BAB II DASAR TEORI. Transistor adalah suatu monokristal semikonduktor dimana terjadi dua pertemuan P-

BAB II DASAR TEORI

2.1

Transistor Sebagai Penguat Transistor adalah suatu monokristal semikonduktor dimana terjadi dua pertemuan P-

N, dari sini dapat dibuat dua rangkaian yaitu P-N-P dan N-P-N. Dalam keadaan kerja normal, transistor harus diberi polaritas sebagai berikut : 1. Pertemuan Emitter-Basis diberi polaritas dari arah maju seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1 (a). 2. Pertemuan Basis-kolektor diberi polaritas dalam arah mundur seperti ditunjukkan pada gambar 2.1 (b).

C

C

B

B E

E

( a )

( b )

Gambar 2.1 Dasar Polaritas Transistor Transistor adalah suatu komponen yang dapat memperbesar level sinyal keluaran sampai beberapa kali sinyal masukan. Sinyal masukan disini dapat berupa sinyal AC ataupun DC. Prinsip dasar transistor sebagai penguat adalah arus kecil pada basis mengontrol arus yang lebih besar dari kolektor melewati transistor. Transistor berfungsi sebagai penguat ketika arus basis berubah. Perubahan kecil arus basis mengontrol perubahan besar pada arus yang mengalir dari kolektor ke emitter. Pada saat ini transistor berfungsi sebagai penguat.

Universitas Sumatera Utara

Dan dalam pemakiannya transistor juga bisa berfungsi sebagai saklar dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut-off). Pada daerah penjenuhan nilai resistansi penyambungan kolektor emitter secara ideal sama dengan nol atau kolektor terhubung langsung (short). Ini menyebabkan tegangan kolektor emitter Vce = 0 pada keadaan ideal. Dan pada daerah cut off, nilai resistansi persambungan kolektor emitter secara ideal sama dengan tak terhingga atau terminal kolektor dan emitter terbuka yang menyebabkan tegangan Vce sama dengan tegangan sumber Vcc 2.2

Dioda Infra Merah Biasanya sebuah LED adalah sebuah dioda P-N, yang biasanya dibuat dari bahan

semikonduktor seperti Almunium-Galium-Arsinede (AlGaAs) atau Galium-ArsinedePhospide (GaAsP). Dioda Infra merah memancarkan cahaya oleh emisi spontan dimana cahaya dipancarkan sebagai hasil dari pengkombinasian dari elektron-elektron dan hole-hole. Untuk memperoleh jarak yang cukup jauh, Dioda infra merah memerlukan sinyal dengan frekuensi 30 hingga 50 kHz. Berbeda dengan Dioda LED yang hanya memerlukan level tegangan DC saja untuk mengaktifkan LED, Dioda Infra merah memerlukan sinyal AC dengan frekwensi 30 hingga 50 kHz untuk mengaktifkannya. Cahaya infra merah tersebut tidak dapat ditangkap oleh mata manusia, sehingga diperlukan phototransistor untuk mendeteksinya. Transmisi data dilakukan dengan menggunakan prinsip aktif dan non aktifnya LED infra merah sebagai kondisi logika 0 dan logika 1. Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa untuk mengaktifkan LED Infra merah diperlukan frekuensi sebesar 30 hingga 40 kHz, maka dalam hal ini logika 0 berarti sinyal berfrekwensi 30 KHz mengalir ke LED Infra merah dan logika 1 berarti tidak ada sinyal yang mengalir ke LED Infra merah.


Panjang Gelombang nanometer

Frekuensi (Hertz) 1023 1022 1021 1020 1019 1018 1017 1016 1015 1014 1013 1012 1011 1010 109 108 107 106 105 104 103 102

Sinar Gamma Sinar X Ultra Violet Infra Merah

Gelombang Pendek Daerah FM,TV

Daerah Siaran Radio AM Gelombang Panjang radio

10-5 10-4 10-3 1x satuan 10-2 1A 10-1 1 1 nm 10 102 103 1 um 104 105 106 1 cm 107 108 109 1m 1010 1011 1012 1 Km 1013 1014 1015 1016

10

Gambar 2.2 Spektrum Gelombang Elektromagnetik Spektrum sinar infra merah terdapat pada spektrum gelombang elekromagnetik. Gambar 2.2 menunjukkan spektrum gelombang infra merah yang terdapat pada salah satu diantara spektrum gelombang elektromagnetik. Ciri-ciri gelombang infra merah meliputi : a. Sinar infra merah meliputi daerah frekuensi antara 1011 sampai 1014 Hertz dan mempunyai daerah panjang gelombang 10-4 sampai 10-1 cm. b. Gelombang infra merah ini dihasilkan oleh elektron-elektron dalam molekul yang bergetar karena benda yang dipanaskan. c. Sinar Infra Merah dapat menembus kabut dan awan tebal.


Gelombang infra merah tidak dapat diamati secara langsung karena spektrum gelombang infra merah diatas gelombang cahaya yang tampak oleh panca indera kita. Radiasi sinar infra merah dapat dihasilkan oleh getaran-getaran atom-atom pada suatu molekul. Getaran atom pada suatu molekul dapat memancarkan gelombang elektromagnetik pada frekuensi yang khas pada infra merah sehingga spekstroskopi infra merah dapat merupakan salah satu alat penting untuk mempelajari struktur molekul. 2.3

LDR (Light Dependent Reisitor) LDR (ligh dependent reisitor) adalah merupakan sejenis resistor, LDR termasuk jenis

reistor variable karena jumlah tahanannya dapat berubah-ubah, perubahan tahanannya pada LDR di tentukan oleh besarnya cahaya yang mengenai penampang pada LDR. Apabila cahaya yang mengenai penampang LDR itu besar maka nilai tahanan di dalam LDR semakin kecil sebaliknya semakin kecil cahaya mengenai penampang LDR maka nilai tahanan pada LDR akan semakin besar. Pada proyek ini LDR akan di letakkan di dalam lemari dan jika lemari dibuka maka cahaya akan masuk dari luar ke dalam dan hal itu akan berpengaruh pada LDR. Dibawah ini adalah lambang dari sebuah LDR.

Gambar 2.3 Lambang Dari Sebuah LDR

2.4

Photo Transistor Sebuah photo transitor sama dengan transitor bipolar biasa, bedanya tidak terdeapat

terminal basis. Sebagai pengganti arus, input transistor diberikan dalam bentuk cahaya.


I CE   I CBO

Gbr 2.4 Rangkaian dasar photo transistor Arus basis ( ICBO) bertindak sebagai arus basis. Karena IC = βdc . IB +(βdc+1) (ICBO) dalam hal ini Ic = Icco, arus bocor kolektor emitor dengan basis terbuka. Hal yang sama ICBO dalam photo transistor naik bila hubungan basis kolektor diterangi. Bila ICBO dinaikkan arus kolektor (β+1) ICBO juga naik, maka untuk sejumlah penyinaran yang sagat sempit, photo transistor lebih peka dari photo dioda. Beberapa photo transistor yang lain memiliki basis dan sinar yang datang untuk membangkitkan arus basis, beberapa transistor yang lain memiliki terminal basis sehingga dapat diberikan tegangan yang luar biasa. Komponen ini biasanya dikemas dalam logam, inilah yang digunakan dalam proyek ini. Susunan beberapa photo transistor dan photo dioda sering digunakan sebagai photo detector. Untuk kuat penyinaran tertentu terdapat arus output yang lebih besar pada photo transistor dari pada photo dioda. Tetapi photo dioda mempunyai respon yang lebih cepat dalam switching kurang dari nano detik, sedangkan photo transistor dalam micro detik.

Gambar 2.5 Rangkaian foto transistor dan garis beban searah (DC Load Line)


Untuk menghasilkan arus output yang lebih besar digunakan photo transistor darlington yang terdiri dari photo transistor yang dihubungkan secara darlington dengan transistor lain. 2.5

BUZZER Buzzer merupakan suatu komponen yang dapat menghasilkan suara yang mana

apabila diberi tegangan pada input komponen, maka akan bekerja sesuai dengan karakteristik dari alarm yang digunakan. Dalam pembuatan proyek tugas akhir ini, penulis menggunakan “Buzzer” sebagai informasi suara. Hal ini dikarenakan karakteristik dari komponen yang mudah untuk diaplikasikan dan suara yang dihasilkan relatif kuat. Buzzer merupakan sebuah komponen elektronik yang dapat mengkonversikan energi listrik menjadi suara yang di dalamnya terkandung sebuah osilator internal untuk menghasilkan suara dan pada buzzer osilator yang digunakan biasanya diset pada frekuensi kerja sebesar 400 Hz. Dalam penggunaannya dalam rangkaian, buzzer dapat digunakan pada tegangan sebesar antara 6V sampai 12V dan dengan tipical arus sebesar 25 mA. Pada gambar 2.11 dapat dilihat simbol dari komponen buzzer.

Gambar 2.6 Simbol Buzzer

2.6

Relay Relay adalah suatu rangkaian switching magnetik yang bekerja bila mendapat catu

dari rangkaian trigger. Relay memiliki tegangan dan arus nominal yang harus dipenuhi output rangkaian pendrivernya/pengemudinya. Arus yang digunakan pada rangkaian adalah arus DC.


Konstruksi dalam suatu relay terdiri dari lilitan kawat (coil) yang dililitkan pada inti besi lunak. Jika lilitan kawat mendapatkan arus, inti besi lunak menghasilkan medan magnet dan menarik switch kontak. Switch kontak mengalami gaya tarik magnet sehingga berpindah posisi ke kutub lain atau terlepas dari kutub asalnya. Keadaan ini akan bertahan selama arus mengalir pada kumparan relay. Dan relay akan kembali ke posisi semula yaitu normally-off, bila tidak ada lagi arus yag mengalir padanya. Posisi normal relay tergantung pada jenis relay yang digunakan. Dan pemakaian jenis relay tergantung pada keadaan yang diinginkan dalam suatu rangkaian/sistem. Menurut kerjanya relay dapat dibedakan menjadi: -

Normaly Open (NO); saklar akan tertutup bila dialiri arus.

-

Normaly Close (NC); saklar akan terbuka bila dialiri arus.

-

Change Over(CO); relay ini mempunyai saklar tunggal yang normalnya tertutup yang mana bila kumparan 1 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal A, sebaliknya bila kumparan 2 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal B. Analogi rangkaian relay yang digunakan adalah saat basis transistor ini dialiri arus

maka transistor dalam keadaan tertutup yang dapat menghubungkan arus dari kolektor ke emiter yang mengakibatkan relay terhubung. Sedangkan fungsi dioda disini adalah untuk melindungi transistor dari tegangan induksi yang bisa mencapai 100 sampai 150 volt dimana tegangan ini dapat merusak transistor.

Gambar 2.7 (a) Simbol Relay

(b) relay dalam rangkaian


2.7

Buffer 74LS245 IC ini adalah chip yang dirancang untuk komunikasi dua arah antara data bus yaitu

untuk mengirimkan data dari bus A ke bus B atau dari bus B ke bus A, yang dikendalikan oleh masukan Direction (DIR). Sedangkan input enable G berfungsi untuk menyekat data (disable). IC 74LS245 ini mempunyai 20 buah pin. Adapun konfigurasi pinnya adalah sebagai berikut: D IR

VCC

A1

G

A2

B1

A3

B2

A4

B3

A5

B4

A6

B5

A7

B6

A8

B7

GND

A2

Gambar 2.8 Pin diagram IC 74LS245 Rangakain internal dan tabel kebenaran dari IC ini diperlihatkan pada gambar di bawah ini : G DIR

OPERASI

0

0

Data B ke bus A

0

1

Data A ke bus B

1

X

Disable

Tabel 2.1 Tabel kebenaran IC 74245 X = logika 0 atau logika 1.


Tranceiver bus berdelapan ini sudah dirancang untuk komunikasi dua arah tak sinkron antara bus-bus data. Peranti pun memungkinkan transmisi data dari bus A ke bus B atau dari bus B ke bus A, tergantung dari taraf logika di jalan masuk kemudi arah (DIR). Jalan masuk enabel G dapat dipakai untuk melumpuhkan peranti hingga bus-bus secara efektif tersekat. Buffer juga membenarkan nilai tegangan input TTL. Untuk lebih lengkapnya pada gambar 2.8 ditunjukkan diagram rangkaian dari IC 74 LS245. (B1) 18

(A1) 2

(B2) 17

(A2) 3

(B3) 16

(A3) 4

(B4) 15

(A4) 5

(B5) 14

(A5) 6

(B6) 13

(A6) 7

(B7) 12

(A7) 8

(B8) 11

(A8) 9

ENABLE G (19)

DIR (1)

Gambar 2.9 Rangkaian internal IC 74245. 2.8

Opto Coupler Opto coupler adalah merupakan komponen elektronik opto isolator yang terdiri dari

pemancar cahaya atau emitter yang mengkopel secara optik terhadap photo detector melalui media yang terisolasi. Pemancar cahaya dapat berupa penerang lampu ataupun LED. Media isolasi berupa udara, plastik, gelas atau fiber. Sedangkan photo detector dapat berupa photo konduktor, photo dioda, photo transistor, photo SCR atau rangkaian photo dioda/amplifier. Mengenai pengontrolan pemancaran cahaya dan photo detector memungkinkan pemindahan informasi dari suatu rangkaian yang mengandung pemancar cahaya ke rangkaian yang mengandung photo detector. Informasi dilewatkan secara optik melintasi celah isolasi yang perpindahannya memiliki system satu arah sehingga photo detector tidak mempengaruhi


rangkaian input. Isolasi optik mencegah adanya interaksi ataupun kerusakan rangkaian input yang disebabkan oleh perbedaan tegangan yang relatif tinggi terhadap rangkaian output. Bentuk fisik dari kemasan optocoupler 4N25 terdiri dari 6 pin atau kemasan dualinline. Konfigurasi ini pin 1 dan 2 umumnya dihubungkan ke pemancar cahaya, sedangkan pin 4,5 dan 6 dihubungkan ke photo detector.

6

1

5 2

3

4N25

4

Gbr 2.10 Rangkaian Optocoupler Opto coupler dirancang untuk menggantikan fungsi saklar mekanis dan pengubahan pulsa secara fungsional opto coupler sama dengan pasangan relay mekanis karena suatu isolasi tingkat tinggi diantara terminal input dan outputnya.Beberapa keunggulan opto coupler komponen solid statetadalah: -

Kecepatan operasi lebih cepat

-

Ukuran kecil

-

Tidak mudah dipengaruhi getaran dan goncangan

-

Respon frekuensi

-

Tidak ada bounce

Kompatible dengan banyak rangkaian –rangkaian logika dan mikroprosesor


2.9

IC MT 8870 (Tone Decoder) IC MT 8870 merupakan salah satu jenis IC tone decoder yang berfungsi sebagai

panghasil sinyal biner 4 bit yang menggambarkan karakter yang dikirim melalui sinyal DTMF. Tone decorder merupakan suatu rangkaian yang berfungsi untuk mengubah sinyal dengan frekuensi tertentu ke logika satu atau nol. Komponen luar yang diperlukan sangat sedikit dan merupakan pelengkap dari chip tersebut yang terdiri dari beberapa input yaitu amplifier, clock isolator dan Interface There State Data. IC ini dibuat dengan ukuran kemasan kecil dan penggunaan daya yang rendah dan unjuk kerja tinggi. Tegangan VDD yang diberikan cukup rendah yaitu 5 Volt DC dan dapat bekerja normal pada temperatur – 40 C sampai + 80 C. Arsitekturnya terdiri dari bagian filter yang berfungsi untuk memisahkan sinyal kelompok nada tinggi dan rendah kemudian diikuti oleh bagian decorder untuk memeriksa keabsahan frekuensi dan oleh rangkaian driver memeriksa lamanya nada yang sah sebelum mendaftarkan sepasang nada yang telah dikodekan.


1

18

2

IN +

VDD

17

3

IN -

ST / GT

16

4

GS

EST

15

5

VREF

STD

14

6

INH

Q4

13

7

PWDN

Q3 7

12

8

OSC 1

c8 Q2

11

9

OSC 2

c7 Q1

10

VSS

TOE

Gambar 2.11 IC MT 8870 Keterangan : IN +

= input non inverting Op – amp

IN -

= input inverting Op – amp

GS

= Gain Select

VRef

= Output tegangan referensi

INH

= (Input) inhibit

PWDN = (Input) power down OSC 1

= (Input) clock

OSC 2

= (Output) clock

VSS

= (Input) negative power supply

TOE

= (Output) There State Output Enable, logika high mengenablekan output Q1, Q2, Q3, Q4

Q1 – Q4 = Output There State data


STD

= (Output) delayed steering, menunjukkan logika High saat diterima sepasang nada yang telah didaftar

EST

= (Output) Early Steering, menunjukkan logika High saat diterima sepasang nada valid

ST / GT = (Output) Steering input/ Guard Time Bi–directional, mendeteksi pasangan nada dan menerima sepasang nada baru = (Input) positive power supply

VDD

Digit

INH

Est

X

-

L

H

L

H

L

H

L

H

L

H

L

H

L

H

L

H

L

H

L

H

L

H

L

H

L

H

L

H

Q4

Q3

Q2

Q1

Z

Z

Z

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

TOE Any 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 * # A B

L H H H H H H H H H H H H H

Z 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1


C

H

L

H

1

1

1

1

D

H

L

H

1

0

0

0

H

0 Tabel 2.2 Fungsi decoder MT 8870

2.10

Karakteristik Saluran Telepon Saluran telepon selain berfungsi untuk menyalurkan sinyal-sinyal pembicaraan juga

berfungsi untuk menyalurkan sinyal signaling yang diperlukan untuk membangun hubungan telepon. Gambar 2.3 memperlihatkan bentuk sinyal dan level tegangan pada saluran telepon. 100

Line Voltage - Volt

50

0

v2

 V -5 0

v1

I n c o m in g v o ic e D i a li n g p u ls a

0 p e n c i r c u it

 V

“o n H o o k ”

-1 0 0

IL = 0 m A

= 48 V

0 ,5 - 1 V IL = 3 m A

O u t g o in g v o ic e 1 - 2 V

 IL = 1 8 m A

IL = 1 6 - 2 0 m A “o ff H o o k ” IL = 1 6 - 2 0 m A

-1 5 0 R in g in g S ig n a l 5 0 s /d 9 0 V rm s I = L o o p C u rre n t

2 s o n ; 3 s o ff

Gbr. 2.12 Bentuk sinyal dan level tegangan pada saluran telepon Berikut ini akan dijelaskan karakteristik pada setiap kondisi yang terjadi pada saluran telepon : 

On–Hook Pada saat on-hook disebut saluran dalam keadaan bebas dimana pada saat ini pesawat

tersebut dapat dipanggil. Saat on-hook, pada saluran telepon terdapat tegangan sekitar –48 volt dan arus pembebanan sekitar 0 A, hal ini menunjukkan telepon sedang tidak digunakan. 

Off-Hook Pada saat hand-set telepon diangkat tegangan pada saluran turun menjadi –6 volt

sampai –8 volt dengan arus yang mengalir pada saluran telepon sekitar 16 sampai 20 mA


2.10.1 Pesawat telepon jenis DTMF (Dual Tone Multy Frequency) Pada pesawat telepon jenis tone saat menekan tombol yang dituju dihasilkan nada dengan frekuensi ganda yang berbeda yang disebut dengan sinyal DTMF (Dual Tone Multi frekuensi). Pada rekomendasi No. Q23 ini ada 2 group sinyal, yaitu Low-Band Frequency dan High-Band Frequency. Hubungan tombol dan frekuensi sinyal DTMF ini ditunjukkan pada table 2.4

FREKUENSI(HZ) TOMBOL

RENDAH

TINGGI

1

697

1209

2

697

1336

3

697

1477

4

770

1209

5

770

1336

6

770

1477

7

852

1209

8

852

1336

9

852

1477

0

941

1336

*

941

1209

#

941

1477

A

697

1633

B

770

1633


C

852

1633

D

941

1633

Tabel 2.3 Tombol dan sinyal DTMF yang dihasilkan Tanpa DTMF decoder, mikrokontroler bakal kesulitan mengidentifikasi angka '0' yang dikirim dari telepon. Padahal angka '0' berarti perintah untuk mencari status hidup dan mati alat listrik. DTMF decoder menggunakan seri terkenal IC MT8870 mencoba mengidentifikasi-nya berdasarkan besaran frekuensi. Setiap angka, dari 0 hingga 7 memiliki besaran frekuensi tersendiri, dan setiap frekuensi mengandung perintah tersendiri.

2.10.2 Telepon Nirkabel (Cordless Phone) Telepon nirkabel merupakan kombinasi telepon dan radio pemancar/penerima. Masalah utama pada telepon nirkabel yang tidak ditemui pada telepon biasa: 1. Jarak handset dengan base. 2. Kualitas suara yang dipengaruhi oleh jarak sinyal radio informasi dipancarkan dan interferensi. 3. Keamanan pembicaraan, dimana sinyal radio handset ke base sebagai penerima dipancarkan melalui udara terbuka sehingga memungkinkan untuk disadap oleh telepon nirkabel yang lain atau oleh scanner radio. Pada teknologi analog (yang lazim digunakan pada telepon nirkabel dengan model yang berharga murah) cenderung sinyal(analog)nya lebih banyak noise atau mudah terinterferensi sehingga mempengaruhi kualitas suara yang dihasilkan. Dan lagi, sinyal analog mudah disadap dan diterjemahkan oleh scanner radio. Sedangkan teknologi digital memberikan suara yang jernih. Selanjutnya, pada sinyal digital pembicaraan lebih terjamin. Pada tahun 1995, DSS (Digital Spread Sprectum)


diperkenalkan pada telepon nirkabel yang membuatnya hampir tidak mungkin pembicaraan dapat disadap oleh orang lain. Telepon nirkabel mempunyai dua bagian utama yaitu base dan handset: a. Base dimana saluran telepon dapat disambungkan. Base menerima panggilan masuk dalam bentuk sinyal listrik lewat saluran telepon, kemudian diubah menjadi sinyal radio dan dipancarkan. b. Handset, menerima sinyal radio dari base, lalu mengubahnya menjadi sinyal listrik dan mengirimkannya ke speaker, dimana sinyal listrik telah diubah menjadi suara. Ketika pelanggan pemanggil berbicara pada handset, ia memancarkan sinyal suara yang telah dikonversikan ke sinyal listrik oleh base dan saluran telepon mengirimkannya ke pelanggan yang dipanggil. Base dan handset beroperasi pada suatu pasangan frekuensi yang diperkenankan kepada pelanggan untuk berbicara dan mendengar pada waktu yang bersamaan disebut frekuensi duplex. Salah satu contoh telepon nirkabel yaitu GE (General Electric) yang dibuat pada tahun 1993 dan beroperasi di lebar pita 43-50 MHz. 2.11

Mikrokontroler AT89S52 Mikrokontroler AT89S52 ini merupakan mikrokontroler CMOS 8 bit dengan kinerja

yang tinggi dan dapat diaplikasikan ke berbagai rangkaian mikrokontroler. Mikrokontroler keluaran ATMEL ini menggunakan memori dengan teknologi nonvolatile memori, isi memori tersebut dapat di isi ulang ataupun dihapus berkali-kali. Mikrokontroler ATMEL ini memiliki kelengkapan sebagai berikut : 1.

Kompatibel dengan mikrokontroler MCS-51

2.

8K byte Downloadable Flash Memori

3.

2K byte EEPROM


4.

3 Level program memori lock

5.

256 byte RAM internal

6.

32 I/O yang dapat dipakai semua

7.

3 buah Timer/Counter 16 bit

8.

Programmable UART (serial port)

9.

SPI Serial Interface

10. Programmable Watchdog Timer 11. Dual Data Pointer 12. Frekuensi kerja 0 sampai 33 MHz 13. Tegangan operasi 4 volt sampai 5,5 volt 14. Dan lain-lain


Gambar 2.13 Arsitektur Mikrokontroler AT89S52 Terlihat dalam mikrokontroler AT89S52 memiliki banyak fitur yang menguntungkan. Dipakainya Downloadable flash memori memungkinkan mikrokontroler ini bekerja sendiri tanpa diperlukan bahan chip lainnya. Sementara flash memorinya mampu diprogram hingga seribu kali. Hardware Mikrokontroler AT889S52 merupakan keluaraga MCS – 51 yang terdiri atas : 1. CPU 8 – bit. 2. Osilator internal dan rangkaian pewaktu.


3. RAM internal 256 byte (dalam chip). 4. Empat programable port I/O, yang masing – masing terdiri atas 8 jalur I/O. 5. Tiga buah Timer/Counter 16-bit yang dapat diprogram. 6. Enam jalur interupsi yaitu 2 buah jalur eksternal (INT 0, INT 1) dan 3 buah interupsi timer 0, 1, dan 2 dan interupsi port serial. 7. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART. 8. Memori EPROM tipe flash sebesar 8 K Byte yang dapat diprogram didalam sistem, dan mampu mencapai 1000 siklus hapus/program. 9. Menyediakan fasilitas penguncian memori program 3 level, yang memungkinkan penjagaan terhadap hak cipta program (mencegah pembajakan program). Dengan kelengkapan chip AT89S52, pembuatan alat dengan menggunakan AT89S52 menjadi lebih sederhana dan tidak memerlukan chip pendukung. Secara diagram blok struktur dasar dari AT89S52 adalah prosesor 8 bit dimana data diolah per 8 bit. Lebar alamat mikrokontroler AT89S52 adalah 16 bit sehingga dapat mengakses memori sebanyak 65.536 lokasi memori. Frekuensi kerja mikrokontroler AT89S52 ditentukan frekuensi kristal yang dihubungkan ke osilator internal melalui XTAL 1 dan XTAL 2. Mikrokontroler ini mampu beroperasi dengan baik dengan frekuensi 0 Hz sampai 33 MHz. Kecepatan pelaksanaan instruksi persiklus adalah frekuensi kristal dibagi 12, dimana jika frekuensi clock 12 MHz maka lama pelaksanaan setiap satu siklus adalah 1 s. Timer/Counter juga bertambah satu dari standar 3 buah pada MCS-51. Selain itu frekuensi kerja yang lebar dan rancangan statik sangat membantu untuk proses debugging. Dengan adanya beberapa fitur tambahan itu, maka akan mengakibatkan bertambahnya SFR (Spesial Function Register). Mikrokontroler ini mampu beroperasi dengan baik dengan frekuensi 0 Hz sampai 33 MHz.


2.11.1 Pena–Pena Mikrokontroler AT89S52 Susunan pena (pin) mikrokontroler AT89S52 diperlihatkan pada gambar berikut :

Gambar 2.14 Konfigurasi Mikrokontroler AT89S52 Penjelasan dari masing – masing pena adalah : 1. Pena 1 sampai 8 (port 1) merupakan port paralel 8 bit dua arah (bidirectinal) yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan (general purpose). Selain itu port 1 yaitu P1.0 dan P1.1 dapat pula dikonfigurasikan menjadi masukan untuk timer/counter 2 untuk pencacahan pulsa external. Port 1 juga menerima alamat orde rendah selama pemrograman dan verifikasi. Pin Port

Fungsi Alternatif

P1.0

T2 (masukan external count untuk Timer/Counter 2), clock out

P1.1

T2EX (Timer/Counter 2 capture/reload trigger dan kontrol arah) Tabel 2.4 Fungsi Alternatif Port 1

2. Pena 9 (Reset) adalah masukan reset (aktif tinggi), pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset AT89C52, pena ini dihubungkan dengan rangkaian power on reset yang akan mengaktifkan reset saat pertama sekali rangkaian dihidupkan. 3. Pena 10 sampai 17 (port 3) adalah port paralel 8 bit dua arah yang memiliki fungsi pengganti. Fungsi pengganti meliputi TxD (Transmit Data), RxD (Receive Data), Int0


(Interrupt 0), Int1 (Interrupt 1), T1 (Timer 1), T0 (Timer 0), WR (Write), dan RD (Read). Bila fungsi pengganti tidak dipakai, pena–pena ini digunakan sebagai port paralel 8 bit serbaguna. Fungsi alternatif port 3 dapat dilihat pada tabel berikut : Pin Port

Fungsi Alternatif

P0.3

RXD (serial input port)

P3.1

TXD (serial output)

P3.2

INT 0 (external interrupt 0)

P3.3

INT 1 (external interrupt 1)

P3.4

T0 (timer 0 external input)

P3.5

T1 (timer 1 external input)

P3.6

WR (external data memory write strobe)

P3.7

RD (external data memory write strobe) Tabel 2.5 Fungsi Alternatif Port 3

4. Pena 18 (XTAL 1) adalah pena masukan rangkaian osilator internal. Sebuah osilator kristal atau sumber osilator ekternal dapat digunakan. 5. Pena 19 (XTAL 2) adalah pena keluaran ke rangkaian osilator internal. Pena ini dipakai untuk menggunakan osilator kristal. 6. Pena 20 (Ground) dihubungkan ke Vss atau ground. 7. Pena 21 sampai 28 (port 2) adalah port paralel 2 (P2) selebar 8 bit dua arah (bidirectional). Port 2 ini mengirimkan byte alamat bila dilakukan pengaksesan memori eksternal. 8. Pena 29 adalah pena PSEN (Program Store Enable) yang merupakan sinyal pengontrol yang memperbolehkan program memori eksternal masuk ke dalam bus selama proses pemberian/pengambilan instruksi (fetching).


9. Pena 30 adalah ALE (Address Latch Enable) yang digunakan untuk menahan alamat memori eksternal selama pelaksanaan memori eksternal. 10. Pena 31 (EA/VPP). Bila diberi logika tinggi, mikrokontroler akan melaksanakan instruksi dari Flash PEROM internal ketika isi program counter kurang dari 4096. Bila diberi logika rendah, mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program eksternal. Pin ini juga menerima tegangan 12 volt (VPP) selama pemrograman Flash. 11. Pena 32 sampai 39 (Port 0) merupakan port paralel 8 bit open drain dua arah. Bila digunakan untuk mengakses memori eksternal, port ini akan memultipleks alamat memori dengan data. 12. Pena 40 (Vcc) dihubungkan ke Vcc (+ 5 Volt). 2.11.2

Organisasi Memori AT89S52

Mikrokontroler AT89S52 mempunyai pembagian ruang alamat untuk program dan data. Memori data terletak pada ruang alamat terpisah dari memori. Memori yang dapat diakses secara internal adalah memori RAM internal dan Downloadable Flash Memori sebagai memori program internal. Selain itu mikrokontroler juga dapat mengakses memori program dan memori data dari luar. 2.11.3

Software Mikrokontroler AT89S52

Sebuah mikrokontroler tidak akan bekerja bila tidak diberikan program kepadanya. Program tersebut daftar apa yang harus dilakukan oleh mikrokontroler. Sebuah mikrokontroler yang telah bekerja baik dengan suatu program belum tentu akan bekerja seperti semula jika programnya diganti. 

Operand dan Ekspresi Bentuk umum semua instruksi dalam assembler MCS 51 dapat dituliskan sebagai

berikut : [label:] Mnemonic [operand] [,operand] [,operand] [;komentar]


Jumlah operand tergantung pada tipe Mnemonic. 

Simbol Assembler Khusus Assembler telah menyediakan beberapa symbol untuk menunjukkan register tertentu

sebagai operand. Tabel berikut menunjukkan simbol assembler khusus. Simbol khusus

Arti

A

Akumulator

R0 sampai R7

Register Serbaguna

DPTR

Data pointer. Register 16 bit Program counter. Register 16 bit yang berisi alamat

PC instruksi berikutnya yang akan dijalankan. C

Carry flag Akumulator/register B. Pasangan register untuk

AB perkalian dan pembagian. Tabel 2.6 Simbol Assembler Khusus



Pengalamatan Langsung Pengalamatan langsung dilakukan dengan memberikan nilai ke suatu register secara

langsung. Untuk melaksanakan hal tersebut digunakan tanda #. MOV A,#01H

: Isi akumulator dengan bilangan 01H.

MOV DPTR,#$19AB

: Isi register DPTR dengan bilangan 19ABH.



Pengalamatan Bit Pengalamatan bit adalah penunjukan alamat lokasi bit baik dalam RAM internal (byte 32

sampai 47) atau bit perangkat keras. Untuk melakukan pengalamatan bit digunakan symbol titik (.), misalnya FLAGS.3, 40.5, 21H.5, dan ACC.7. SETB TR1

: Set TR1 (Timer 1 on).


 Perintah DIV AB Bilangan biner 8 bit dalam Akumulator A dibagi dengan bilangan biner 8 bit dalam register B. Hasil pembagian berupa bilangan biner 8 bit ditampung di Akumulator, sedangkan sisa pembagian berupa bilangan biner 8 bit ditampung di register B. Bit OV dalam PSW (Program Status Word) dipakai untuk menandai nilai sebelum pembagian yang ada dalam register B. Bit OV akan bernilai ‘1’ jika register B asalnya bernilai $00.  Penambahan Satu (INC) Proses inkremen merupakan proses penambahan satu pada sisi suatu register atau memori. INC A

: (A) ← (A) + 1 Pemakaian instruksi inkremen menghemat pemakaian memori karena instruksi INC

merupakan instruksi 1 byte (tidak memakai operand).  Logika AND (ANL) Instruksi ini melakukan proses logika AND antara suatu register dengan register, register dengan data, carry flag dengan isi suatu alamat bit, dan lain – lain. Operasi logika AND banyak dipakai untuk me-‘0’-kan beberapa bit tertentu dari sebuah bilangan biner 8 bit,

caranya dengan membentuk sebuah bilangan biner 8 bit sebagai data konstan yang di-ANLkan bilangan asal. Bit yang ingin di-‘0’-kan diwakili dengan ‘0’ pada data konstan, sedangkan bit lainnya diberi nilai ‘1’, misalnya. Instruksi ANL P1,#%01111110 akan mengakibatkan bit 0 dan bit 7 dari Port 1 (P1) bernilai ‘0’ sedangkan bit-bit lainnya tetap tidak berubah nilai.  Logika NOT (Komplemen, CPL) Instruksi ini melakukan proses logika NOT pada suatu register, carry flag, atau isi suatu alamat bit. Sebagai contoh, misalnya akumulator berisi (0101 1100)B. Instruksi CPL A akan menyebabkan isi akumulator menjadi 1010 0011B atau A3H.


 Instruksi JB / JNB / JBC Instruksi JB (Jump on Bit Set), instruksi JNB (Jump on not Bit Set) dan instruksi JBC (Jump on Bit Set Then Clear Bit) merupakan instruksi Jump bersyarat yang memantau nilainilai bit tertentu. Bit-bit tertentu bisa merupakan bit-bit dalam register status maupun kaki input mikrokontroler MCS51.  CJNE (Compare Jump If Not Equal) Instruksi ini akan membandingkan isi register, atau isi memori dengan suatu data. Bila sama, instruksi selanjutnya yang akan dituju. Bila tidak sama, instruksi yang ditunjuk oleh label yang akan dilaksanakan. Sebagai contoh : CJNE R0,#02H, Tak_Sama Berarti jika R0 tidak sama dengan 02H maka instruksi akan menuju ke alamat dengan lebel Tak_Sama.  DJNZ (Decrement and Jump If Not Zero) Instruksi ini akan mengurangi isi register atau memori dengan satu. Bila sudah 0, instruksi selanjutnya yang akan dilaksanakan. Bila belum 0, instruksi dilanjutkan ke label. Sebagai contoh : DJNZ R1, Ulangi Berarti jika R1 tidak sama dengan nol, setelah dikurangi 1, pelaksanaan instruksi harus melompat ke tabel ulangi.  JB (Jump If Bit Is Set) Instruksi ini akan menguji suatu bit. Bila isinya 1, instruksi akan menuju label. Bila isinya 0, instruksi selanjutnya yang akan dieksekusi. Sebagai contoh, dalam instruksi. JB P1.0,Ulangi Bila P1.0 (bit 0 port 1) = 1, instruksi akan menuju ke label Ulangi.


 JNB (Jump If Bit Is Not Set) Instruksi ini menguji suatu alamat bit. Bila isinya 0, eksekusi akan menuju alamat kode. Jika isinya 1, instruksi selanjutnya yang akan dilaksanakan.  JNZ (Jump If Accumulator Is Not Zero) Instruksi ini menguji akumulator. Bila tidak sama dengan 0, eksekusi menuju alamat kode. Jika sama dengan 0, instruksi selanjutnya yang akan dilaksanaka.  Percabangan Tanpa Syarat Instruksi ini meliputi SJMP (Short Jump) dan LJMP (Long Jump). Sebagai contoh, dalam isntruksi  SJMP Awal Eksekusi program akan menuju label awal tanpa syarat apa pun.  Kelompok Instruksi untuk sub-rutin Instruksi-instruksi untuk membuat dan memakai sub-rutin/modul program, selain melibatkan Program Counter, melibatkan pula Stack yang diatur oleh Register Stack Pointer. Sub-rutin merupakan suatu potong program yang karena berbagai pertimbangan dipisahkan dari program utama. Bagian-bagian di program utama akan ‘memanggil’ (CALL) sub-rutin, artinya mikrokontroler sementara meninggalkan alur program utama untuk mengerjakan

instruksi-instruksi

dalam

sub-rutin,

selesai

mengerjakan

sub-rutin

mikrokontroler kembali ke alur program utama. Satu-satunya cara membentuk sub-rutin adalah memberi instruksi RET pada akhir potongan program sub-rutin. Program sub-rutin di-’panggil’ dengan instruksi ACALL atau LCALL.

Agar nantinya mikrokontroler bisa meneruskan alur program utama, pada saat menerima instruksi ACALL atau LCALL, sebelum mikrokontroler pergi mengerjakan subrutin, nilai Program Counter saat itu disimpan dulu ke dalam Stack (Stack adalah sebagian


kecil dari memori-data yang dipakai untuk menyimpan nilai Program Counter secara otomatis, kerja dari Stack dikendalikan oleh Register Stack Poiner). Selanjutnya mikrokontroler mengerjakan instruksi-instruksi di dalam sub-rutin sampai menjumpai instruksi RET yang berfungsi sebagai penutup dari sub-rutin. Saat menerima instruksi RET, nilai asal Program Counter sebelum mengerjakan sub-rutin yang disimpan di dalam Stack, dikembalikan ke Program Counter sehingga mikrokontroler bisa meneruskan pekerjaan di alur program utama. Instruksi ACALL dipakai untuk me-‘manggil’ program sub-rutin dalam daerah memori-program 2 KiloByte yang sama, setara dengan instruksi AJMP yang sudah dibahas di atas. Sedangkan instruksi LCALL setara dengan instruksi LCALL, yang bisa menjangkau seluruh memori-program mikrokontroler MCS51 sebanyak 64 KiloByte. (Tapi tidak ada instrusk SCALL yang setara dengan instruksi SJMP). Program untuk AT89C1051 dan AT89C2051 tidak perlu memakai instruksi LCALL. Instruksi RET dipakai untuk mengakhiri program sub-rutin, di samping itu masih ada pula instruksi RETI, yakni instruksi yang dipakai untuk mengakhiri Program Layanan Interupsi (Interrupt Service Routine), yaitu semacam program sub-rutin yang dijalankan mikrokontroler pada saat mikrokontroler menerima sinyal permintaan interupsi. Catatan :

Saat mikrokontroler menerima sinyal permintaaan interupsi, mikrokontroler

akan melakukan satu hal yang setara dengan intruksi LCALL untuk menjalankan Program Layanan Interupsi dari sinyal interupsi bersangkutan. Di samping itu, mikrokontroler juga me-‘mati’-kan sementara mekanisme layanan interupsi, sehingga permintaan interupsi berikutnya tidak dilayani. Saat menerima instruksi RETI, makanisme layanan interusi kembali diaktipkan dan mikrokontroler melaksanakan hal yang setara dengan instruksi RET.


BAB II DASAR TEORI. Transistor adalah suatu monokristal semikonduktor dimana terjadi dua pertemuan P-

Recommend Documents