PERANCANGAN SOFTWARE JAM DIGITAL DENGAN SISTEM KALENDER BERBASIS MIKROKONTROLLER DS1307 TUGAS AKHIR TAUFIK PASARIBU

Transkripsi

1 PERANCANGAN SOFTWARE JAM DIGITAL DENGAN SISTEM KALENDER BERBASIS MIKROKONTROLLER DS1307 TUGAS AKHIR TAUFIK PASARIBU PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 PERANCANGAN SOFTWARE JAM DIGITAL DENGAN SISTEM KALENDER BERBASIS MIKROKONTROLLER DS1307 TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya TAUFIK PASARIBU PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

3 PERNYATAAN PERANCANGAN SOFTWARE JAM DIGITALDENGAN SISTEM KALENDER BERBASIS MIKROKONTROLER DS1307 TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2010 TAUFIK PASARIBU

4 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, dengan limpahan berkatnya penyusunan tugas akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 2. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc, selaku Ketua Program Studi D-III Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 3. Ibu Dra. Justinon, M.Si, selaku Sekretaris Program Studi D-III Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 4. Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.Si, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan kepercayaan penuh pada penulis untuk menyempurnakan tugas akhir ini. 5. Dosen, staff dan pegawai di Program Studi D-III Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 6. Teristimewa kepada Ibunda S.Sirait yang telah banyak memberikan dukungan doa dan moril maupun materil. Kepada Kakak dan Adik (Kak Frieska, Kak Eva, Kak Betty, Kak Aril dan Dek Ria) atas perhatian, motivasi dan doanya. 7. Eva Natalie Siringo-ringo yang telah banyak membantu dan memberi dukungan serta pemikiran kepada penulis.

5 8. Teman-teman di PNJ (Pondok Nur Jaya) khususnya Selina, Tina, Martin, Fajar, Fasionah, Robby, dan Team futsal Laguboti FC (Park Lian, Benny, Wilman, Amin, Bang Juntriman, dan Mesu) atas dukungan semangat dan doanya. 9. Teman-teman seperjuangan FIN 07, khususnya GORGOM 07 (Dedy Xtankovic, Yatim Pique dan Marvel Margukguk, Julio Gabe, Miswar Budin) yang telah banyak memberi dukungan semangat dan kerja sama selama masa perkuliahan. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

6 ABSTRAK Untuk mengatur waktu aktifitas sehari-hari agar berjalan sesuai rutinitas yang diinginkan seseorang, maka sering kali diperlukan alat bantu sebagai pengingat waktu, berupa jam digital yang dipengkapi dengan kalender. Tugas akhir ini merancang bangun jam digital menggunakan IC Real Time Clock yang dilengkapi dengan mikrokontroller ATMega8-L sebagai pengendali waktu saat ini dan kalender untuk menampilkan tanggal, bulan dan tahun saat ini. Dalam sistem ini IC Real Time Clock (RTC) DS1307 sebagai masukan waktu ke mikrokontroller dan seven segen debagai penunjuk waktu (jam dan menit) dan kalender (tanggal, bulan dan tahun). Waktu yang menjadi acuan dalam jam digital diatur pada awal penggunaan jam digital ini ke dalam IC RTC melalui tombol tekan dan mikrokontroller akan mengambil data waktu tersebut pada alamat memori tertentu. Berdasarkan hasil pengujian, mulai dari set waktu dan set tampilan kalender dapat dikendalikan oleh mikrokontroller. Secara keseluruhan sistem ini dapat berfungsi sesuai dengan rancangan.

7 DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Daftar Isi Daftar Gambar Daftar Tabel Halaman ii iii iv vi vii x xii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Tujuan Penulisan Batasan Masalah Sistematika Penulisan 3 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Perangkat Keras Real Time Clock (RTC) DS Komunikasi Serial Antar IC (I2C/TWI) Prinsip Komunikasi I2C Pengalamatan 7-bit I2C/TWI Defenisi-defenisi Kondisi Bus Mode Pengoperasian Transfer Data Mode Operasi RTC DS1307 melalui I2C/TWI Peta Alamat (Address Map) RTC DS Jam dan Kalender 14

8 Register Kontrol (Control Register) Mikrokontroller ATMega8L Konstruksi ATMega8L Pin-pin pada Mikrokontroller ATMega8L Menentukan Lamanya Satu Detik Menentukan Satu Detik Menggunakan Osilator Kristal Menentukan Satu Detik Pada Mikrokontroller Mikrokontroller AT89C Pin-Pin Pada Mikrokontroller AT89C IC Seven Segment Perangkat Lunak Pemrograman Bahasa C Bentuk Dasar Program C Pengenal Tipe Data Variabel Bertanda (Signed) dan Tak Bertanda (Unsigned) Pengarah Preprosesor Pernyataan Fungsi Pustaka Pernyataan IF Pernyataan Switch Memanggil Assembler Bahasa Assembly MCS Code Vision AVR Software 8051 Editor, Assembler, Simulator Software Downloader 50 BAB 3 PERANCANGAN ALAT 3.1. Diagram Blok Rangkaian 51

9 3.2. Sistem Kerja Rangkaian Perancangan Power Supply (PSA) Rangkaian Mikrokontroller ATMega8L Perancangan Driver Perancangan Display Seven Segment Pengaturan Jam dan Menit dengan Tombol Manual 57 BAB 4 ANALISA PROGRAM 4.1. Pengujian Rangkaian PSA Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega8L Pengujian Rangakian Display Seven Segment Pengujian Detik Pengujian Program Keseluruhan Sistem 62 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran 72 DAFTAR PUSTAKA 73 LAMPIRAN

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Diagram pin RTC DS Gambar 2.2 Block diagram DS Gambar 2.3 Prinsip komunikasi serial bus I2C 8 Gambar 2.4 Proses transfer data pada I2C 11 Gambar 2.5 Data write-slave receiver mode 12 Gambar 2.6 Data read-slave transmitter mode 13 Gambar 2.7 Konfigurasi pin mikrokontroller ATMega8L 20 Gambar 2.8 Skema penentuan detik, menit dan jam 22 Gambar 2.9 Rangkaian skematik untuk menentukan suatu detik menggunakan kristal osilator 50 khz 24 Gambar 2.10 Pembangkitan clock 1 MHz di port 1 pin 0 26 Gambar 2.11 Pembangkitan clock 500 khz 26 Gambar 2.12 Pin IC Mikrokontroller AT89C Gambar 2.13 Diagram fungsi register 31 Gambar 2.14 Diagram pin IC Gambar 2.15 Tampilan seven segment 32 Gambar 2.16 Konfigurasi seven segment tipe common anoda 32 Gambar 2.17 Konfigurasi seven segment tipe common katoda 33 Gambar 2.18 Programmer setting 48 Gambar 2.19 Software 8051 editor, assembler, simulator 49 Gambar 2.20 ISP-Flash programmer 50 Gambar 3.1 Diagram blok rancangan jam digital dengan sistem kalender 51 Gambar 3.2 Rangkaian power supply 52 Gambar 3.3 Sistem minimum ATMega8L 53 Gambar 3.4 Rangkaian Driver 54 Gambar 3.5 Rangkaian skematik display seven segment 55

11 Gambar 3.6 Rangkaian Jam dan Menit 55 Gambar 3.7 Rangkaian Tanggal, Bulan dan Tahun 56 Gambar 3.8 Rangkaian pengaturan jam secara manual 57 Gambar 4.1. Blok diagram pengujian jam dengan frequensi counter 61

12 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Peta alamat RTC DS Tabel 2.2 Register kontrol (control register) 16 Tabel 2.3 Rate select (RS1, RS0) 16 Tabel 2.4 Jumlah intruksi NOP yang di sisipkan dan frekuensi clock keluaran 27 Tabel 2.5 Fungsi masing-masing pin port 3 mikrokontroller AT89S Tabel 2.6 Tipe data 36 Tabel 4.1. Konversi angka desimal ke heksadesimal 60