TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN MODUL MIKROKONTROLER BERBASIS AT89S51 SEBAGAI MEDIA INTERAKTIF UNTUK MENINGKATKAN PROSES BELAJAR MENGAJAR PADA MATA KULIAH MIKROKONTROLER Oleh : AMINUDIN NIM : 04107031 PROGRAM STUDI SISTEM KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA 2010
RANCANG BANGUN MODUL MIKROKONTROLER BERBASIS AT89S51 SEBAGAI MEDIA INTERAKTIF UNTUK MENINGKATKAN PROSES BELAJAR MENGAJAR PADA MATA KULIAH MIKROKONTROLER By : Aminudin Guidance : Didik Tristianto, S.Kom., M.Kom. ABSTRACT Nowadays Microcontroller has been use by industries as their main tool for daily activities. This includes controlling their production machines, security system technologies, and many more. The first thing that needs to be prepared is a microcontroller module. A module based on AT89S51 that hopefully can be used to improve the teaching and learning process. A communication data series RS232 were used for planning and developing the module. To be included in this process is push bottom button, keypad, and LED (Light Emitting Diode) as the output, 7 segment, and LCD (Liquid Crystal Display). As the microcontroller developed in a single chip mode, then the creation of the microcontroller program will be much simpler. Even more, the application network and the simplified listing program have been used therefore the development of this tool should be easy. Microcontroller type AT89S51 was used on developing the tool. Key Word : Microcontroller, AT89S51, LED, LCD, 7 Segment, RS232
KATA PENGANTAR Pertama-tama penulis ingin mengucapkan puji syukur kepada Allah SWT, serta Nabi Muhammad SAW, karena atas berkat dan rahmatnya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini hingga selesai. Tugas Akhir ini merupakan persyaratan wajib yang harus ditempuh untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Komputer di Universitas Narotama Surabaya khususnya Program Studi Sistem Komputer Fakultas Ilmu Komputer. Pada kesempatan ini penulis ingin meminta maaf yang sebesar-besarnya apabila ada kesalahan baik yang disengaja maupun tidak disengaja, dan tak lupa pula penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak dan Ibu yang selalu mendoakan dan memberikan dukungan selama kuliah hingga Tugas Akhir ini selesai, semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat dan hidayahnya. 2. Istriku tercinta Diah Arie W. yang telah banyak berkorban waktu dan materi selama kuliah hingga Tugas Akhir ini selesai, semoga Allah SWT selalu memberikan rahmat dan hidayahnya. 3. Bapak Didik Tristianto, S.Kom., M.Kom. selaku Ketua Program Studi Sistem Komputer dan Dosen pembimbing I yang telah berkenan meluangkan waktu, perhatian, juga kesabarannya dalam membimbing penulis, sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Adi Susanto, ST. selaku Dosen pembimbing II yang juga telah berkenan meluangkan waktu, dan kesabarannya dalam membimbing penulis, sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Ibu Rinci Kembang Hapsari, S.Si., M.Kom. selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer. 6. Keluarga besarku yang telah banyak memberikan support selama kuliah hingga Tugas Akhir ini selesai. 7. Keluarga Besar PT. Dian Graha Elektrika. Yang telah memberikan sarana dan prasarana selama ini. 8. Seluruh Staf dan Dosen Pengajar Fakultas Ilmu Komputer Universitas Narotama Surabaya. 9. Buat Purnomo, Agus Wijaya, Wahyu Adi Raharjo makasih buat tour de Malangnya. 10. Temen Temen seperjuangan. Akhirnya kita lulus juga. 11. Laptopku, makasih telah menemaniku selama ini. Penulis berharap semoga laporan ini berguna bagi siapa saja yang menggunakannya terutama mahasiswa Fakultas Ilmu Komputer Program Studi Sistem Komputer Universitas Narotama Surabaya. Akhir kata penulis ucapkan banyak terima kasih. Surabaya, 9 Oktober 2010 Penulis
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAKS. i KATA PENGANTAR. iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR.. x BAB I PENDAHULUAN. 1 1.1 Latar Belakang..... 1 1.2 Rumusan Masalah....... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Penulisan 4 1.5 Manfaat Penulisan... 4 1.6 Metodologi Penelitian. 5 1.7 Sistematika Penulisan... 6 BAB II LANDASAN TEORI....... 8 2.1 Konsep Dasar Mikrokontroler... 8 2.1.1 Struktur Mikrokontroler..... 8 2.1.2 Fitur-fitur Mikrokontroler AT89S51..... 11 2.1.3 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51.. 12 2.1.4 Konfigurasi dan Pin Mikrokontroler AT89S51 14 2.1.5 SFR (Spesial Function Register). 18 2.2 LED (Light Emitting Diode)...... 19
2.3 7 Segmen....... 20 2.4 Keypad....... 22 2.5 LCD ( Liquid Cristal Display )....... 23 2.5.1 DDRAM (Display Data Ram). 25 2.5.2 CGROM (Character Generator ROM).. 26 2.5.3 Inisialisasi 26 2.6 ADC (Analog Digital Converter)... 27 2.6.1 Konfigurasi PIN ADC 29 2.7 DAC (Digital Analog Converter) 32 2.7.1 DAC Penjumlahan Resistor 33 2.7.2 DAC Jaringan R-2R Ladder... 33 2.7.3 Konfigurasi PIN DAC 35 2.8 Komunikasi Data Serial. 35 2.8.1 IC MAX 232 dan RS232.. 36 2.8.2 Konfigurasi Port Serial.. 38 2.9 Program Bahasa Assembly 40 2.9.1 Label.. 41 2.9.2 Mnemonik.. 42 2.9.3 Operan 42 2.9.4 Komentar 42 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT.. 44 3.1 Aplikasi LED........ 45 3.1.1 Diagram Blok Rangkaian dan Rangkaian Skematik 45 3.1.2 Diagram Alir Aplikasi LED... 46 3.2 Aplikasi Display 7 Segmen.... 46 3.2.1 Diagram Blok Rangkaian dan Rangkaian Skematik 46 3.2.2 Diagram Alir Aplikasi 7 Segmen.. 48
3.3 Aplikasi LCD Karakter..... 49 3.3.1 Diagram Blok Rangkaian dan Rangkaian Skematik 49 3.3.2 Diagram Alir Aplikasi LCD Karakter 51 3.4 Aplikasi ADC (Analog Digital Converter).. 52 3.4.1 Diagram Blok Rangkaian dan Rangkaian Skematik 52 3.4.2 Diagram Alir Aplikasi ADC 54 3.5 Aplikasi DAC (Digital Analog Converter). 54 3.5.1 Diagram Blok Rangkaian dan Rangkaian Skematik 54 3.5.2 Diagram Alir DAC. 56 3.6 Aplikasi Komunikasi Serial RS232. 57 3.6.1 Diagram Blok Rangkaian dan Rangkaian Skematik 57 3.6.2 Diagram Alir Komunikasi Data Serial 58 BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA SISTEM..... 59 4.1 Tampilan Alat....... 59 4.2 Aplikasi Program Kendali.... 60 4.3 Pengujian Hardware dan Software....62 4.3.1 Pengujian Menggunakan Aplikasi Pengendali LED Dengan Intruksi MOV. 63 4.3.2 Pengujian Menggunakan Aplikasi Pengendali Menggambil Data Saklar dan Mengeluarkan ke LED 64 4.3.3 Pengujian Menggunakan Aplikasi Tulis Karakter A Pada 7 Segmen (Display1).. 65
4.3.4 Pengujian Menggunakan Aplikasi Pengendali Setting Up/Dn dan Enter dengan display 7 Segmen.. 66 4.3.5 Pengujian Menggunakan Aplikasi Menghidupkan LED melalui komunikasi serial RS232 dengan Program Hyperterminal... 68 BAB V PENUTUP... 70 5.1 Kesimpulan...70 5.2 Saran.... 71 DAFTAR PUSTAKA...72 LAMPIRAN.... 74
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Diagram Blok Mikrokontroler Umum...8 Gambar 2.2 Blok Diagram Mikrokontroler AT89S51...13 Gambar 2.3 Konfigurasi PIN AT89S51...14 Gambar 2.4 Bentuk Fisik dan Simbol LED...20 Gambar 2.5 Modul 7 Segmen Tunggal...21 Gambar 2.6 Susuna Lampu 7 Segmen Tunggal...21 Gambar 2.7 Rangkaian Interface Keypad...22 Gambar 2.8 Modul LCD Karakter 2 x 16...23 Gambar 2.9 Lokasi Memori Display LCD Karakter...25 Gambar 2.10 Konfigurasi PIN ADC0804...29 Gambar 2.11 DAC Penjumlahan Resistor...33 Gambar 2.12 Jaringan R-2R Ladder...34 Gambar 2.13 Konfigurasi PIN DAC0808...34 Gambar 2.14 IC MAX 232...37 Gambar 2.15 Konektor DB9...38 Gambar 3.1 Diagram Blok Secara Umum...44 Gambar 3.2 Blok Diagram Rangkaian LED...45 Gambar 3.3 Rangkaian Skematik Penampilan LED...45 Gambar 3.4 Diagram Alir Penampilan LED...46 Gambar 3.5 Blok Diagram Rangkaian 7 Segmen...46 Gambar 3.6 Rangkaian Skematik 7 Segmen dan Dekoder...47 Gambar 3.7 Diagram Alir Display 7 Segmen...48 Gambar 3.8 Blok Diagram LCD...49 Gambar 3.9 Rangkaian Skematik LCD Karakter...49 Gambar 3.10 Diagram Alir LCD Karakter...51 Gambar 3.11 Blok Diagram ADC0804...52 Gambar 3.12 Rangkaian Skematik ADC0804...52
Gambar 3.13 Diagram Alir Rutin Utama ADC0804...54 Gambar 3.14 Blok Diagram DAC 0808...54 Gambar 3.15 Rangkaian Skematik DAC0808...55 Gambar 3.16 Diagram Alir Mengeluarkan Teganggan Tertentu Pada DAC... 56 Gambar 3.17 Blok Diagram Komunikasi Serial...57 Gambar 3.18 Rangkaian Skematik Komunikasi Serial...57 Gambar 3.19 Diagram Alir Komunikasi Data Serial Menggambil Data satu Karakter dari Mikrokontroler dengan Hyperterminal...58 Gambar 4.1 Perancangan Hardware...60 Gambar 4.2 Diagram Alir Perancangan Program...61 Gambar 4.3 Rangkaian Skematik Push Button...64
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port 3...17 Tabel 2.2 Peta Register Fungsi Khusus SFR...19 Tabel 2.3 PIN dan Fungsi LCD...23 Tabel 2.4 Koneksi Interface ADC ke Mikrokontroler...31 Tabel 2.5 Intruksi Logika Pada PIN Kontrol A/D 0804...32 Tabel 2.6 Konfigurasi Pin dan Nama Sinyal Konektor Serial DB-9...39 Tabel 3.1 Data Display 7 Segmen...49 Tabel 2.4 Koneksi Interface ADC ke Mikrokontroler...53 Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian LED dengan Intruksi MOV...64 Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Mengambil Data Saklar dan Mengeluarkannya ke LED...65 Tabel 4.3 Data Display 7 Segmen...66
DAFTAR PUSTAKA Buku Referensi : Rachmad Setiawan, 2005, Mikrokontroler MCS-51, Graha Ilmu, Yogyakarta Setiawan Sulhan, 2006, Mudah dan menyenangkan belajar Mikrokontroler, Andi, Yogyakarta Ibnu Malik Moh, 2003, Belajar Mikrokontroler ATMEL 89S8252, Gava Media, Yogyakarta Trywiyanto, 2009, Media Pengembangan Mikrokontroler Keluarga MCS51, Lab Mikrokontroler Poltekes Surabaya, Surabaya M Tahir, 2009. Disain kendali laju aliran udara dan sistem pengumpan bahan bakar biomassa berbasis fuzzy pada pengering jagung Erk-Hybrid, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, Bogor Internet : http://id.wikipedia.org/wiki/dioda_cahaya, 18 Mei 2010 http://www.hwmania.org/, 02 Juni 2010 http://www.forge-europa.co.uk/photo/standard-seven-segment.jpg, 15 Juni 2010 http://blog.its.ac.id/rizahanum09mhsisitsacid/2009/12/31/adc-analog-to-digitalconverter, 20 September 2010 http://electronic-scema.blogspot.com/2009/01/adc-tanpamikro.html, 18 Mei 2010 http://electronic-scema.blogspot.com/2009/01/adc-tanpamikro.html, 15 Juni 2010 http://www.ittelkom.ac.id/library/images/stories/artkel2/periode Serial DB-9.JPG, 30 September 2010 http://www.ittelkom.ac.id, 02 Juni 2010 2/Konfigurasi