1 Stopped // Mode: Normal top=ffffh // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=ffh // OC2 output: Disconnected 17

18 ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00; // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00; while (1) { // Place your code here PORTD=0x00; delay_ms(1000); PORTD=0xFF; delay_ms(1000); }; } 6. Lakukan check syntax, compile. Bila tidak ada error, programkan ke dalam flash. 18

19 Percobaan 2. Input dan Output PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL langkah-langkahnya sebagai berikut: Gambar 3. Gambar rangkaian input-output. 1. Rangkailah modul seperti pada gambar belikut 19

20 Operasikan software CodeVisionAVR PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL 2. Buatlah project baru dengan, menggunakan CodeWizardAVR a. mensetting chipe menggunakan ATmega8535 pada clock Mhz b. mensetting USART 3. Pada CodeWizardAVR tersebut pilih File Generate, Save and Exit. Beri nama dan simpan pada direktori baru di dalam direktori d:\mikrokontroler 4. Pada source program-c yang dihasilkan, mega16.h. 5. Pada bagian bawah didalam main-program, tambahkan perintah (yang berwarna merah) berikut /********************************************* This program was produced by the CodeWizardAVR V Standard Automatic Program Generator Copyright HP InfoTech s.r.l. 20

21 Project : Version : Date : 07/07/2010 Author : Company : Comments: PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL Chip type : ATmega8535 Program type : Application Clock frequency : 11, MHz Memory model : Small External SRAM size : 0 Data Stack size : 128 *********************************************/ #include <mega8535.h> // Declare your global variables here void main(void) { // Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Func0=In Func1=In Func2=In Func3=In Func4=In Func5=In Func6=In Func7=In // State0=T State1=T State2=T State3=T State4=T State5=T State6=T State7=T PORTA=0x00; DDRA=0x00; // Port B initialization // Func0=In Func1=In Func2=In Func3=In Func4=In Func5=In Func6=In Func7=In // State0=P State1=P State2=P State3=P State4=P State5=P State6=P State7=P PORTB=0xFF; DDRB=0x00; // Port C initialization // Func0=Out Func1=Out Func2=Out Func3=Out Func4=Out Func5=Out Func6=Out Func7=Out // State0=0 State1=0 State2=0 State3=0 State4=0 State5=0 State6=0 State7=0 PORTC=0x00; DDRC=0xFF; // Port D initialization // Func0=In Func1=In Func2=In Func3=In Func4=In Func5=In Func6=In Func7=In // State0=T State1=T State2=T State3=T State4=T State5=T State6=T State7=T PORTD=0x00; DDRD=0x00; 21

22 // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=ffh // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 1 Stopped // Mode: Normal top=ffffh // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=ffh // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00; // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off // Analog Comparator Output: Off 22

23 ACSR=0x80; SFIOR=0x00; while (1) { // Place your code here if (PINB.0==0) PORTC.0=1; else if (PINB.1==0) PORTC.1=1; else if (PINB.2==0) PORTC.2=1; else if (PINB.3==0) PORTC.3=1; else if (PINB.4==0) PORTC.4=1; else if (PINB.5==0) PORTC.5=1; else if (PINB.6==0) PORTC.6=1;; else if (PINB.7==0) PORTC.7=1; else PORTC =0; } }; 6. Lakukan check syntax, compile. Bila tidak ada error, programkan ke dalam flash. 23

24 VI. TUGAS/PERTANYAAN PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL Jawablah pertanyaan berikut untuk bagian analisa pada laporan resmi: 1. Mendisain program menggunakan bahasa-c memberikan kemudahan bagi programer. Menurut anda perlukah kita mengetahui (belajar) bahasa assemblernya? Mengapa? 2. Gambarkan arsistektur I/O pada mikrokontroler AVR ATmega8535? 3. Buatlah program aplikasi agar lampu led pada input/output-board menyala berkelap kelip dengan selang waktu tertentu. Gunakan pengarah preprocessor delay.h dengan mengetikkan #include<delay.h>? Catatan : Laporan sementara dikumpulkan setelah menyelesaikan praktikum. Tugas dikumpulkan 1 minggu setelah praktek berlangsung. 24