BAB II MIKROKONTROLER PIC16F877 DAN KOMPONEN PENDUKUNGNYA. Inc yang popular digunakan sekarang ini. Merupakan salah satu mikrokontroler dari

BAB II MIKROKONTROLER PIC16F877 DAN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

2.1

Mikrokontroler PIC16F877

Mikrokontroler PIC16F877 adalah mikrokontroler produksi Microchip Technology

Inc yang popular digunakan sekarang ini. Merupakan salah satu mikrokontroler dari keluarga PICmicro yang menggunakan teknologi FLASH memori, sehingga dapat diprogram atau dihapus hingga seribu kali. Prosesor (CPU) mikrokontroler PIC16F877 merupakan jenis RISC, dan ini menjadi keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroler 8-bit lain dikelasnya dalam hal kecepatan dan kompresi kode-kode program. Sebagaimana mikrokontroler pada umumnya, secara internal mikrokontroler PIC16F877 terdiri atas unit-unit fungsional Arithmetic and Logical Unit (ALU), kumpulan register kerja, register dan dekoder instruksi, pewaktu dan komponen kendali lainnya. Berbeda dengan sebuah mikroprosessor, sebuah mikrokontroler telah menyediakan komponen memori dalam serpih yang sama (in chip). Mikrokontroler ini menerapkan arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dengan memori data dan bus alamat dengan bus data, sehingga pengaksesan program dan pengaksesan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent). 2.1.1 Fitur Mikrokontroler PIC16F877 Keunggulan yang mendasari dalam teknologi mikrokontroler PIC16F877 antara lain sebagai berikut : A. Fitur Peripheral 

Timer

 Watchdog Timer 8 Bit.  Timer 0, 8 bit (timer / counter dengan 8 bit prescaler). 5

Universitas Sumatera Utara

6

 Timer 1, 16 bit (timer / counter dengan prescale).  Timer 2, 8 bit (timer / counter dengan prescaler dan postscaler). 

USART (Universal Serial Asynchronous Receiver Transmiter).



PORT Serial Sinkron.  Serial Peripheral Interface (SPI)  Master mode.  Inter-Integrated Circuit (I2C)  Master/Slave.



Parallel Slave Port (PSP) 8-bits wide, dengan external RD, WR and CS controls Dua Capture, Compare, PWM modul.  Capture 16 bit, max. resolusi 12.5 ns.  Compare 16 bit, max. resolusi 200 ns.  PWM max. resolusi 10-bit.



PORT Paralel  PORTB : 8 Bit digital I/O.  PORTC : 8 Bit digital I/O.  PORTD : 8 Bit digital I/O.

B. Fitur Analog 

PORT Paralel

 PORTE : 3 Bit digital I/O atau 3 canel masukan Analog.

 PORTA : 6 Bit digital I/O atau 5 canel masukan Analog.

 A/D 10 Bit (Analog to Digital Converter).



10-bit, up to 8-channel Analog-to-Digital Converter (A/D).



Brown-out Reset (BOR).



Analog Comparator module with:


7

 Two analog compar  Programmable on-chip voltage reference (VREF) module. C. Fitur Mikrokontroler 

RISC CPU yang mempunyai performance tinggi.



Memori  Memori Program

 Flash ROM : 8 K x 14 Bit.  Stack : 8 x 13 Bit.

 Memori Data

 RAM : 368 x 8 Bit.  EEPRON : 225 x 8 Bit.

2.1.2



Programmable code protection.



Power saving Sleep mode.



Selectable oscillator options.



In-Circuit Serial Programming (ICSP) hanya dengan dua pin.



Watchdog Timer (WDT) dengan on-chip RC oscillator.



High Sink / Source Current: 25 mA.



Wide operating voltage range: 2.0V to 5.5V.



Processor read / write access to program memory.



Low power, high speed CMOS FLASH / EEPROM technology.

Pin Mikrokontroler PIC 16F877 Mikrokontroler PIC16F877A diproduksi dalam kemasan 40 pin PDIP (Plastik Dual

In Line) maupun 40 pin SO (Small Outline). Namun yang banyak terdapat dipasaran adalah kemasan PDIP. Pin-pin untuk I/O sebanyak 33 pin yang terdiri atas 5 PORT, yaitu 6 pin pada PORT A, 8 pin pada PORT B, 8 pin pada PORT C, 8 pin pada PORT D, dan 3 pin pada PORT E. Tujuh pin lainnya berfungsi sebagai pin tegangan input (+), ground,


8

oscilator clock ekternal dan master clear / reset aktif low. Berikut konfigurasi dan fungsifungsi pin mikrokontroler PIC16F877 dalam kemasan DIP (Dual In Line).

Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler PIC16F877 1.

PORT A (RA0-RA5) Pin pada PORT A berfungsi sebagai (I/O) dua arah (bidirectional), dan juga

mempunyai fungsi alternatif seperti pada Tabel 2.1. Tabel 2.1

Nama Pin

Fungsi Alternatif PORT A

Nomor Pin (DIP 40)

RA0 / AN0

2

RA1 / AN1

3

Fungsi Alternatif RA0

Digital I/O - 0

AN0

Input analog - 0

RA1

Digital I/O - 1

AN1

Input analog - 1


9

RA2 / AN2 /

4

VREF-

RA3 / AN3 / VREF+

5

RA4 / T0CKI /C1OUT

RA5 /AN5/

6

/

7

C2OUT

RA2

Digital I/O – 2

AN2

Input analog – 2

VREF-

Tegangan referensi rendah

RA3

Digital I/O – 3

AN3

Input analog – 3

VREF+

Tegangan referensi tinggi

RA4

Digital I/O – 4

T0CKI

Input analog – 4

C1OUT

Masukan clock eksternal timer 0

RA5

Digital I/O – 5

AN5

Input analog – 5 Slave select untuk komunikasi serial

C2OUT

2.

Comparator C2 output

PORT B (RB0-RB7) Pin pada PORT B berfungsi sebagai (I/O) dua arah (bidirectional), dan juga


Nama Pin RB0 / INT

Fungsi Alternatif PORT B

Nomor Pin (DIP 40) 33

Fungsi Alternatif RB0

Digital I/O – 0

INT

External Interrupt

RB1

34

Digital I/O – 1

RB2

35

Digital I/O – 2

RB3 / PGM

36

RB3

Digital I/O – 3

PGM

Programming Enable Pin

RB4

37

Digital I/O – 4

RB5

38

Digital I/O – 5


10

RB6 RB6 / PGC

39

Digital I/O – 6 Serial Programming Clock (Pemrograman cara

PGC

ICSP)

RB7 RB7 /PGD

3.

40

Digital I/O – 7 Serial Programming Data (Pemrograman cara

PGD

ICSP)

PORT C (RC0-RC7) Pin pada PORT C berfungsi sebagai (I/O) dua arah (bidirectional), dan juga


Nama Pin

RC0 / T1OSO / T1CKI

RC1 / TIOSI / CCP2

Nomor Pin (DIP 40)

15

16

Fungsi Alternatif RC0

Digital I/O - 0

TIOSO

Timer 1 Oscillator Output

T1CKI

Timer 1 Clock Input eksternal

RC1

Digital I/O – 1

TIOSI

Timer 1, Oscillator Input

CCP2 RC2

RC2 / CCP1

RC3 / SCK / SCL

Fungsi Alternatif PORT C

17 CCP1

Ouput Analog – 1, dengan pengaturan sinyal input (secara PWM) Digital I/O – 2, Output Analog – 2, dengan pengaturan sinyal input (secara PWM)

RC3

Digital I/O -3

SCK

Clock SPI (synchronous Serial Port)

18


11

RC4 / SDI / SDA

RC5 / SDO /

RC6 / TX / CK

RC7 / RX / DT

4.

23

SCL

Clock slave select

RC4

Digital I/O – 4

SDI

Masukan data SPI (master mode)

SDA

Masukan data slave select

RC5

Digital I/O – 5

SDO

Keluaran data SPI (master mode)

RC6

Digital I/O – 6

TX

Transmiter USART

CK

USART Clock

RC7

Digital I/O – 7

RX

Receiver USART

DT

Data USART

24

25

26

PORT D (RD0-RD7) Pin pada PORT D berfungsi sebagai (I/O) dua arah (bidirectional), dan juga

mempunyai fungsi alternatif seperti pada Tabel 2.4. Tabel 2.4 Fungsi Alternatif PORT D

Nama Pin

Nomor Pin (DIP 40)

RD0 / PSP0

19

RD1 / PSP1

20

RD2 / PSP2

21

Fungsi Alternatif RD0

Digital I/O – 0

PSP0

Parallel Slave Port – 0

RD1

Digital I/O – 1

PSP1


RD2

Digital I/O – 2

PSP2



12

5.

RD3 / PSP3

22

RD4 / PSP4

27

RD5 / PSP5

28

RD6 / PSP6

29

RD7 / PSP7

30

RD3

Digital I/O – 3

PSP3


RD4

Digital I/O – 4

PSP4


RD5

Digital I/O – 5

PSP5


RD6

Digital I/O – 6

PSP6


RD7

Digital I/O – 7

PSP7


PORT E (RE0-RE2) Pin pada PORT E berfungsi sebagai (I/O) dua arah (bidirectional), dan juga

mempunyai fungsi alternatif seperti pada Tabel 2.5. Tabel 2.5 Fungsi Alternatif PORT E

Nama Pin

Nomor Pin (DIP 40)

Fungsi Alternatif RE0

RE0 /

RE1 /

RE2 /

/ AN5

/ AN6

/ AN7

8

Digital I/O – 0

Read Control in PSP mode

AN5

Input Analog – 5

RE1

Digital I/O – 1

9

Write Control in PSP mode AN6

Input Analog – 6

RE2

Digital I/O – 2

10

Chip Select Control in PSP mode AN7

Input Analog – 7


13

6.

OSC1 dan OSC2 Merupakan masukan untuk sumber penabuh luar (external clock), berupa kristal

atau rangkaian RC untuk mengaktifkan osilator yang terdapat pada mikrokontroler PIC16F877A. OSC1 pada pin 13 sebagai input clock dan OSC2 pada pin 14 sebagai output clock. 7.

MCLR /VPP Pin nomor 1, yang merupakan masukan untuk reset atau tegangan masukan pada

saat memprogram. 8.

VDD dan VSS Pin VDD dihubungkan dengan sumber tegangan +5 Volt dan VSS pada ground. Pin

VDD adalah pada nomor 11 dan 32, sedangkan pin VSS pada nomor 12 dan 31. 2.1.3 Memori Memori adalah sebuah tempat atau media penyimpanan, yang terdiri blok / kotakkotak atau lokasi yang memiliki alamat / address sendiri. Setiap blok menyimpan kata (word). Word merupakan sebuah informasi unit logika. Memori pada sebuah mikrokontroler, berfungsi menyimpan program yang akan dijalankan dan data yang digunakan program tersebut . Memori yang tersedia dapat berupa Volatile memori, seperti RAM (Random Acces Memory) atau Nonvolatile, seperti ROM, PROM, EPROM, EEPROM. 2.1.3.1 Memori Program Memori program berfungsi sebagai tempat penyimpanan program / aplikasi perangkat lunak. Ruang memori dalam menyimpan program berisikan semua kode yang akan dijalankan / dipakai sebuah aplikasi, dan sekaligus berisikan nilai awal untuk variabel


14

yang digunakan. Memori program bersifat nonvolatile, yaitu kemampuan memori untuk memelihara informasi / data yang disimpan walaupun tidak mendapat catu daya. Memori program dalam mikrokontroler PIC16F877A terdiri atas :  Flash ROM : 8K x 14 bit.  Memori Stack : 8 x 13 bit. Perealisasian

memori

program

dalam

teknologi

FLASH

memori,

akan

memungkinkan melakukan pemrogram atau penghapusan program hingga seribu kali. Dengan berukuran word 14 bit dan kapasitas 8K word, memori program ini hanya dapat diakses oleh Program Counter (PC). Hal ini dikarenakan PC berukuran 13 bit. PC ialah register yang memilihara jalannya urutan program dengan menyimpan alamat instruksi yang sedang dijalankan. Alamat awal program biasanya nol, dimana instruksi pertama program akan disimpan kecuali penulis program menentukan lain. Setiap instruksi dijalankan, PC akan bertambah satu untuk menunjuk keinstruksi selanjutnya. Percabangan dan jump (pelompatan) tidak dilaksanakan dalam satu instruksi. Stack berkapasitas 8 lokasi dengan lebar word 13 bit, tidak termasuk kedalam program ataupun data. Stack digunakan menyimpan isi PC bila ada instruksi CALL, dan digunakan hanya secara internal untuk menyimpan alamat instruksi kembali dari subrutin dengan cara LIFO ( Last In First Out ). 2.1.3.2

Memori Data Memori data terbagi dalam beberapa ruang (semacam halaman / bank), memuat

register yang mempunyai fungsi-fungsi umum dan khusus yang tersendiri. Memori data ini terdiri atas RAM 368 X 8 Bit (tersusun sebagai file register) dan EEPROM 256 X 8 bit. Pengaksesan register file secara langsung sangat sederhana yaitu dengan mencantumkan nomor alamat register dalam instruksinya. Pengaksesan secara tak langsung (terindeks)


15

dilakukan melalui register indeks INDF (register pertama pada setiap bank), yang sebenarnya bukanlah register fisik. Setiap pengaksesan register INDF sebenarnya mengakses register yang ditunjuk oleh register pemilih register yaitu FSR (File Select Register). 2.2

LED Light Emitting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED adalah, dioda

(semikonduktor) yang dapat memancarkan cahaya monokromatik pada saat mendapat arus bias maju (forward bias). Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai. Berbeda dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada LED cukup rendah yaitu maksimal 20 mA dan jatuh tegangan pada LED juga berpariasi sesuai warna LED tersebut. Tegangan jatuh (forward voltage) merupakan besar tegangan pada saat LED mulai konduksi atau memancarkan cahaya. Berikut nilai tegangan jatuh (VF) dan kurva karakteristik pada sebuah LED menurut warna yang dihasilkan.  Infra merah : 1,6 V



Merah : 1,8 V – 2,1 V



Putih : 3,0 V – 3,6 V



Biru : 3,0 V – 3,5 V



Hijau : 2,6 V

 Kuning : 2,4 V



Orange : 2,2 V

Gambar 2.2 Kurva Karakteristik LED


16 6

Apabiila LED diaaliri arus leebih besar dari d 20 mA maka LED D akan rusak k, sehinggaa daalam peneraapannya LE ED selalu ddiseri deng gan sebuah resistor, yaang berfungsi sebagaii peembatas aruus. Simbol sebuah s LED D seperti Gaambar 2.3.

Gam mbar 2.3 Simbol LE ED Dalam m bidang ellektronika, LED secaara umum berfungsi b seebagai indik kator / pilott laamp suatu perangkat p yang y menuunjukkan sttatus on off ff perangkatt tersebut. Sedangkann unntuk saat inni dengan perkembanngan teknologi, LED tidak t hanyaa difungsik kan sebagaii inndikator / piilot lamp saaja namun diaplikasikan sebagai lampu peneerangan hem mat energi,, laampu dekorrasi, displaay kontrol, running text, t displaay monitor (LED mo onitor) dann seebagainya. 2..3

Seven n Segment Sevenn Segment adalah a suatuu komponen n elektronik ka terdiri ataas gabungan n 7 bagian /

ruuas LED (L Light Emittiing Diode) yang diran ngkai memb bentuk tam mpilan angk ka 8. Setiapp baagian / ruas LED terdirri dari 1 atau au 2 LED daan diidentifiikasi sebagaai huruf A, B, C, D, E,, F,, G yang disebut dengaan dot matrrix. Konfigu urasi seven segment teersebut sepeerti Gambarr 2.4. Seven segment difu fungsikan seebagai disp play atau memampika m an karakter angka dann huuruf. Displaay seven seegment dapaat menampllikan karak kter angka ddesimal 0 – 9. Karenaa haanya terdirii dari 7 baagian / ruass maka tam mpilan huru uf yang dihhasilkan dissplay sevenn seegment tidaak dapat meenampilkann karakter hu uruf secaraa lengkap A - Z, akan tetapi hanyaa kaarakter huruuf A-F saja.


17

Gambar 2.4 Konfigurasi Seven Segment Ada 2 jenis rangkaian dasar dari seven segment, yaitu seven segment common anoda dan seven segment common katoda. Pada seven segment common anoda, untuk mengaktifkan karakter display seven segment diperlukan logika low (0) pada jalur A - F, dan sebaliknya pada seven segment common katoda yaitu untuk mengaktifkan display seven segment diperlukan logika high (1). Rangkaian internal seven segment common anoda dan common katoda adalah seperti Gambar 2.5 dan 2.6.

Gambar 2.5 Rangkaian dasar Seven Segment Common Anoda

Gambar 2.6 Rangkaian dasar Seven Segment Common Katoda 2.4

Komunikasi serial RS232 RS232 singkatan dari Recomemded Standard Number 232, yang merupakan sebuah

standard yang dibuat oleh Electronic Industry Association, dengan tujuan untuk membuat standarisasi antarmuka atau interface antara peralatan terminal data dan peralatan


18 8

koomunikasi data d serial dengan mennggunakan data binerii sebagai daata yang ak kan dikirim m m maupun yangg diterima. RS232 ini jjuga dapat diartikan seebagai suatuu standard komunikasi k i seerial yang digunakan d seebagai koneeksi antara peripheral-p p peripheral, seperti kon neksi antaraa koomputer deengan modeem, atau kom mputer deng gan mouse bahkan b bisaa juga antarra komputerr deengan kompputer. Dalaam pengimpplementasiaan RS232 ini, i salah saatunya adaalah dengann m menggunakann konektorr DB9. Berikkut konfigurrasi dan funngsi pin ko onektor DB9 9 adalah seeperti Gamb bar 2.7 dann paada Tabel 2.6.

(bb)

(a)

(c)

nektor DB99 Jantan b)). Konektorr DB9 Betiaana c). Konfigurasi Gambar 2..7 a). Kon Pin Konek ktor DB9 ktor DB9 Tabel 22.6 Fungsii Pin Konek

Pin

Nama a Signa al

Fun ngsi

1

DCD D

Dataa Carrier Detect, D sinyaal yang meenyatakan bahwa b modeem telah menerima sinyal carrrier valid d dari modeem lain.

2

RXD D

Sinyaal data dari modem ke PC (Penerim maan).

3

TXD D

Sinyaal data dari PC ke mod dem (Pengirriman).

4

DTR R

Dataa Terminal Ready, siinyal kenddali dari PC ke modeem, untuk mengaktifka m an modem.

5

GND D

Sinyaal Ground.


19

6

DSR

Data Set Ready, sinyal kendali dari modem ke PC yang menyatakan bahwa modem siap mengirim atau menerima data.

7

RTS

Request To Send, sinyal kendali dari PC yang menandakan bahwa PC siap menerima data.

8

CTS

Clear To Send, sinyal kendali dari modem yang menandakan bahwa modem siap menerima data.

9

RI

Ring Indicator, sinyal kendali ke PC, tanda bahwa saluran telepon berdering.

Level tegangan pada RS232 adalah sebagai berikut: 

Logika 1 terletak antara -3 Volt sampai -15 Volt.



Logika 0 terletak antara +3 Volt sampai +15 Volt.



Daerah tegangan antara -3 Volt sampai +3 Volt adalah invalid level, yaitu tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Demikian juga level tegangan dibawah -15 Volt dan diatas +15 Volt juga harus dihindari, karena bisa merusak line driver pada saluran RS232.

2.5

IC MAX232 IC MAX232 adalah komponen untuk mengubah sinyal / level tegangan dari RS232

ke sinyal / level tegangan TTL saat terjadi komunikasi data antara komputer (atau alat lain yang menggunakan RS232) dengan mikrokontroler. IC ini memiliki dua pembangkit tegangan internal yang berfungsi untuk menkonversi tegangan +5V menjadi ± 10V (tanpa beban). Konverter pertama menggunakan kapasitor C1 untuk menggandakan tegangan input +5V menjadi +10V saat C3 berada pada output V+. Konverter kedua menggunakan kapasitor C2 untuk merubah +10V menjadi -10V saat C4 berada pada output -V. IC MAX 232 juga mempunyai dua set komunikasi serial USART (Universal


20

Gambar 2.8 IC MAX 232 Synchronous and Asynchronous Serial Receiver and Transmitter) ataupun RS232 converter. Pin 11 dan 10 adalah input UART atau UART Transmitter, pin 14 dan 7 adalah output RS232 atau RS232 Receiver. Pin 12 dan 9 adalah output UART atau UART Receiver, pin 13 dan 8 adalah input RS232 atau RS232 Transmitter. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 2.9 berikut ini.

Gambar 2.9 Konfigurasi Pin IC MAX 232


BAB II MIKROKONTROLER PIC16F877 DAN KOMPONEN PENDUKUNGNYA. Inc yang popular digunakan sekarang ini. Merupakan salah satu mikrokontroler dari

Recommend Documents