DAFTAR ISI. Daftar Pustaka P a g e

Transkripsi

1 DAFTAR ISI Halaman I. DASAR TEORI Mikrokontroler ATmega16 1. Pengertian Mikrokontroler Arsitektur ATmega Konfigurasi Pena (PIN) ATmega Deskripsi PIN Mikrokontroler ATmega Port sebagai Input / Output Analog to Digital Converter Segment 1. Pengertian 7 Segment Prinsip Kerja 7 Segment... 9 Light Emitting Diode (LED) 1. Pengertian LED Prinsip Kerja LED Switch 1. Pengertian dan jenis jenis II. PERCOBAAN a. Flowchart b. Coding AVR c. Simulasi Daftar Pustaka P a g e

2 I. DASAR TEORI 1. Mikrokontroler ATmega16 a. Pengertian Mikrokontroler ATmega16 Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu serpih (chip). Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write Memory), beberapa Port masukan maupun keluaran,dan beberapa peripheral seperti pencacah/pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analog converter) dan serial komunikasi. Salah satu mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroler AVR. AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instuction Set Compute) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard. Secara umum mikrokontroler AVR dapat dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga AT90Sxx, ATMega dan ATtiny. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fiturnya Seperti mikroprosesor pada umumnya, secara internal mikrokontroler ATMega16 terdiri atas unit-unit fungsionalnya Arithmetic and Logical Unit (ALU), himpunan register kerja, register dan dekoder instruksi, dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya. Berbeda dengan mikroprosesor, mikrokontroler menyediakan memori dalam serpih yang sama dengen prosesornya (in chip). b. Arsitektur ATMEGA16 Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent). Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari: 1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz. 2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte 3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 4. CPU yang terdiri dari 32 buah register. 5. User interupsi internal dan eksternal 6. Port antarmuka SPI dan Port USART sebagai komunikasi serial 2 P a g e

3 7. Fitur Peripheral Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan mode compare Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, mode compare, dan mod capture Real time counter dengan osilator tersendiri Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog 8 kanal, 10 bit ADC Byte-oriented Two-wire Serial Interface Watchdog timer dengan osilator internal 3 P a g e

4 Gambar 2.1 Blok diagram ATMega16 c. Konfigurasi Pena (PIN) ATmega16 Konfigurasi pena (pin) mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40-pin dapat dilihat pada Gambar 2.2. Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 pin untuk masing-masing Gerbang A (Port A), Gerbang B (Port B), Gerbang C (Port C), dan Gerbang D (Port D). Gambar 2.2 Pin-Pin Atmega16 d. Deskripsi PIN Mikrokontroler ATmega16 1. VCC (Power Supply) dan GND(Ground) a. Port A (PA7..PA0) Port A berfungsi sebagai input analog pada konverter A/D. Port A juga sebagai suatu Port I/O 8-bit dua arah, jika A/D konverter tidak digunakan. Pin - pin Port dapat menyediakan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk masing-masing bit). Port A output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Ketika pin PA0 ke PA7 digunakan sebagai input dan secara eksternal ditarik rendah, pin pin akan memungkinkan arus sumber jika resistor internal pull-up diaktifkan. Pin Port A adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. 4 P a g e

5 b. Port B (PB7..PB0) Port B adalah suatu port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Port B output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pena Port B yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pena Port B adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. c. Port C (PC7..PC0) Port C adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Port C output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pena Port C yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pena Port C adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. d. Port D (PD7..PD0) Port D adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Port D output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pena Port D yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pena Port D adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. RESET (Reset input) XTAL1 (Input Oscillator) XTAL2 (Output Oscillator) AVCC adalah pena penyedia tegangan untuk Port A dan Konverter A/D. AREF adalah pena referensi analog untuk konverter A/D. e. Port sebagai Input/Output ATMega16 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB, PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bi- directional dengan pilihan 5 P a g e

6 internal pull-up. Tiap port mempunyai tiga buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf x mewakili nama huruf dari port sedangkan huruf n mewakili nomor bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn terdapat pada I/O address PORTx, dan bit PINxn terdapat pada I/O address PINx. Bit DDxn dalam register DDRx (Data Direction Register) menentukan arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output. Bila DDxn diset 0 maka Px berfungsi sebagai pin input.bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1. Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 0. Saat mengubah kondisi port dari kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi peralihan apakah itu kondisi pull-up enabled (DDxn=0, PORTxn=1) atau kondisi output low (DDxn=1, PORTxn=0). Biasanya, kondisi pull-up enabled dapat diterima sepenuhnya, selama lingkungan impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan antara sebuah strong high driver dengan sebuah pull-up. Jika ini bukan suatu masalah, maka bit PUD pada register SFIOR dapat diset 1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua port. Peralihan dari kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga menimbulkan masalah yang sama. Kita harus menggunakan kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=0) sebagai kondisi transisi. Tabel Konfigurasi pin port 6 P a g e

7 Bit 2 PUD : Pull-up Disable Bila bit diset bernilai 1 maka pull-up pada port I/O akan dimatikan walaupun register DDxn dan PORTxn dikonfigurasikan untuk menyalakan pull-up (DDxn=0, PORTxn=1). f. Analog To Digital Converter AVR ATMega16 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan resolusi 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC dapat dikonfigurasi, baik single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC ATMega16 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau (noise) yang amat fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan dari ADC itu sendiri. ADC pada ATMega16 memiliki fitur-fitur antara lain : Resolusi mencapai 10-bit Akurasi mencapai ± 2 LSB Waktu konversi μs 8 saluran ADC dapat digunakan secara bergantian Jangkauan tegangan input ADC bernilai dari 0 hingga VCC Disediakan 2,56V tegangan referensi internal ADC Mode konversi kontinyu atau mode konversi tunggal Interupsi ADC complete Sleep Mode Noise canceler 2. 7 Segment a. Pengertian 7 Segment Display 7 segment merupakan komponen yang berfungsi sebagai penampil karakter angka dan karakter huruf. Display 7 segment sering juga disebut sebgai penampil 7 ruas. Pada display 7 segment juga dilengkapi karakter titik (dot) yang sering dibutuhkan untuk karakter koma atau titik pada saat menampilkan suatu bilangan. Display 7 segment terdiri dari 7 penampil karakter yang disusun dalam sebuah kemasan sehingga dapat menampilkan karakter angka dan karakter huruf. Terdapat 7 buah penampil dasar dari LED (Light Emiting Diode) yang dinamakan karakter A-F dan 7 P a g e

8 karakter dot. Bentuk susunan karakter penampil karakter A-F pada display 7 segmen dapat dilihat pada gambar berikut. Bentuk Susunan Karakter Display 7 Segment. Pada dasarnya penampil 7 segment merupakan rangkaian 7 buah dioda LED (Light Emiting Diode). Terdapat 2 (dua) jenis rangkaian dasar dari display 7 segment yang dikenal sebagai display 7 segment common anoda (CA) dan common cathoda (CC). Pada display common anoda untuk mengaktifkan karakter display 7 segment diperlukan logika rendah (0) pada jalur A-F dan Dot dan sebaliknya untuk display 7 segment common cathoda (CA) logika tinggi (1). Rangkaian internal display 7 segment common anoda dan common cathoda (CC) dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Internal Display 7 Segment Common Anoda Rangkaian Internal Display 7 Segment Common Cathoda 8 P a g e

9 Rangkaian LED seperti pada gambar diatas disusun sedemikian rupa sehingga membentuk display 7 segment yang dapat menampilkan karakter angka dan huruf. Karena hanya terdiri dari 7 bagian (7 ruas) maka tampilan huruf yang dihasilkan dispaly 7 segment tidak dapat menampilkn karakter huruf secara lengkap a-z, akan tetapi dalam aplikasi rangkaian elektronika karakter huruf yang sering ditampilkan oleh display 7 segment adalah karakter A-F saja. Display 7 segment dapat menamplikan karakter angka desimal 0 9 yang dapat dilihat pada gambar berikut. Karakter Angka pada 7 Segment b. Prinsip Kerja 7 Segment Prinsip kerja dari seven segment ini adalah inpuan bilangan biner pada switch dikonversi kedalam decoder, baru kemudian decoder mengkonversi bilangan biner tersebut ke dalam bilangan desimal, yang mana bilangan desimal ini akan ditampilkan pada layar seven segmen. Fungsi dari decoder sendiri adalah sebagai pengkonversi bilangan biner ke dalam bilangan desimal. 3. Light Emitting Diode (LED) a. Pengertian LED Light Emitting Diode atau biasa disebut LED adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan masih termasuk dalam kategori dioda. Tetapi LED mempunyai keistimewaan yaitu dapat memancarkan cahaya seperti lampu. LED strukturnya sama dengan Dioda, yaitu menggunakan sambungan P dan N. Untuk dapat menghasilkan emisi cahaya pada semikonduktor, bahan pengotor atau doping yang dipakai adalah galium, arsenic, dan phospor. Bahan pengotor atau doping yang berbeda akan menghasilkan yang berbeda juga. Warna LED yang umum adalah Merah, Kuning, Hijau, Biru, Putih. Kelabihan dari LED ini adalah konsumsi listrik yang lebih rendah dibandingkan dengan lampu atau yang lainnya bila digunakan sebagai sumber 9 P a g e

10 cahaya. Selain itu kelebihan lainnya adalah tahan lama, murah, dan tersedia dalam berbagai warna sesuai dengan kebutuhan. Dengan perkembangan teknologi, sekarang LED digunakan untuk penerangan ruangan dengan pertimbangan konsumsi daya yang lebih rendah. Sehingga dengan daya dan biaya minimal sudah dapat digunakan untuk penerangan yang setara dengan lampu TL. Berikut adalah simbol Light Emitting Diode (LED) b. Prinsip Kerja Light Emitting Diode (LED) Seperti halnya dioda, maka LED juga memiliki 2 kutub yaitu Anoda dan Katoda. LED akan menyala apabila mendapat bias Forward atau ada arus listrik yang mengalir dari Anoda ke Katoda. Dalam rangkaian Elektronika pemasangan kaki LED tidak boleh terbalik, karena apabila terbalik atau mendapat bias Reverse maka LED tidak akan menyala. LED memiliki karakteristik yang berbeda menurut warna yang dihasilkan. Arus listrik yang diperbolehkan untuk LED berkisar antara 10 ma - 20 ma dan pada tegangan 1,6 Volt - 3,5 Volt sesuai dengan warna yang dihasilkan. Apabila Arus atau Tegangan yang mengalir lebih dar ketentuan tersebut, maka LED akan terbakar atau putus. Untuk Menyiasati hal tersebut dapat menggunakan Resistor yang berfungsi sebagai pembatas arus dan pembagi tegangan. 4. Switch atau Saklar a. Pengertian dan Macam-Macam Switch Switch atau saklar merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai memutus dan menghubungkan aliran listrik. Dan ada beberapa jenis jenis saklar contohnya seperti di bawah: a) Limit switch Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar 10 P a g e

11 Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak. Simbol limit switch ditunjukan pada gambar berikut. Gambar simbol dan bentuk switch limit Limit switch umumnya digunakan untuk : Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain. Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil. Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek. b) Saklar Push ON Saklar Push ON merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan dua titik atau lebih dalam suatu rangkaian elektronika. Salah satu jenis saklar adalah saklar Push ON yaitu saklar yang hanya akan menghubungkan dua titik atau lebih pada saat tombolnya ditekan dan pada saat tombolnya tidak ditekan maka akan memutuskan dua titik atau lebih dalam suatu rangkaian elektronika. Simbol saklar Push ON ditunjukan pada gambar berikut. Gambar simbol dan bentuk 11 P a g e

12 Saklar push ON dapat berbentuk berbagai macam, ada yang menggunakan tuas dan ada yang tanpa tuas. Saklar push ON sering diaplikasikan pada tombol-tombol perangkat elektronik digital. Saklar push ON juga dikenal sebagai saklar push button. II. PERCOBAAN 1. Flowchart dari Rangkaian 4 Switch Start PORTB = Input PORTC = Output PORTD = Output PINB.0 = 0 Nama PINB.1 = 0 Tanggal Lahir PINB.2 = 0 LED Kiri PINB.3 = 0 LED Kanan 12 P a g e

13 2. Program dari AVR #include <mega16.h> #include <delay.h> int i; int Nama [5] = {0x02,0x08,0x47,0x41,0x09; int TL [10] = {0xA4,0xA4,0xBF,0xC0,0xB0,0xBF,0xF9,0x90,0x90,0x99; void main(void) { DDRC = 0xFF; DDRD = 0xFF; while (1) { PORTC = 0xFF; if (PINB.0 == 0) //Nama : GALUH {for (i=0; i<=4; i++) { PORTC = Nama [i]; PORTC = 0xFF; delay_ms(200); //Tanggal Lahir : else if (PINB.1 == 0) {for (i=0; i<=9; i++) { PORTC = TL [i]; PORTC = 0xFF; 13 P a g e

14 delay_ms(200); if (PINB.2 == 0) { PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; else if (PINB.3 == 0) { PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; PORTD = 0b ; 14 P a g e

15 3. Tampilan Simulasi dari Proteus Daftar Pustaka PDF ilmucomputer.com 15 P a g e