Percobaan 8 INTERFACE MIKROKONTROLER DAN KOMPUTER SECARA SERIAL

Transkripsi

1 Percobaan 8 INTERFACE MIKROKONTROLER DAN KOMPUTER SECARA SERIAL I. Tujuan 1. Memahami komunikasi serial. 2. Memahami cara mengggunakan interrupt serial pada mikrokontroller Memahami cara kerja transer data lewat komunikasi serial RS Mampu membuat serta mengembangkan program bagi transer data antar mikrokontroller 8051 dengan Personal Computer. II. Ruang Lingkup A. Teori Singkat Komunikasi serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman data secara satu per satu dengan menggunakan satu jalur kabel data. Sehingga komunikasi serial hanya menggunakan 2 kabel data yaitu kabel data untuk pengiriman yang disebut transmit (Tx) dan kabel data untuk penerimaan yang disebut receive (Rx). Kelebihan dari komunikasi serial adalah jarak pengiriman dan penerimaan dapat dilakukan dalam jarak yang cukup jauh dibandingan dengan komunikasi parallel tetapi kekurangannya adalah kecepatan lebih lambat daripada komunikasi parallel, untuk saat ini sedang dikembangkan teknologi serial baru yang dinamakan USB (Universal Serial Bus) yang memiliki kecepatan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat disbanding serial biasa. Beberapa contoh : komunikasi Serial RS-232 dan RS-485. Berikut ini merupakan gambar rangkaian dari RS-232 dan RS-485 yang digunakan untuk melakukan komunikasi serial: TTL CMOS INPUT TTL CMOS OUTPUT 0,1µF 6,3 V 0,1µF 5 V 1 C 1+ C 1- C V V To 10 V 4-10 V C 2- T 1IN T 2IN 0,1µF 0,1µF T 1 T 2 V - T 1OUT T 2OUT R 1OUT R 1IN 13 0,1µF RS 232 OUTPUT 5 K RS 232 INPUT R 2OUT R 2IN 8 5 K NC '1' DATA DATA '0' NC R O RE/DE D I R O RE/DE D I A B A B Transmit 5V 0V Receive 5V 0V RS 485 A B A B R O RE/DE D I R O RE/DE D I DATA '0' NC NC '1' DATA RS 232 Gambar 8.1 Gambar rangkaian RS-232 dan RS-485 Percobaan 8 Halaman : 1 dari 10

2 AT89C51 mempunyai On Chip Serial Port yang dapat digunakan untuk komunikasi data serial secara Full Duplex sehingga Port Serial ini masih dapat menerima data pada saat proses pengiriman data terjadi. Untuk menampung data yang diterima atau data yang akan dikirimkan, AT89C51 mempunyai sebuah register yaitu SBUF yang terletak pada alamat 99H di mana register ini berungsi sebagai buer sehingga pada saat mikrokontroler ini membaca data yang pertama dan data kedua belum diterima secara penuh, maka data ini tidak akan hilang. Gambar 8.2 Blok Diagram Port Serial Pada serial terdapat 4 mode, yaitu mode 0,1,2, dan 3. Kita akan membahas satu persatu dari mode mode tersebut. Mode serial port : 1. Pada mode 0, Pin TX mengeluarkan shit clock, dan pin RX dapat menerima maupun mengirim data, dengan ormat 8 bit data dimulai dengan LSB dulu yang dikirim. Jadi pada saat dikirim data melalui RX maka sekalian pin TX mengirimkan signal clock secara berbarengan. Baud ratenya ix yaitu 1/12 rekuensi osilatornya. 2. Pada mode 1, Pin TX berungsi untuk mengirim data dan RX berungsi untuk menerima data, data yang dikirim ormatnya 8 bit data dengan LSB dikirim dahulu, serta 1 start bit( berlogika 0 ) dan 1 stop bit( berlogika 1 ). Baud ratenya variabel tergantung dari nilai yang ada pada register timer 1 maupun timer Pada mode 2, Pin TX berungsi untuk mengirim data dan RX untuk menerima data, ormat datanya sama dengan mode 1 hanya saja terdapat parity bitnya sehingga total bit yang terkirim sebanyak 11 bit. Bit paritynya dapat diset melalui TB8( lihat pada SCON ). Baud ratenya hanya ada 2 pilihan yaitu 1/32 atau 1/64 dari rekuensi osilatornya. 4. Pada mode 3 identik dengan mode 2, hanya saja Baud ratenya variabel tergantung nilai yang terdapat pada register dari timer 1 dan timer 2. Percobaan 8 Halaman : 2 dari 10

3 Cara Menset Mode serial ialah melalui Register SCON : Dalam coding serial dalam MCS, terdapat 2 konsep yaitu secara polling maupun secara interrupt. Seperti yang sudah dijelaskan diatas mengenai TI dan RI, maka dalam menerima data RI akan terset secara hardware sedangkan TI diset pada saat data hampir selesai dikirim, dan dalam hal transmisi data sangat perlu untuk CEK kondisi TI. Bila TI sudah berlogika 1 berarti data yang ditaruh dalam SBUF sudah selesai dikirim dan harus diclear secara sotware( secara program ), sebab bila tidak dicek apakah TI sudah 1 atau belum maka mungkin saja terjadi SBUF sudah direload dengan data baru sedangkan data yang lama belum selesai dikirim sehingga terjadi apa yang disebut dengan data corruption. Maka sebelum mengirim byte data yang selanjutnya sangatlah perlu untuk mengecek TI dulu. Bila coding serial dengan konsep polling maka codenya harus terus menerus mengecek lag TI dan RI, apakah berlogika 1, bila berlogika 1 maka langsung lompat ke procedure yang bersangkutan, dengan jangan lupa secepatnya mengclear lag TI atau RI, agar tidak lompat ke int. veltor dari serial. Keuntungan konsep polling adalah codenya yang simple, tetapi menghabiskan cpu time sebab selalu mengecek lag TI dan RI terus menerus tanpa dapat melakukan tugas yang lain, sebab bila melakukan yang lain maka pada saat salah satu lag tersebut menjadi satu maka akan langsung lompat ke int. vektor serial sehingga program akan menjadi kacau. Bila coding serial dengan konsep interrupt, maka program serialnya hanya ada pada subroutine dari int. serial saja, dimana hanya mengecek oleh lag mana interrupt serial terpanggil? Oleh TI atau RI? Bila oleh TI maka taruh datanya ke SBUF TI utk dikirim, dan bila karena RI maka selamatkan datanya ke suatu variabel dari SBUF RI. Keuntungannya code kita dapat melakukan tugas yang lainnya, kerugiannya adalah code yang cukup kompleks ( walaupun sebetulnya masalah kompleks relati bagi setiap orang ). Data transer rate dinyatakan dalam baud rate, yaitu kecepatan perubahan data per waktu. Cara menset serial serta BAUD yang dibutuhkan hanya cukup menset register IE, SCON (mengatur mode Serial), TCON, TMOD. Percobaan 8 Halaman : 3 dari 10

4 SCON SM0: Serial Port Mode bit 0, bit Pengatur Mode Serial SM1: Serial Port Mode bit 1, bit Pengatur Mode Serial SM2: Serial Port Mode bit 2, bit untuk mengaktikan komunikasi multiprosesor pada kondisi set. REN: Receive Enable, bit untuk mengaktikan penerimaan data dari Port Serial pada kondisi set. Bit ini di set dan clear oleh perangkat lunak. TB8: Transmit bit 8, bit ke 9 yang akan dikirimkan pada mode 2 atau 3. Bit ini diset dan clear oleh perangkat lunak RB8: Receive bit 8, bit ke 9 yang diterima pada mode 2 atau 3. Pada Mode 1 bit ini berungsi sebagai stop bit. TI: Transmit Interrupt Flag, bit yang akan set pada akhir pengiriman karakter. Bit ini diset oleh perangkat keras dan di clear oleh perangkat lunak RI: Receive Interrupt Flag, bit yang akan set pada akhir penerimaan karakter. Bit ini diset oleh perangkat keras dan di clear oleh perangkat lunak Selain variabel-variabel di atas, masih terdapat sebuah variabel lagi yang menjadi pengatur baud rate serial yaitu Bit SMOD pada Register PCON. Apabila bit ini set maka aktor pengali 32 pada ormula 3.1 akan berubah menjadi 16. Oleh karena itu dapat disimpulkan ormula untuk baud rate serial untuk Mode 1 dan Mode 3 adalah: Mode Baud Rate SMOD = 0 SMOD = 1 Baud rate = Baud rate = 12x(256 TH1) x32 12x(256 TH1) x Baud rate = 12x(256 TH1) x Baud rate = 12x(256 TH1) x16 Pada serial sebelum menerima maupuin mengirim data, data tersebut ditampung pada buer serial atau yang disebut SBUF(serial buer). Sebetulnya pada serial MCS terdapat 2 serial buer dengan nama SBUF. Jika demikian maka bagaimana caranya MCS dapat membedakan SBUF mana untuk kirim dan untuk terima? Jawabannya MCS dapat mengetahui SBUF mana yang mau diakses melalui instruksi dari programnya. Percobaan 8 Halaman : 4 dari 10

5 Contoh : MOV SBUF,A berarti SBUF transmit MOV A,SBUF berarti SBUF receive Dalam coding serial dalam MCS, terdapat 2 konsep yaitu secara polling maupun secara interrupt. Seperti yang sudah dijelaskan diatas mengenai TI dan RI, maka dalam menerima data RI akan terset secara hardware sedangkan TI diset pada saat data hampir selesai dikirim, dan dalam hal transmisi data sangat perlu untuk CEK kondisi TI. Bila TI sudah berlogika 1 berarti data yang ditaruh dalam SBUF sudah selesai dikirim dan harus diclear secara sotware( secara program ), sebab bila tidak dicek apakah TI sudah 1 atau belum maka mungkin saja terjadi SBUF sudah direload dengan data baru sedangkan data yang lama belum selesai dikirim sehingga terjadi apa yang disebut dengan data corruption. Maka sebelum mengirim byte data yang selanjutnya sangatlah perlu untuk mengecek TI dulu. Bila coding serial dengan konsep polling maka codenya harus terus menerus mengecek lag TI dan RI, apakah berlogika 1, bila berlogika 1 maka langsung lompat ke procedure yang bersangkutan, dengan jangan lupa secepatnya mengclear lag TI atau RI, agar tidak lompat ke int. veltor dari serial. Keuntungan konsep polling adalah codenya yang simple, tetapi menghabiskan cpu time sebab selalu mengecek lag TI dan RI terus menerus tanpa dapat melakukan tugas yang lain, sebab bila melakukan yang lain maka pada saat salah satu lag tersebut menjadi satu maka akan langsung lompat ke int. vektor serial sehingga program akan menjadi kacau. Bila coding serial dengan konsep interrupt, maka program serialnya hanya ada pada subroutine dari int. serial saja, dimana hanya mengecek oleh lag mana interrupt serial terpanggil? Oleh TI atau RI? Bila oleh TI maka taruh datanya ke SBUF TI utk dikirim, dan bila karena RI maka selamatkan datanya ke suatu variabel dari SBUF RI. Keuntungannya code kita dapat melakukan tugas yang lainnya, kerugiannya adalah code yang cukup kompleks ( walaupun sebetulnya masalah kompleks relati bagi setiap orang ). Gambar berikut ini menggambarkan pin-pin konektor serial yang diperlukan untuk melakukan komunikasi sederhana ke computer : Rx Tx Ground Connector FEMALE Percobaan 8 Halaman : 5 dari 10

6 B. Datar Alat 1. Modul Aplikasi & Interacing kode : III. Reerensi Manual Book Serial Interacing INex CITS NX-2000 Anonim, Architectural Overview o The MCS-51 Family o Microcontrollers, Intel Inc. Hall, Douglas V. (1991), Microprocessors And Interacing : Programming and Hardware. McGraw-Hill Inc IV. Urutan Instruksi Kerja A. Prosedur Port MCS Sebagai Output Hubungkan Modul 8051 dengan Modul Led Display Board dengan menggunakan data bus seperti gambar 8.1 di bawah ini Percobaan 8 Halaman : 6 dari 10

7 Gambar 8.3 Koneksi antara modul 8051 dengan Led Display Board Ketiklah program (Assembly) dibawah ini pada Notepad : Program mengirim sebuah karakter dengan Bahasa Assembler 51 DATA_TX EQU 30H DATA_RX EQU 31H BR EQU 0FDH FLAG_RX EQU 20H.0 TXREADY EQU 20H.1 ORG 00H AJMP START ORG 23H AJMP SERIAL ORG 40H START: MOV SP,#60H MOV TMOD,#20H MOV SCON,#50H MOV TL1,#BR MOV TH1,#BR SETB TR1 SETB ES SETB EA CLR FLAG_RX SETB TXREADY LOOPING: JNB FLAG_RX,TIDAK_ADA ADA: CLR FLAG_RX MOV A,DATA_RX MOV DATA_TX,A ACALL SEND_BYTE TIDAK_ADA: AJMP LOOPING SEND_BYTE: JNB TXREADY,$ MOV A,DATA_TX MOV SBUF,A CLR TXREADY RET SERIAL: PUSH ACC Percobaan 8 Halaman : 7 dari 10

8 END KIRIM: TERIMA: DONE: JB TI,KIRIM JB RI,TERIMA CLR TI SETB TXREADY AJMP DONE CLR RI MOV A,SBUF MOV DATA_RX,A SETB FLAG_RX POP ACC RETI Program mengirim sebuah karakter dengan Bahasa C 51 #include <at89x52.h> #deine BR 0xFD //setting baudrate char Data_Rx; char Data_Tx; bit lag_rx; bit TxReady; void initserial() { SCON = 0x50; TMOD = 0x20; TH1 = BR; TL1 = BR; TR1 = 1; ES = 1; EA = 1; TxReady = 1; lag_rx = 0; void int_serial() interrupt 4 { i(ri) { RI = 0; Data_Rx = SBUF; lag_rx = 1; i(ti) { TI = 0; TxReady = 1; void sendbyte() { Percobaan 8 Halaman : 8 dari 10

9 while(!txready); SBUF = Data_Tx; TxReady = 0; void main() { initserial(); while(1) { i(lag_rx) { lag_rx = 0; Data_Tx = Data_Rx; sendbyte(); Compile-lah dan write dengan WINISP.EXE ke dalam IC Perhatikanlah apa yang terjadi. Tugas : Buatlah program komunikasi serial antara PC dan MCS-52 agar PC dapat menyalakan 8 buah led. Status dari nyala Led ditampilkan pada program Microsot Visual Basic 6.0 Percobaan 8 Halaman : 9 dari 10

10 B. Tugas Laporan 1. Komunikasi Serial MCS dan PC 2. Keuntungan/kerugian menggunakan komunikasi serial 3. Perhitungan Baud Rate 4. Flowchart semua program 5. Kesimpulan C. Tugas Pendahuluan 1. Menurut anda apa manaat komunikasi serial pada MCS-52? 2. Apa yang dimaksud dengan baud rate pada komunikasi serial? 3. Mengapa IC MAX232 diperlukan pada modul praktikum? 4. Sebutkan dan jelaskan mode-mode serial yang terdapat pada MCS-52! Percobaan 8 Halaman : 10 dari 10