PHONE BOOK TELEPON DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89C51 TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 PHONE BOOK TELEPON DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89C51 TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana (Strata-1) Oleh : HERI HERDIANA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2008 i

2 LEMBAR PENGESAHAN Nama : Heri Herdiana NIM : Peminatan : Elektronika Judul Tugas Akhir : Phone Book Telepon dengan menggunakan Mikrokontroler AT89C51 Jakarta, 16 Februari 2008 Disetujui dan disahkan oleh : Pembimbing, (Jaja Kustija, MSc) Mengetahui, Koordinator Tugas Akhir Ketua Jurusan, (Yudhi Ghunardi ST,MT) (Ir. Budi Yanto Husodo, MSc) ii

3 ABSTRAK Dewasa ini telepon merupakan sarana komunikasi yang sangat vital dalam kehidupan sehari-hari, bagi sebagian masyarakat alat komunikasi ini sudah menjadi suatu kebutuhan. Namun kadang kala kita tidak dapat mengontrol penggunaannya, karena telepon sering kali digunakan oleh orang yang tidak bertanggung jawab. Untuk mengatasi masalah ini, penulis membuat suatu alat yang dapat mengontrol/membatasi penggunaan telepon. Rangkaian utama alat ini menggunakan rangkaian DTMF. Telepon dengan system dialing tone akan menghasilkan sinyal DTMF saat papan tombol ditekan, sinyal tersebut akan dideteksi oleh rangkaian DTMF untuk kemudian di ubah menjadi kode biner. Sebagai rangkaian kontrol dan pemroses data digunakan mikrokontroler AT89C51. EEPROM digunakan untuk menyimpan memori. Pembuatan tugas akhir ini bertujuan membuat suatu alat berupa phone book untuk dapat menyimpan nomor telepon secara elektronik yang dapat dipasang pada telepon dengan sistem tone dialing. Alat ini juga berfungsi untuk membatasi penggunaan telepon. iii

4 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan ke-hadirat Allah SWT yang telah memberikan kekuatan lahir dan batin sehingga akhirnya penulis dapat selesai menyusun laporan tugas akhir. Tugas akhir ini dibuat sebagai salah satu syarat guna memperoleh kelulusan program S-1 Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercubuana. Atas selesainya tugas akhir ini, tidah lupa penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu, terutama kepada: 1. Kedua orang tua yang telah membimbing, membantu dan memberikan dorongan baik secara moril maupun materil. 2. Jaja Kustija, MSc selaku pembimbing tugas akhir. 3. Ir. Budi Yanto Husodo, MSc selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercubuana. 4. Yudhi Ghunardi, ST,MT selaku koordinator Tugas Akhir Teknik Elektro Universitas Mercubuana. Dengan keterbatasan kemampuan dan waktu yang dimiliki, penulis menyadari bahwa karya tugas akhir ini masih banyak kekurangan, karena itu saran dan keritik yang membangun dari pembaca sangat penulis harapkan. iv

5 Akhirnya penulis berharap semoga karya tugas akhir ini dapat memberikan manfaat, khususnya kepada penulis dan umumnya kepada para pembaca. Jakarta, Februari 2008 Penulis v

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... i ii iv DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... viii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan Penulisan Sistematika Penulisan... 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Telepon Transmitter dan Receiver DTMF Mikrokontroler AT89C Blok diagram dan konfigurasi pin AT89C Organisasi memori Pewaktuan CPU.. 17 vi

7 Special Function Register (SFR) Timer/Counter Program Status Word (PSW) Power Control Register (PCON) Perangkat lunak mikrokontroler AT89C Mode pengalamatan Perangkat Instruksi mikrokontroler AT89C LCD Standar LCD HD Inisialisasi LCD Pengiriman Data/ Instruksi Ke LCD EEPROM Akses Data serial EEPROM Penulisan Data Pembacaan data BAB III PERANCANGAN 3.1. Tujuan Perancangan Tahap-tahap perancangan Diagram Blok Perancangan Perangkat Keras Perancangan sistem minimum AT89C Rangkaian DTMF vii

8 Rangkaian pendeteksi dering Rangkaian pendeteksi hook Rangkaian pemutus line telepon Perancangan perangkat lunak Cara Kerja Alat BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1 Pengujian pendeteksi dering Pengujian pendeteksi hook Pengujian pemutus line BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A LAMPIRAN B viii

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Menghubungkan IC MT8888 dengan mikrokontroler Gambar 2.2. Blok diagram AT89C51 Gambar 2.3. Susunan pin AT89C51 Gambar 2.4. Struktur memori mikrokontroler AT89C51 Gambar 2.5. Susunan Memori Program Eksternal Gambar 2.6. Memori data eksternal Gambar 2.7. Menghubungkan AT89C51 dengan RAM eksternal Gambar 2.8. Hubungan ke kristal Gambar 2.9. Urutan inisialisasi untuk koneksi data 8 bit Gambar Susunan pin IC 24CXX Gambar Menghubungkan 24C64 dengan mikrokontroler Gambar Pengalamatan serial EEPROM Gambar Penulisan secara byte Gambar Penulisan secara page Gambar Pembacaan secara Current Read Gambar Pembacaan secara Random Read Gambar Pembacaan secara Sequential Read Gambar 3.1. Diagram blok rangkaian Gambar 3.2. Rangkaian lengkap system ix

10 Gambar 3.3. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler AT89C51 Gambar 3.4. Rangkaian DTMF Gambar 3.5. Rangkaian pendeteksi dering Gambar 3.6. Rangkaian pendeteksi hook Gambar 3.7. Rangkaian pemutus line telepon Gambar 3.8. Flowchart x

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Kombinasi frekuensi pada sistem DTMF Tabel 2.2. Special function register. Tabel 2.3. Pemilihan bank register. Tabel 2.4. Fungsi pin konektor LCD Tabel 4.1. Hasil pengukuran rangkaian pendeteksi dering Tabel 4.2. Hasil pengukuran rangkaian pendeteksi hook Tabel 4.3. Hasil pengukuran rangkaian switch line xi

12 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Telepon dewasa ini sudah merupakan alat komunikasi yang sangat vital dalam kehidupan masyarakat. Namun sering kali pemakaian telepon tidak terkontrol atau digunakan oleh orang yang tidak bertanggung jawab tanpa sepengetahuan pemilik telepon sehingga biaya yang harus dikeluarkan untuk membayar tagihan rekening telepon cukup besar dan diluar dari biaya yang telah diperkirakan sebelumnya. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk menghindari atau mengurangi masalah ini yaitu dengan memasang alat pembatas pemakaian telepon. Hal inilah yang melatarbelakangi penulis membuat karya tugas akhir berupa phone book pada telepon rumah sebagai pencatat nomer telepon dan juga berfungsi untuk membatasi nomer tujuan telepon. Dengan alat ini telepon hanya dapat digunakan jika nomer yang dituju sudah tercatat dalam list yang terlebih dahulu ditulis pada phone book. Alat yang dibuat ini dapat dipasang secara paralel dengan telepon rumah. Komponen utama yang diguanakan adalah IC MT8888 sebagai detector DTMF dan mikrokontroler AT89C51 yang berfungsi sebagai kontrol utama system. Dengan mengguanakan mikrokontroler, rangkaian yang akan dibuat menjadi lebih sederhana karena mikrokontroler merupakan system minimum mikroprosesor yang sudah 1

13 menyatu dalam satu chip. Selain itu dengan menggunakan system mikroprosesor maka alat ini akan lebih fleksibel, mudah diintegrasikan dengan system lain untuk pengembangan alat selanjutnya Perumusan Masalah Proses dialing pada system telepon yang digunakan ada dua macam, yaitu dialing dengan pulsa (pulse dialing) dan dialing dengan dengan nada (tone dialing). Sekarang ini system dialing yang lebih umum digunakan pada pesawat telepon adalah system dialing dengan nada (tone dialing). Pada system dialing ini sinyal yang dikirimkan berupa kombinasi dua buah frekuensi, yaitu frekuensi rendah dan frekuensi tinggi yang menghasilkan suatu tone (nada), sehingga system ini disebut juga system DTMF (Dual Tone Multi Frekuensi). Sinyal DTMF yang dibangkitkan oleh pesawat telepon akan diterima oleh detector DTMF dan kemudian diubah menjadi kode biner yang akan diambil oleh mikrokontroler sebagai input data untuk diproses. Selain itu rangkaian detector DTMF ini juga dapat membangkitkan sinyal atau nada DTMF dari kode biner yang dikirim oleh mikrokontroler melalui saluran port-portnya ke rangkaian detector DTMF. 2

14 1.3. Pembatasan Masalah Pembatasan pada tugas akhir ini dimaksudkan untuk menghindari supaya permasalahan yang dibahas tidak menyimpang atau melebar dari topik/tema utama. Adapun pembahasan dan alat yang dibuat pada tugas akhir ini terdiri dari sistim minimum mikrokontroler AT89C51 sebagai rangkaian kontrol utama, rangkaian DTMF, rangkaian pendeteksi dering dan rangkaian pendeteksi hook Tujuan penulisan Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah merancang dan membuat alat yang berupa phone book pada telepon rumah yang dapat digunakan untuk menyimpan nomor-nomor telepon dan juga dapat berfungsi sebagai pengontrol pemakaian telepon Sistematika Pembahasan Penulisan karya tugas akhir dibagi menjadi lima bab, antara bahasan bab yang satu dengan yang lainnya saling berkaitan. Adapun pembahasan tulisan ini disusun sebagai berikut : BAB I Berisi pendahuluan yang mencakup latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah dan sistematika pembahasan buku laporan tugas akhir. 3

15 BAB II Berisi landasan teori yang terdiri dari teori-teori yang menunjang terhadap pembutan karya tugas akhir. BAB III Berisi perancangan yang mencakup tujuan perancangan, perancangan perangkat keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak (software). BAB IV Berisi pengukuran dan analisis yang meliputi metode pengukuran, hasil pengukuran dan analisis data BAB V Berisi kesimpulan dan saran 4

16 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Telepon. Pengertian telepon secara umum adalah konversi sinyal-sinyal suara menjadi sinyal-sinyal listrik frekuensi audio yang kemudian dipancarkan melalui suatu sistem transmisi listrik yang pada akhirnya dikonversi kembali menjadi sinyal-sinyal tekanan suara pada ujung penerima. Terdapat dua macam type proses dialing, yaitu dialing dengan pulsa dan dialing dengan nada (tone dialing). Tone dialing adalah metode dialing yang lebih modern dan sekarang ini hampir seluruh pesawat telepon yang digunakan di tiap negara menggunakan jenis telepon dengan sistem tone dialing. Pada sistem dialing ini biasanya pesawat telepon telah dilengkapi dengan papan tombol tekan, sinyal yang dikirimkan bukan merupakan arus rata yang terputus-putus, melainkan berupa kombinasi dari dua buah frekuensi, dimana dengan menekan satu digit tombol maka akan dibangkitkan sinyal yang merupakan kombinasi dari dua buah frekuensi yang menghasilkan suatu nada (tone), sehingga sistem ini disebut juga sebagai sestem Dual Tone Multiple Frekuensi (DTMF). Sistem ini terdiri dari dua buah kelompok frekuensi, yaitu kelompok frekuensi tinggi dan frekuensi rendah, seperti yang terlihat pada tabel berikut ini. 5

17 A B C 941 * 0 # D Tabel 2.1. Kombinasi frekuensi pada sistem DTMF Pemanggilan (dial) dengan sistem DTMF standar akan menghasilkan nada (tone) selama tombol ditekan, nada akan dikodekan sebagai digit yang sesuai. Pesawat telepon dengan sistem ini memiliki empat komponen pokok, diantaranya rangkaian pemanggil, switch hook, bel dan hendset yang didalamnya terdapat transmitter dan receiver. Prinsip kerja pesawat telepon secara umum adalah sentral memanggil pesawat dengan memberikan ringing tone, sehingga bel berbunyi, hal ini disebabkan karena adanya loop tertutup dari sentral menuju rangkaian bel. Bilamana hendset diangkat maka arus pada bel akan terputus, sehingga pembicaraan dapat berlangsung. Kondisi sinyal-sinyal pada pesawat telepon: Pada saat melakukan suatu panggilan, kondisi pada saluran telepon yang terjadi adalah sebagi berikut. 6

18 1. Kondisi off hook, saat handset diangkat, tegangan ± 48 Vdc akan turun menjadi 6-12 Vdc, karena saluran telepon mendapatkan beban ± 600 O pada saat itu. 2. Pada saat tone, frekuensi 425 Hz dengan level 6-12 Vdc yang terdengar dan menunjukan bahwa pesawat telepon telah terhubung dengan saluran telepon. 3. Sinyal DTMF yang terjadi pada saat memutar nomor telepon, sinyal ini berupa gabungan dua buah frekuensi dengan kombinasi sebagaimana dalam tabel 2.1. Saat menerima panggilan, kondisi sinyal yang terjadi pada saluran telepon adalah: 1. Sinyal dering, berupa sinyal dengan frekuensi 50 Hz dengan periode yang sama dengan nada panggil sambung dan amplitudo 40 Vrms. Sinyal nada sambung pada telepon pemanggil sebenarnya adalah merupakan duplikasi dari sinyal dering yang terjadi pada telepon yang dipanggil. 2. Off hook, pada saat ini beban ± 600 O terdeteksi sehingga tegangan pada saluran telepon menjadi turun, sentral saluran telepon yang mendeteksi kondisi ini langsung menghentikan pengiriman sinyal dering maupun sinyal nada sambung dan akan menghubungkan kedua pesawat telepon tersebut melalu saklar-saklar yang ada pada jaringan telepon. 7

19 2.2. Transmitter dan Receiver DTMF MT8888 merupakan IC DTMF transceiver yang dapat berfungsi sebagai transmitter (pengirim) dan receiver (penerima) sinyal DTMF. Berikut adalah gambar susunan pin dan cara menghubungkan MT8888 dengan mikrokontroler. VDD DTMF INPUT DTMF OUTPUT IN+ IN- GS VRef VSS OSC1 OSC2 TONE R/W CS VDD St/GT ESt D3 D2 D1 D0 IRQ/CP RD RS TO MIKROKONTROLER Gambar 2.1. Menghubungkan IC MT8888 dengan mikrokontroler 8

20 2.3. Mikrokontroler AT89C51 AT89C51 merupakan mikrokontroller 8-bit yang kompatibel dengan keluarga MCS-51. Fasilitas yang dimiliki mikrokontroler ini diantaranya adalah: a. Sebuah CPU (Central Processing Unit) 8 bit b. 4 Kbytes Flash EEROM dengan kemampuan sampai 1000 kali tulis-hapus c. 128 x 8-bit internal RAM. d. 32-bit atau jalur Input/Output (empat Port I/O). e. 2 (dua) buah 16-bit Timer / Counter. f. 6 (enam) buah sumber interupsi. g. Serial Communication Interface. h. Kompatibel dengan prosesor MCS-51 buatan Intel Corp. i. Operasi Clock antara 1 sampai 24 MHz. j. Oscilator internal k. Dapat mengalamati 64 Kbyte ruang alamat ROM/EPROM eksternal. l. Dapat mengalamati 64 Kbyte ruang alamat RAM eksternal. Dengan keistimewaan tersebut diatas, pembuatan alat menggunakan AT 89C51 menjadi lebih sederhana dan tidak memerlukan IC pendukung yang banyak. Sehingga boleh dikatakan mikrokontroler AT89C51 ini memiliki keistimewaan dari segi perangkat keras. 9

21 Blok diagram dan Konfigurasi pin AT89C51 Blok diagram mikrokontroler AT89C51 diperlihatkan oleh gambar 2.2 berut : INTERUPSI EKSTERNAL DLL. KONTROL INTERUPSI ON=CHIP FLASH ON-CHIP RAM Timer 1 Timer 0 CPU OSCILATOR KONTROL BUSH 4 PORT I/O PORT SERIAL P0 P1 P2 P3 Gambar 2.2. Blok diagram AT89C51 Susunan pin-pin mikrokontroler AT89C51 diperlihatkan pada gambar 2.3, penjelasan dari masing-masing pin adalah sebagai berikut : 10

22 1. Port 1 (pin 1-8) Port 1 merupakan port paralel 8 bit dua arah (bidirectional) yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan (general purpose). 2. Reset (pin 9) Pin 9 adalah masukan reset (aktif high). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset AT89C51. Gambar 2.3. Susunan pin AT89C51 3. Port 3 (pin 10-17) Port 3 adalah port paralel 8 bit dua arah yang mempunyai fungsi pengganti. Fungsi pengganti meliputi TxD (transmit data), RxD (receive data), Int 0 11

23 (Interupt 0), Int 1 (interupt 1), T0 (timer 0), T1 (timer 1), WR (write), RD (read). 4. XTAL1 (pin 18) XTAL adalah pena masukan ke rangkaian oscilator internal. Sebuah oscilator kristal atau sumber oscilator luar dapat digunakan. 5. XTAL2 (pin 19) XTAL2 adalah pin keluaran ke ocsilator internal. Pin ini dipakai jika menggunakan oscilator internal. 6. Vss (pin 20) Vss merupakan pin untuk ground. 7. Port 2 (pin 21-28) Port 2 adalah port paralel selebar 8 bit dua arah. Port 2 ini mengirimkan byte alamat bagian tinggi (high byte) selama pengambilan instruksi dari memori program eksternal dan selama pengaksesan memori data eksternal. 8. PSEN (pin 29) PSEN (program store enable) merupakan sinyal pengontrol yang membolehkan program memori eksternal masuk kedalam bus selama proses pemberian atau pengambilan instruksi (fetching) 9. ALE (pin 9) ALE (addres latch enable) digunakan untuk menahan alamat memori eksternal selama pelaksanaan interuksi. 10. EA (pin 31) 12

24 Bila pin ini diberi logika tinggi, mikrokontroler akan mengeksekusi instruksi dari ROM/EPROM internal, sedangkan jika diberi logika rendah maka mikrokontroler akan melaksanakan seluruh intruksi dari program memori eksternal. 11. Port 0 (pin 32-39) Port 0 merupakan port paralel 8 bit dua arah (bidirectional). Port 0 juga dapat dikonfigurasikan sebagai bus alamat/data bagian rendah (low byite) selama proses pengaksesan memori data dan program eksternal. 12. Vcc (pin 40) Pin ini dihubungkan ke sumber tegangan DC 5 Volt Organisasi Memori Mikrokontroler AT98C51 sama seperti halnya mikrokontroler dari keluarga MCS-51, yaitu memiliki pembagian ruang alamat untuk program dan data. Pemisahan memori program dan memori data membolehkan memori data untuk diakses oleh alamat 8 bit. Walaupun demikian, alamat 16 bit dapat dihasilkan melalui register DPTR (data pointer register) 13

25 FFFFH EXT PROGRAM MEMORI FFFFH MEMORI DATA EXT FFH internal EA=0 EXT EA=1 IN H 0000H PSEN RD WR Gambar 2.4. Struktur memori mikrokontroler AT89C51 Memori program hanya dapat dibaca tidak bisa ditulis (karena tersimpan dalam EPROM). Memori program sebesar 64 Kbyte dapat dimasukan dalam EPROM eksternal. Susunan perangkat keras yang menggunakan EPROM eksternal diperlihatkan pada gambar

26 AT89C51 Memori Program ekternal P0 INSTR. P1 P3 ALE EA P2 GND LATCH A D D R E S PSEN OE Gambar 2.5. Susunan Memori Program Eksternal Memori data internal dipetakan seperti pada gambar 2.6. Ruang memorinya dibagi menjadi tiga blok, yaitu sebagai lower 128, upper 128 dan ruang SFR (special function register) 15

27 FFH FFH UPPER 80H 7FH 80H LOWER 00H Gambar 2.6. Memori data eksternal Mikrokontroler AT89C51 dapat ditambahkan RAM eksternal sebesar 64 Kbyte. Untuk melakukan pembacaan atau penulisan, mikrokontroler akan mengirimkan sinyal RD atau WR. Gambar 2.7 memperlihatkan hubungan mikrokontroler AT89C51 untuk mengakses RAM eksternal. AT89C51 Memori Data ekternal P0 DATA. P1 RD WR P3 ALE EA P2 VCC I/O LATCH A D D R E S WE OE 16

28 Gambar 2.7. Menghubungkan AT89C51 dengan RAM eksternal Pewaktuan CPU Mikrokontroler AT89C51 memiliki oscilator internal (on chip oscillator) yang dapat digunakan sebagai sumber clock bagi CPU. Untuk menggunakan oscilator internal diperlukan sebuah kristal atau resonator keramik antara pin XTAL1 dan pin XTAL2 dan sebuah kapasitor ke ground seperti terlihat pada gambar 2.8. Gambar 2.8. Hubungan ke kristal 17

29 Special Function Register (SFR) Mikrokontroler AT89C51 memiliki special function register (SFR) yaitu register-register khusus yang mempunyai fungsi tertentu. Masing-masing register ditunjukan dalam table berikut: Tabel 2.2. Special function register. Simbol Nama Alamat ACC B PSW DPTR P0 P1 P2 P3 IP IE TMOD TCON TH0 Akumulator B register Program Status Word Data Pointer 16 Bit DPL Byte rendah DPH Byte tinggi Port 0 Port 1 Port 2 Port 3 Interupt Priority Control Interupt Enable Control Timer/Counter Mode Control Timer/Counter Control Timer/Counter 0 High Byte E0H F0H D0H 82H 83H 80H 90H A0H B0H B8H A8H 89H 88H 8CH 18

30 TL0 TH1 TL1 SCON SBUF PCON Timer/Counter 0 Low Byte Timer/Counter 1 High Byte Timer/Counter 1 High Byte Serial Control Serial Data Buffer Power Control 8AH 8DH 8BH 98H 99H 87H Timer/Counter Mikrokontroler AT89C51 mempunyai dua buah timer/counter yang dapat diatur melalui perangkat lunak, yaitu timer/counter 0 dan timer/counter 1. Pengontrolan kerja timer/counter adalah register timer/counter (TCON). Adapun definisi dari bit-bit pada timer/counter adalah sebagai berikut: TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 Simbol Posisi Fungsi TF1 TCON.7 Timer overflow flag. Diset oleh perangkat keras saat timer/counter menghasilkan overflow. 19

31 TR1 TCON.6 Bit untuk menjalankan timer1. Diset/clear oleh software untuk membuat timer on atau off. TF0 TCON.5 Timer 0 overflow flag. Diset Oleh perangkat keras. TR0 TCON.4 Bit untuk menjalankan timer 0. Di-set/clear oleh software untuk membuat timer on atau off. IE1 TCON.3 Eksternal interrupt 1 edge flag. IT1 TCON.2 Interupt 1 type control bit. Set/clear oleh software untuk Menspesifikasikan sisi turun/level rendah trigger dari int eksternal. IE0 TCON.1 Eksternal interrupt 0 edge flag. IT0 TCON.0 Interupt 0 type control bit. Pengontrolan pemilihan mode oprasi timer/counter adalah register timer mode (TMOD) yang difinisi bit-bitnya adalah sebagai berikut. GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 20

32 Program status Word (PSW) Program ststus word berisi beberapa bit status yang menunjukan keadaan mikrokontroler. Definisi dari bit-bit PSW adalah sebagai berikut: CY AC F0 RS1 RS0 OV - P Simbol Posisi Fungsi CY PSW.7 Carry Flag AC PSW.6 Auxilary carry flag F0 PSW.5 Flag 0 untuk kegunaan umum RS1 PSW.4 Bit pemilih bank register RS0 PSW.3 Bit pemilih bank register OV PSW.2 Overflow flag - PSW.1 Flag didefinisikan oleh pemakai P PSW.0 Parity flag RS0 dan RS1 digunakan untuk memilih bank register. Delapan buah register ini merupakan register serbaguna. Pemilihan bank register dapat dilakukan sebagai berikut: 21

33 Tabel 2.3. Pemilihan bank register. RS1 RS0 Bank Lokasi Memori H-07H H-0FH H-17H H-1FH Power Control Register (PCON) Power control register tidak dapat dialamati per bit. Bit-bit dalam register PCON adalah sebagai berikut. SMOD GF1 GF0 PD0 IDL Simbol SMOD Fungsi Bila timer 1 digunakan untuk menghasilkan baudrate - tidak dipakai dan SMOD=1, baud rate akan dikalikan dua ketika port serial akan digunakan dalam mode 1, 2 dan 3. GF1 GF0 PD IDL Bit flag serbaguna Bit flag serbaguna Bit power down Idle mode bit 22

34 Perangkat lunak mikrokontroler AT89C51 Sebuah mikrokontroler hanya akan bekerja bila diberi program terlebih dahulu. Program tersebut akan memberi tahu mikrokontroler apa yang harus dilakukan. Intruksi-intruksi perangkat lunak berbeda untuk tiap mikrokontroler. Instruksiinstruksi ini hanya bisa dipahami oleh jenis mikrokontroler yang bersangkutan. Sebuah mikrokontroler tidak dapat memahami instruksi-instruksi yang berlakau pada mikrokontroler lain. Bentuk umum instruksi dalam assembler AT89C51 : [label:] mnemonic [operan] [,operan] [,operan][komentar] Jumlah operan tergantung pada type mnemonik. Label harus diletakan pada awal statement dan berfungsi sebagai tujuan loncat. Mnemonik merupakan bentuk instruksi yang dinyatakan dalam kata-kata singkat Mode pengalamatan Pada mikrokontroler AT89C51 dekenal beberapa mode pengalamatan, diantaranya: 1. Mode pengalamatan langsung (direct addressing) Mode pengalamatan langsung memungkinkan data dapat dibaca dari atau ditulis ke lokasi memori. Mode ini hanya dapat digunakan pada internal RAM dan SFR. Contoh: MOV A,5FH A? (5FH) 23

35 Perintah ini menyebabkan register A dimuati dengan isi memori dengan alamat 5FH. 2. Mode pengalamatan tidak langsung (indirect addressing) Pengalamatan tidak langsung menggunakan isi lokasi penyimpanan untuk menunjuk ke alamat yang dituju. Alamat yang disimpan dapat berjumlah 8 bit atau 16 bit. Contoh: MOV A,@R1 A? (R1) Perintah ini menyebabkan register A dimuati oleh isi memori yang alamatnya ditunjukan register R1. 3. Mode pengalamatan register (Register Addressing) Pengalamatan register memungkinkan untuk memindahkan data antar register internal dalam prosessor. Contoh: MOV B,A B? (A) Perintah ini menyebabkan register B dimuati isi register A. 4. Mode pengalamatan Immediate Constant Mode pengalamatan immediate dilakukan dengan memberikan nilai (data) kedalam suatu register secara langsung. Untuk melaksanakan hal ini digunakan tanda #. Contoh: MOV A,#0FFH Insruksi ini menyebabkan register A diisi dengan data FFH Perangkat instruksi mikrokontroler AT89C51 24

36 Secara umum perangkat instruksi mikrokontroler AT89C51 dapat dibagi kedalam lima kelompok sebagai berikut: 1. Instruksi Transfer Data Instruksi ini memindahkan data antara register-register, memori-memori, register-memori, antar muka-register dan antar muka-memori. 2. Instruksi Aritmetik Instruksi ini melaksanakan instruksi aritmetik yang meliputi penjumlahan, pengurangan, penambahan satu (increment), pengurangan satu (decrement), perkalian dan pembagian. 3. Instruksi Logika dan manipulasi bit Melaksanakan oprasi logika AND, OR, XOR, perbandingan, pergeseran, dan komplemen data. 4. Instruksi percabangan Instruksi ini merubah urutan normal pelaksanaan suatu program. Dengan instruksi ini program yang sedang dilaksanakan akan mencabang kesuatu alamat tertentu. Instruksi percabangan dibedakan atas instruksi percabangan bersyarat dan instruksi percabangan tanpa syarat. 5. Instruksi Stack, I/O dan Kontrol Instruksi ini mengatur penggunaan stack, membaca/menulis port I/O, serta pengontrolan-pengontrolan LCD 25

37 LCD (Liquid Cristal Display) tersedia dalam beragam ukuran, mulai dari 1 baris kali 16 karakter sampai 4 baris kali 24 karakter. Setiap karakter terdiri dari 5X8 atau 5X10 titik, sehingga yang ditampilkan bukan hanya angka desimal tetapi juga huruf latin dan lambang lainnya. Salah satu standar LCD yang dapat berkomunikasi dengan prosesor adalah HD44780U. Standar LCD ini cukup pupuler digunakan untuk display pada beragam sistem prosesor, termasuk mikrokontroler 89C51. Untuk dapat berkomunikasi dengan modul LCD jenis ini mikrokontroler 89C51 hanya membutuhkan 7 atau 11 pin input/output berapapun ukuran LCD-nya Standar LCD HD44780 Tabel 2.4. memperlihatkan fungsi pin pada konektor antara LCD dengan sistem prosesor, kolom pertama adalah nomor pin pada konektor tersebut, kolom kedua adalah simbol atau nama pin tersebut, kolom ketiga adalah level digital untuk mengaktifkannya, yaitu 0 atau low, 1 atu high dan 1? 0 atau peralihan dari high ke low. Kolom ke empat adalah arah komunikasi, yaitu sebagai input, output atau bidirectional (dua arah). Sedangkan kolom kelima adalah keterangan fungsi pin. Tabel 2.4. Fungsi pin konektor LCD Pin number Simbol Level I/O Function 26

38 1 Vss - - Power supply (GND) 2 Vcc - - Power supply (+5V) 3 Vee - - Contras adjust 4 RS 0/1 I 0 = instruction input 1 = data input 5 R/W 0/1 I 0 = write to LCD modul 1 = read from LCD modul 6 E 1?0 I/O Enable signal 7 DB0 0/1 I/O Data bus line 0 8 DB1 0/1 I/O Data bus line 1 9 DB2 0/1 I/O Data bus line 2 10 DB3 0/1 I/O Data bus line 3 11 DB4 0/1 I/O Data bus line 4 12 DB5 0/1 I/O Data bus line 5 13 DB6 0/1 I/O Data bus line 6 14 DB7 0/1 I/O Data bus line 7 Dari 14 pin tersebut, 8-pin diantaranya digunakan untuk menerima dan mengirimkan data dari dan ke LCD, yaitu DB0-DB7. Sedangkan 3-pin lainnya digunakan untuk kendali oprasi. Pin RS digunakan oleh sistem prosesor untuk memberi tahu LCD apakah informasi biner yang diletakan di DB0-DB7 merupakan 27

39 instruksi atau data. Jika RS = low berarti informasi biner tersebut adalah instruksi, tetapi jika RS = high berarti informasi tersebut adalah data. Pin R/W digunakan oleh sistem prosesor untuk memberitahu LCD, apakah prosesor ingin mengirim (R/W = low) atau membaca (R/W = high) data dari LCD. Pin E digunakan oleh sistem prosesor untuk memberitahu LCD agar mulai memproses sinyal yang diberikan oleh prosesor, ditandai oleh peralihan kondisi pin E dari high menjadi low. Khusus untuk pin DB7 selain untuk transfer informasi biner, pin ini juga dapat berfungsi untuk memberitahu sistem prosesor bahwa LCD masih sibuk, belum siap menerima instruksi berikutnya. Jika prosesor mengirimkan perintah Get LCD status maka setelah itu prosesor harus menunggu kabar dari pin DB7, jika DB7 = low berarti LCD tidah dalam keadaan sibuk, siap menerima perintah atau data berikutnya Inisialisasi LCD Saat sistem prosesor baru saja ON, prosesor harus melakukan serangkaian inisialisasi, misalnya timer, sistem interupsi, sistem komunikasi serial dan lain-lain. Termasuk inisialisasi device seperti LCD. Untuk setandar HD44780, berikut ini salah satu urutan inisialisasi yang diperlukan sebelum LCD digunakan. 28

40 Power On Wait for more than 15 ms After Vcc rise to 4.5 V RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB * * * * Wait more than 41 ms RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB * * * * Wait more than 100ms RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB * * * * RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB N * * * Gambar 2.9. Urutan inisialisasi untuk koneksi data 8 bit. Seperti tampak pada gambar 2.9. untuk inisialisasi ada tujuh kali pengiriman data instruksi dari prosesor ke modul LCD. Cara ini dilakukan untuk inisialisasi modul LCD yang dihubungkan dengan prosesor melalui 8-bit data/instruksi dan 3 bit 29

41 kendali. Antara saat LCD dihidupkan dengan byte pertama yang dikirimkan kepadanya tidak boleh kurang dari 15 ms Pengiriman data/instruksi ke LCD Informasi biner yang dikirimkan ke LCD dapat berupa data maupun instruksi. Jika prosesor ingin memberitahu LCD bahwa informasi yang diletakannya di saluran 8-pin data/instruksi adalah instruksi, maka pin RS dibuat low, sedangkan jika pin RS ini dibuat high, berarti informasi biner tersebut adalah data. Setiap pengiriman 1 byte informasi dari prosesor ke modul LCD harus ditandai dengan peralihan kondisi pin E dari high menjadi low. Segera setelah peralihan pin E ini, modul LCD akan memproses informasi biner tersebut. Karena modul LCD memerlukan waktu tertentu untuk memproses kiriman data/instruksi dari prosesor, maka sebelum pengiriman informasi tersebut prosesor harus memastikan kesiapan modul LCD untuk menerima kiriman byte baru. Kecuali saat pengiriman 4 byte pertama saat inisialisasi, kesiapan LCD menerima kiriman informasi biner dapat diketahui dengan pembacaan DB EEPROM Serial EEPROM type 24XX merupakan memori serial yang menggunakan teknologi I2C (Inter Integrated Circuit), dimana dengan adanya penggunaan 30

42 teknologi tersebut, jumlah I/O yang digunakan untuk mengakses memori makin sedikit. Hal ini sangat bermanfaat bagi sebuah sistem yang memerlukan banyak I/O. Penggunaan I/O yang semakin sedikit untuk mengakses memori, akan menyediakan lebih banyak I/O yang dapat digunakan untuk keperluan lain. Gambar Susunan pin IC 24CXX Inter Integrated Circuit (I2C) adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didesain khusus untuk pengontrolan IC (Integrated Circuit). Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan saluran SDA (Serial Data). SCL merupakan jalur clock dimana sinyal clock akan selalu muncul untuk setiap bit dari pengiriman data, sedangkan SDA merupakan jalur data pada komunikasi I2C. 31

43 24C64 SDA SCL DATA CLOCK MIKROKONTROLER Gambar Menghubungkan 24C64 dengan mikrokontroler Serial EEPROM berdasarkan pengalamatannya terdiri dari dua jenis, yaitu pengalamatan 8 bit yang digunakan untuk serial EEPROM dengan kapasitas memori sebesar 128 byte hingga 2 Kb dan pengalamatan 16 bit untuk serial EEPROM 4Kb hingga 512 Kb. Gambar Pengalamatan serial EEPROM 32

44 Pada pengalamatan 16 bit terdapat tiga buah paket 8 bit data yang harus dikirimkan ke serial EEPROM, yaitu control byte, high byte address dan low byte address, sedangkan pada pengalamatan 8 bit hanya diperlukan dua buah paket 8 bit data yaitu control byte dan byte address saja. Control byte terdiri dari slave address, device select bus bit-bit pengatur alamat dari serial EEPROM dalam satu jalur bus, R/W bit penentu proses penulisan atau pembacaan data dari serial EEPROM Akses data Serial EEPROM Pembacaan maupun penulisan data ke dalam serial EEPROM, selalu diawali dengan pengiriman control byte dan address byte. Hanya pada penulisan data akan dilanjutkan dengan pengiriman data 8 bit, sedangkan sebaliknya pada pembacaan akan dilanjutkan dengan pengambilan data 8 bit. Bit R/W pada control byte akan berlogika 1 untuk pembacaan data dan berlogika 0 untuk penulisan data Penulisan data Penulisan data pada serial EERROM I2C dapat dilakukan secara byte maupun secara page. Pada penulisan secara byte dilakukan dengan mengirimkan control byte, alamat tujuan dan data sedangkan pada penulisan secara page dilakukan hanya dengan mengirimkan alamat tujuan awal saja yang kemudian dilanjutkan dengan 32 byte data yang akan menempati lokasi secara berurutan mulai dari alamat awal tujuan. 33

45 Gambar Penulisan secara byte Gambar Penulisan secara page Pembacaan data Pembacaan data dapat dilakukan secara current addess read (pembacaan alamat saat ini) maupun random read (pembacaan secara acak). Pada current addres read, data yang dibaca adalah data pada alamat yang terakhir kali diakses sa itu, sedangkan pada pembacaan secara acak dilakukan dengan mengirimkan control byte dan alamat tujuan terlebih dahulu. Untuk pembacaan secara sequential, dilakukan dengan control byte dan dilanjutkan dengan data-data yang berada mulai dari alamat yang terakhir diakses saat itu berturut-turut hingga sinyal stop bit dikeluarkan. 34

46 Gambar Pembacaan secara Current Read Gambar Pembacaan secara Random Read Gambar Pembacaan secara Sequential Read 35

47 BAB III PERANCANGAN 3.1. Tujuan perancangan Tahap pertama yang harus dilakukan dalam merealisasikan ide untuk membuat suatu alat adalah melakukan perancangan. Tujuan dilakukan perancangan yaitu untuk menentukan spesifikasi alat yang akan dibuat. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam melakukan perancangan, antaralain : - Keterbatasan ilmu pengetahuan yang dikuasai penulis. - Ketersediaan komponen yang ada dipasaran. - Keterbatasan waktu. - Keterbatasan peralatan Dengan memperhatikan hal-hal tersebut diatas maka diharapkan kesulitan dalam merealisasikan alat dapat dihindari Tahap-tahap perancangan Tahap-tahap yang harus dilakukan dalam melakukan suatu perancangan diantaranya: 1. Membuat blok diagram sesuai dengan ide yang telah ditetapkan sebelumnya. 2. Menterjemahkan blok diagram kedalam bentuk rangkaian elektronik. 36

48 3. Memilih komponen yang cocok dengan terlebih dahulu mempelajari karakteristiknya serta memastikan bahwa komponen tersebut ada dan mudah diperoleh dipasaran. 4. Melakukan percobaan pada protoboard. 5. Membuat PCB (Printed Circuit Board) dan melakukan perakitan komponen. 6. Mengetes rangkaian pada PCB. 7. Membuat perangkat lunak (software). 8. Melakukan pengetesan akhir. 9. Membuat perangkat mekanik Diagram Blok dan Rangkaian Sistem Bagian utama diagram blok rangkaian Phone book telepon dengan menggunakan mikrokontroler AT89C51 terdiri dari: - Blok sistem minimum mikrokontroler AT89C51 - Rangkaian DTMF - Rangkaian pendeteksi dering - Rangkaian pendeteksi hook - Rangkaian switch line telepon - Display (LCD) - EEPROM 37

49 Diagram blok rangkaian diperlihatkan pada gambar berikut ini. Hand set Pendeteksi Hook Rangkaian DTMF Mikrokontroler AT 89C51 Display (LCD) Switch Line telepon Memori EEPROM Pendeteksi dering Line telepon Gambar 3.1. Diagram blok rangkaian Dari diagram blok tersebut diatas dapat dilihat gambaran umum prinsip kerja rangkaian. Mikrokontroler berfungsi sebagai pengontrol sistem yang memproses data input atau mengeluarkan data output dari sistem lain yang terhubung ke port-portnya. 38

50 Rangkaian DTMF akan mendeteksi sinyal DTMF pada saluran telepon jika ada yang menekan tombol pesawat telepon. Pendeteksi ring berfungsi mendeteksi nada dering apabila ada pesawat telepon lain yang masuk (melakukan panggilan). Pendeteksi hook berfungsi untuk mendeteksi posisi gagang telepon, apakah posisinya dalam keadaan deletakan (on hook) atau dalam keadaan diangkat (off hook). Switch line telepon digunakan untuk menyambungkan atau memutuskan saluran telepon. EEPROM digunakan untuk menyimpan nomor telepon. Sebagai tampilan untuk memonitor dapat dilihat pada display berupa LCD. Berikut adalah rangkaian lengkap Phone book telepon dengan menggunakan mikrokontroler AT89C51: 39

51 40 Gambar 3.2. Rangkaian lengkap sistem A B C D D C B A Title Number Revision Size A4 Date: 19-Jan-2007 Sheet of File: G:\TA2007\PONEBUK\PONEBUK.SCH Drawn By: TF1 TRAFO C1 100nF C2 1uF/60V R1 100K/1% R2 22K/1% R3 390 X1 3,579 MHz C3 100N D0 D1 D2 D JP1 LINE TLP TR1 828 R4 10K D1 IN4001 RL2A Relay5V VCC Bloking R5 220 R V T I P _ P R I N G _ P JP2 PHONE C4 470nF/63Volt R7 220 IC1 TLP521 HOOK + 1 AC 2 AC 3-4 B1 BRIDGE IN+ 1 IN- 2 GS 3 Vref 4 GND 5 OSC1 6 OSC2 7 TONE 8 WR 9 CS 10 RS0 11 RD 12 IRQ 13 D0 14 D1 15 D2 16 D3 17 ESt 18 St/GT 19 VCC 20 U1 MT8888 VCC IRQDTMF RDDTMF RSDTMF CSDTMF WRDTMF TONEDTMF R13 3K3 P1.0/T2 1 P1.1/T2EX 2 P1.2/RXD1 3 P1.3/TXD1 4 P1.4/INT2 5 P1.5/INT3 6 P1.6/INT4 7 P1.7/INT5 8 RST 9 P3.0/RXD0 10 P3.1/TXD0 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 XTAL2 18 XTAL1 19 A8/P A9/P A10/P A11/P A12/P A13/P A14/P A15/P PSEN 29 ALE/PROG 30 EA/Vpp 31 AD7/P AD6/P AD5/P AD4/P AD3/P AD2/P AD1/P AD0/P U2 AT89S8252 XTAL2 RST PROG PSEN XTAL1 P0.5 P0.6 P0.7 D1 D0 LD1 P0.3 SDA Bloking Ringon HOOK BUZZ IRQDTMF P2.6 RS EN P2.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P0.0 P0.1 CSDTMF WRDTMF RSDTMF P0.2 RDDTMF SCL C5 33p C6 33p C7 10uF/50V R10 10K X2 11,059MHz VCC VCC SW1 SW-PB D3 P0.4 D J1 CON9 VCC R15 1K C8 100N TONEDTMF TONE TONE D2 1N4002 D3 1N JP3 CON3 C9 1000uF/50V D4 1N4002 D5 1N V Vin 1 G N D 2 +5V 3 U5 LM7805CT VCC LD1 LED R16 1K VCC LD1 LD2 LED R17 1K GND R18 10 Q1 TIP42 TIP RING R8 220 IC2 TLP521 VCC Ringon R19 6K8 C10 1uF R20 10K Ring Detektor + 1 AC 2 AC 3-4 B2 BRIDGE C11 100uF R21 10K VCC GND TR1 C828 SP1 BUZZER VCC BUZZ R9 4K J1 DSP VCC GND RS GND EN P1 5K VCC P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 VCC R4 1K P0.3 P0.2 P0.1 P U2 AT24C08 SCL SDA VCC GND GND

52 3.4. Perancangan perangkat keras (Hardware) Perancangan perangkat keras rangkaian Phone book telepon dengan menggunakan mikrokontroler AT89C51 dapat dibagi menjadi beberapa rangkaian, yaitu: Perancangan sistem minimum AT89C51 Rangkaian sistem minimum AT89C51 berfungsi untuk melakukan pengolahan/pemroses data. Rangkaian ini menggunakan komponen utama mikrokontroler AT89C51. Sebagai sumber detak menggunakan oscillator internal dengan cara menambahkan resonator kristal 11 MHz diantara kaki-kaki XTAL1 dan XTAL2. 41

53 VCC DETEKSI HOOK 1 SWITCH LINE 1 DETEKSI DERING 1 C5 TO DA TA DTMF KONTROL D TMF D0 D1 D2 D3 P1.4 P1.5 P1.6 P HOOK 10 RDDTMF 11 IRQDTMF 12 RSDTMF 13 WRDTMF 14 CSDTMF 15 Bloking 16 Ringon 17 XTAL218 XTAL119 RST 9 U2 P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2/RXD1 P1.3/TXD1 P1.4/INT2 P1.5/INT3 P1.6/INT4 P1.7/INT5 P3.0/RXD0 P3.1/TXD0 P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL2 XTAL1 RST AT89C51 AD0/P0.0 AD1/P0.1 AD2/P0.2 AD3/P0.3 AD4/P0.4 AD5/P0.5 AD6/P0.6 AD7/P0.7 A15/P2.7 A14/P2.6 A13/P3.5 A12/P3.4 A11/P2.3 A10/P2.2 A9/P2.1 A8/P2.0 EA/Vpp ALE/PROG PSEN 39 P P P P P P P P EN 27 P RS 25 LD1 24 P SCL 22 SDA PROG 29 PSEN VCC TO LCD TO EEPROM KONTROL LCD 33p C6 X2 11,059MHz VCC 33p SW1 SW-PB C7 10uF/50V R10 10K Gambar 3.3. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler AT89C51 Didalam mikrokontroler AT89C51 tedapat berbagai fasilitas seperti yang telah disebutkan pada bab landasan teori sebelumnya, namun dalam rangkaian yang dibuat ini hanya beberapa fasilitas saja yang akan digunakan. Pada rangkaian ini port 0 (P0.0-P0.7) digunakan untuk saluran data yang akan menampilkan display ke LCD. Sebagai saluran kontrolnya (kontrol LCD) digunakan (P2.0-P2.3). Sementara EEPROM dihubungkan melalui P2.1 dan P2.2. Port 1 low byte (P1.0-P1.3) difungsikan sebagai saluran untuk menerima atau mengirimkan data DTMF dari rangkaian DTMF. 42

54 Port 3 digunakan untuk saluran kontrol DTMF, mendeteksi sinyal yang masuk dari rangkaian pendeteksi dering dan pendeteksi hook, selain itu juga digunakan untuk mengontrol rangkaian pemutus line telepon (switch line) Rangkaian DTMF Rangkaian DTMF mempunyai fungsi untuk mendeteksi sinyal DTMF yang masuk saat tombol pesawat telepon ditekan. Sinyal yang masuk tersebut kemudian diubah menjadi kode biner yang akan diambil sebagai data input mikrokontroler. Selain itu, rangkaian ini juga dapat mengirim/membangkitkan sinyal DTMF. Pada rangkaian ini saluran data biner (D0-D3) dihubungkan ke mikrokontroler melalui port 1 (P1.0-P1.3) VCC LINE TELEPON C2 1uF/60V TF1 TRAFO TONE C1 100nF X1 3,579 MHz 1K R2 22K/1% R15 R1 100K/1% GND TONEDTMF8 WRDTMF 9 CSDTMF 10 U1 IN+ VCC IN- St/GT GS ESt Vref D3 GND D2 OSC1 D1 OSC2 D0 TONE IRQ WR RD CS RS0 MT8888 C3 100N R D3 16 D2 15 D1 14 D0 13 IRQDTMF 12 RDDTMF 11 RSDTMF R13 3K3 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P3.2 P3.1 P3.3 P3.5 P TO MIKROKONTROLER Gambar 3.4. Rangkaian DTMF 43

55 Komponen utama rangkaian DTMF adalah IC MT8888. Sebagai sumber clock (oscillator) menggunakan kristal 3.57 MHz. Kapasitor pada input DTMF berfungsi untuk memblokir tegangan DC dan melewatkan sinyal DTMF. MT8888 mempunyai beberapa register, diantaranya transmit data register yang berfungsi mengirim data DTMF, receive data register untuk menerima nada DTMF, register control yang berfungsi untuk mengatur tata kerja MT8888 dan status register yang berfungsi untuk memantau keadaan/status MT8888. Untuk mengaktifkan register-register tersebut harus terlebih dahulu mengatur saluran kontrol dari register tersebut, yaitu saluran register slect (RS0), read (RD), write (WR) dan chip select (cs). Pada rangkaian ini saluran-saluran kontrol tersebut terhubung ke mikrokontroler melalui pin P3.3 (terhubung ke RS0), P3.5 (terhubung ke CS), P3.4 (terhubung ke WR) dan P3.1 (terhubung ke RD). Berikut adalah fungsi dari saluran kontrol: RS0 WR RD FUNGSI Menulis data ke transmit data register Membaca data dari receive data register Menulis data ke control register Membaca data dari status register IRQ digunakan untuk memantau data pada IC MT8888. Saat ada sinyal DTMF yang terdeteksi rangkaian DTMF, IRQ akan berlogika 0. Bila tidak ada sinyal DTMF 44

56 yang terdeteksi, IRQ akan berlogika 1. Pada rangkaian ini IRQ terhubung ke mikrokontroler melalui kaki P Rangkaian pendeteksi dering Rangkaian pendeteksi dering berfungsi untuk mendeteksi sinyal dering saat ada telepon yang masuk (melakukan panggilan). Bila ada nada dering yang masuk, keluaran dari tegangan sinyal pulsa pada rangkaian pendeteksi dering adalah sebesar 0 Volt dan bila tidak ada sinyal dering maka tegangan keluaran sinyal pulsa dari rangkaian adalah 5 Volt. Output rangkaian pendeteksi dering dihubungkan ke mikrokontroler melalui kaki P3.7. PESAWAT TELEPON R19 6K8 RING TIP C10 1uF 2 3 B2 AC + AC - BRIDGE 1 4 R8 220 IC2 TLP521 VCC R20 10K Ringon C11 100uF 1 TO MIKROKON TROLER P3.7 LINE TELEPON Gambar 3.5. Rangkaian pendeteksi dering Pada rangkaian diatas, kapasitor C10 berfungsi untuk menahan tegangan DC dari saluran telepon agar tidak masuk ke opto-coupler (TLP521), tetapi kapasitor ini akan melewatkan sinyal dering (AC). Resistor R8 (220? ) berfungsi untuk membatasi arus yang masuk ke opto-coupter TLP521. Sementara itu resistor 10K 45

57 berfungsi untuk membatasi arus yang masuk ke kaki kolektor transistor pada TLP Rangkaian pendeteksi hook Rangkaian pendeteksi hook berfungsi untuk mengetahui kondisi gagang pasawat telepon, apakah gagang tersebut dalam posisi diangkat (off hook) atau dalam posisi diletakan (on hook). Output rangkaian dihubungkan ke mikrokontroler melalui kaki P3.0. PESAWAT TELEPON C4 470nF/63Volt 2 3 B1 AC + AC - BRIDGE 1 4 R7 220 IC1 TLP521 VCC R21 10K HOOK 1 TO MIKROKON TROLER P3.0 LINE TELEPON Gambar 3.6. Rangkaian pendeteksi hook Pada rangkaian pendeteksi hook, apabila gagang telepon di angkat maka arus akan mengalir melalui resistor R7 (220? ), sehingga pada resistor timbul tegangan yang akan mengaktifkan opto-coupler (TLP 521), hal ini menyebabkan tegangan keluaran rangkaian menjadi 0 Volt (pulsa 0). Sebaliknya jika gagang telepon dalam 46

58 posisi diletakan arus tidak akan mengalir sehingga opto-coupler tidak aktif dan keluaran rangkaian 5 Volt (pulsa1) Rangkaian pemutus line telepon Rangkain pemutus line telepon digunakan untuk menyambungkan atau memutuskan rangkaian dengan line telepon. Rangkaian ini dihubungkan ke mikrokontroler melelui kaki P3.6. PESAWAT TELEPON TIP_P RL2A Relay5V VCC +12V R5 220 R6 220 D1 IN4001 TR1 828 R4 10K Bloking P3.6 1 TO MIKROKONTROLER LINE TELEPON Gambar 3.7. Rangkaian pemutus line telepon Untuk dapat mengontrol rangkaian pemutus line telepon, mikrokontroler harus mengirimkan data sinyal pulsa 0 atau 1. 47

59 Bila mikrokontroler mengirimkan sinyal pulsa 0, maka transistor berada dalam kondisi cut off, tegangan pada kolektor-emiter transistor (Vce) mendekati tegangan VCC sehingga relay akan off. Jika mikrokontroler memberikan sinyal pulsa 1, maka transistor menjadi saturasi, tegangan pada kolektor-emiter transistor (Vce) mendekati 0 sehingga relay akan menjadi on Perancangan perangkat lunak (software) Perangkat lunak mikrokontroler akan mengontrol kerja dari perangkat keras rangkaian, sehingga bagian ini sangat menentukan bekerja atau tidaknya sistem secara keseluruhan. Bahasa pemrograman menggunakan bahasa assembler MCS51. Tahap perancangan perangkat lunak (software) diawali dengan membuat algoritma dan flowchart terlebih dahulu, dengan cara ini program yang dibuat akan menjadi terstruktur dan terarah. 48

60 Mulai Inisialisasi B Check Ring Ada Ring? ya Aktifkan Relay Tunggu Sampai Telp Ditutup Telp Ditutup? ya Matikan Relay tdk tdk Check Hook tdk Hook Detect Aktif? ya Masukkan Password Password OK? tdk ya Tampilkan Menu Pilih Menu A 49

61 50

62 A Pilih Menu 1? ya Masukan Nama Masukkan Nomor B tdk ya Pilih Menu 2? ya Pilih Nomor Tujuan Dialling Tunggu Telp Ditutup Telp Ditutup? tdk tdk tdk Pilih Menu 3? ya Reset Memory Selesai? B tdk Gambar 3.8. Flowchart 51

63 3.6. Cara Kerja alat. Alat dipasang secara paralel dengan line telepon. Ketika power dihidupkan posisi gagang telepon harus dalam keadaan diletakan (on hook) Proses inisialisasi akan dilakukan saat pertama kali alat dihidupkan (power on). Selanjutnya mikrokontroler akan mengecek nada dering. Jika ada nada dering, maka alat siap untuk menerima panggilan. Jika tidak ada nada dering mikrokontroler akan mengecek kondisi gagang telepon. Apabila gagang telepon tidak diangkat mikrikontroler kembali akan memeriksa nada dering. Saat gagang telepon diangkat (off hook) mikrokontroler akan mengecek tombol telepon. Apabila saat itu memasukan nomor telepon yang tidak terdaftar dalam list maka akan diminta untuk memasukan pasword (pasword: 2222) jika pasword sudah benar maka panggilan keluar dapat dilakukan, namun jika pasword salah maka tidak dapa melakukan panggilan keluar. Untuk masuk ke sub menu tekan tombol bintang (*), kemudian masukan pasword (pasword: 1111) jika pasword salah maka tidak dapat masuk ke sub menu. Dalam sub menu terdapat beberapa pilihan, untuk memasukan list telepon baru tekan 1, untuk melihat list telepon/menghapus list telepon tekan 2 sedangkan untuk mereset list telepon tekan 3. 52

64 BAB IV 53

65 PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1. Pengujian pendeteksi dering. Pengujian dilakukan dengan cara menghubungkan input rangkaian pendeteksi dering ke saluran line telepon, kemudian tegangan keluaran rangkaian diukur menggunakan voltmeter. Pengukuran dilakukan saat ada nada dering dan saat tidak ada nada dering. Berikut ini adalah hasil pengukuran. Kondisi pengukuran Tidak ada nada dering Ada nada dering Vo (tegangan keluaran) 4,3 volt 0,2 volt Tabel 4.1. Hasil pengukuran rangkaian pendeteksi dering 4.2. Pengukuran pendeteksi hook Pengujian dilakukan dengan cara menghubungkan input rangkaian pendeteksi dering ke saluran line telepon, kemudian tegangan keluaran rangkaian diukur menggunakan voltmeter. Ukur tegangan keluaran saat gagang telepon diletakan (on hook) dan saat gagang telepon diangkat (off hook). 54

66 Berikut ini adalah hasil pengukuran. Kondisi pengukuran Gagang telepon diletakan Gagang telepon diangkat Vo (tegangan keluaran) 4,2 Volt 0,4 Volt Tabel 4.2. Hasil pengukuran rangkaian pendeteksi hook 4.3. Pengujian Pemutus line (switch line) Pengujian dilakukan dengan cara mengukur tegangan pada relay sebagai switch telepon. Pengukuran dilakukan ketika input rangkaian diberi logika 0 dan logika 1 oleh mikrokontroler. Berikut ini adalah hasil pengukuran. Diberi logika 0 Diberi logika 1 Kondisi Pengukuran Vrelay (tegangan relay) 0,1 Volt 4,4 Volt Tabel 4.3. Hasil pengukuran rangkaian switch line BAB V 55

67 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan. - Alat phone book telepon dapat menyimpan list telepon sampai 100 nomor. Semakin besar kapasitas memori yang digunakan, semakin banyak jumlah nomor telepon yang dapat disimpan. - Alat hanya dapat digunakan apabila sudah mengetahui/memasukan password terlebih dahulu. - Alat dapat dipasang secara paralel dengan telepon yang menggunakan sistem dial tone Saran. Untuk pengembangan lebih lanjut pada alat dapat ditambahkan aplikasi SMS, pembatas pulsa atau pembatas waktu pemanggilan. DAFTAR PUSTAKA 56

68 Agianto Eko Putra, 2002, Belajar aplikasi), Gava Media, Yogyakarta Mikrokontroler AT89C51/52/55 (Teori dan Suhata ST, 2005, Aplikasi Mikrokontroler sebagai pengendali peralatan elektronik via line telepon, PT Elex Media Komputindo, Jakarta Malvino, Barmawi, Prinsip-prinsip elektronika, Erlangga, Jakarta Atmel, Flash Mikrokontroler: Architektural Overview, Atmel Inc. ( Atmel.com), USA Atmel, AT89 Series Hardware Descripsion, Atmel Inc. ( Atmel.com), USA 57

69 LAMPIRAN A LIST PROGRAM ========PHONEBOOK FINAL PROGRAM========================= 58

70 $mod51 ===========HARDWARE CONFIGURATION======================= LCD, data => P0 rs bit P2.5 rw bit P2.6 en bit P2.7 run_led bit P2.4 output, program running indicator I2C, 2464 serial EEPROM sda bit P2.2 scl bit P2.1 Phone interface ring bit P3.7 input,0=ring relay bit P3.6 output,0=supply line,1=phoneline hook bit P3.0 input,0=offhook MT8888 dtmf_port equ p1 irq bit P3.2 wrdtmf bit P3.4 active low cs bit P3.5 rs0dtmf bit P3.3 rddtmf bit P3.1 ==============BUFFERS==================================== BIT ADDRESSED : tone_detect equ 00h 1=dtmf key tone detected pw_ok equ 01h 1=password OK first_time equ 02h 1=first time cursor_inc equ 03h 1=cursor increased BYTE : dtmf_buff equ 30h ASCII 0-9,*,# itc_buff equ 31h data buffer to be sent/rcv via I2C itc_addrl equ 32h Address low byte itc_addrh equ 33h Address high byte tap_ctr equ 34h prev_key equ 35h general1 equ 36h limit equ 4fh CONSTANTS Menu Password password1 equ 31h password2 equ 31h password3 equ 31h 59