BAB II TEORI DASAR
Pembuatan alat penghitung pengunjung ke perpustakan dengan microcontroler AT 89S51 dengan penampil LCD baik dengan perangkat-keras maupun dengan perangkatlunak membutuhkan beberapa teori penunjang. Teori tersebut akan mempermudah dan mempercepat proses perancangan alat. Teori penunjang tersebut antara lain mengenai fungsi catu daya, pengaturan sensor, prinsip rangkaian mikrokontroller ATMEL 89S51 dan LCD.
2.1
CATU DAYA Catu daya merupakan bagian terpenting dalam rangkaian elektronika yang mempunyai fungsi sebagai penyedia suber tegangan dan arus listrik untuk suatu rangkaian. Pada tugas akhir ini catu daya diperoleh dari jala-jala listrik 220 VAC 50 Hz dan didistribusikan secara sejajar ke setiap blok rangkaian dengan keluaran sebesar 0 Volt dan +5 Volt.
Tegangan AC
Penurun Tegangan
penyearah
Filter
peregulasi
Tegangan DC
Gambar 2.1.Diagram blok catu daya
5
`
Gambar 2.2.Catu Daya
Sumber tegangan bolak-balik 220 Volt diturunkan oleh rangkaian penurun tegangan sehingga akan diperoleh tegangan rendah bolak-balik. Kemudian tegangan rendah bolak-balik akan di searahkan oleh rangkaian penyearah dan akan disaring atau difilter agar diperoleh tegangan DC yang lebih halus dan tegangan ini akan diumpankan ke peregulasi untuk memperoleh kestabilan tegangan keluaran. Tegangan yang stabil diperlukan agar tegangan keluaran yang dibutuhkan tidak terpengaruh dengan adanya perubahan tegangan jala-jala PLN maupun perubahan pada beban.
2.1.1 Penurun Tegangan Komponen utama yang bisa digunakan untuk menurunkan tegangan adalah transformator. Transformator terdiri dari dua buah lilitan yaitu lilitan primer (N1) dan lilitan sekunder (N2) yang dililitkan pada suatu inti yang saling terisolasi atau terpisah antara satu dengan yang lain. Besar tegangan pada lilitan primer dan lilitan sekunder ditentukan oleh jumlah lilitan yang terdapat pada bagian primer dan sekundernya.
6
Dengan demikian transformator digunakan untuk memindahkan daya listrik pada lilitan primer ke lilitan sekundernya tanpa adanya perubahan daya.
N1
N2
V1
V2
Gambar 2.3.Simbol transformator (Daryanto, 2001) Pada transformator berlaku persamaan V1 : V2 = N1 : N2.....................................................................................(2.1) Ket:
V1 tegangan primer (Volt) V2 tegangan sekunder Volt) N1 lilitan primer N2 lilitan sekunder
Jika besarnya tegangan dan faktor-faktor kerugian yang lain diabaikan, maka besar daya masukan akan sama dengan daya keluaran P1 = P2.....................................................................................................(2.2) V1 . I1 = V2 . I2........................................................................................(2.3) V1 : V2 = I2 : I1........................................................................................(2.4) Ket
P1 daya primer (watt) P2 daya sekunder (watt) I2 arus primer (ampere) I1 arus sekunder (ampere)
7
Dari persamaan 2.1 dan persamaan 2.4 dapat dinyatakan hubungan diantara ketiganya dengan persamaan sebagai berikut V1 V1
N2 N2
I2 ........................................................................................(2.5) I2
berdasarkan persamaan 2.5 dapat disimpulakn bahwa besarnya tegangan yang muncul pada lilitan berbanding lurus dengan banyaknya lilitan, sedangkan besarnya arus berbanding dengan banyaknya lilitan.
2.1.2 Penyearah Penyearah digunakan untuk menyearahkan gelombang bolak-balik (AC) yang berasal dari jaringan jala-jala listrik. Pada modul ini digunakan penyearah gelombang penuh, dan untuk mendapatkannya dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan menggunakan dua buah atau empat dioda jembatan.
AC
CT
D1 RL
D2
Gambar 2.4.Penyearah gelombang penuh dengan dua dioda (Malvino, 1997)
8
AC
RL
Gambar 2.5.Penyearah gelombang penuh dengan dioda jembatan (Malvino, 1997)
Pada penyearah gelombang penuh, sinyal bolak-balik yang disearahkan adalah setengah periode positif dan setengah periode negatif dari sinyal mas`ukan bentuk gelombang-gelombang keluaran dari penyearah gelombang penuh dapat dilihat pada gambar 2.5 Vout (V)
Vm
0
2
3
4
5
t(S)
Gambar 2.6.Bentuk Gelombang Keluaran Penyearah Gelombang Penuh (Malvino, 1997)
9
Besarnya tegangan maksimum (Vmaks) pada keluaran gelombang penuh dapat dihitung dalam persamaan dobawah Vmaks = Vrms . Ket
2 ..............................................................................(2.6)
Vmaks tegangan maksimum (Volt) Vrms tegangan rata-rata (Volt)
Sedangkan untuk menghitung besarnya tegangan searah (Vdc) pada keluaran penyearah gelombang penuh dapat dilihat dibawah Vdc = 2.1.3
2Vmaks
.......................................................................................(2.7)
Kapasitor Penyaring (FILTER) Penggunaan komponen kapasitor untuk menyaring / memfilter riak-riak
gelombang hasil penyearahan agar didapat gelombang yang halus dan rata.
AC
C RL
Gambar 2.7.Rangkaian penyearah dengan menggunakan penyaring kapasitor (Malvino, 1997)
Dari gambar diatas, saat dioda menghantarkan arus, maka kapasitor (C) akan terisi sesuai dengan bantuk gelombang masukannya. Setelah tegangan masukan mancapai nilai maksimumnya, tegangan akan tetap dipertahankan jika tidak mendapatkan beban. Dan jika ada beban tegangan pada kapasitor akan menurun
10
sesuai dengan besarnya beban. Kapasitor akan terisi pada periode sinyal berikutnya. Vout (V)
Vrpp 2
0
3
t(S)
Gambar 2.8.Keluaran penyearah gelombang penuh dengan penyaring kapasitor (Malvino, 1997) Dengan adanya kapasitor tegangan keluaran tidak segera turun walaupun tegangan masukan sudah larut. Hal ini disebabkan kapasitor memerlukan waktu (
=
RC) untuk mengosongkan muatannya. Jadi semakin besar RL maka waktu yang diperlukan untuk pengosongan kapasitor semakin lama. Perhitungan ini jiga berlaku pada kapasitor, semakin besar kapasitansi kapasitor maka semakin lama waktu pengosongan muatannya. Nilai C dan RL juga menentukan tegangan riak puncak ke puncak (Vrpp), hal ini dapat dijelaskan dengan persamaaan V(rpp) = Ket
1 . Vmaks....................................................................(2.8) 2 fRLC
Vrpp tegangan riak puncak ke puncak (Volt) Vmaks tegangan maksimum (Volt) f frekuensi (Hertz) RL tahanan beban (ohm) C kapasitansi (farad)
11
Dengan demikian dapat dihitung besarnya tegangan searah (Vdc) untuk penyearah gelombnag penuh dengan kapasitor yaitu Vdc = Vmaks -
Vrpp .............................................................................(2.9) 2
Berdasar persamaaan 2.9 semakin besar kapasitansi maka Vrpp akan semakin kecil, dengan demikian bila dibeikan kapasitansi yang cukup besar maka nilai Vrpp dapat diabaikan.
2.1.4 Penyetabil ( Regulator ) Penyetabil atau regulator adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menjaga tegangan keluaran agar stabil pada setiap perubahan beban. Contoh dari penyetabil adalah rangkaian terpadu dengan tipe 7805, 7905, 7812, 7912 dan lainnya. IC diatas mempunyai tiga terminal yaitu masukan, keluaran dan ground. Tegangan keluaran dari rangkaian terpadu ini bisa dilihat dari dua digit terakhir dari nomor serinya, sedangkan untuk dua digit depan menunjukkan polaritas tegangan yang dihasilkan. Tipe 7805 menunjukkan polaritas positif sedangkan tipe 7912 menunjukkan polaritas negatif. 7805 1 Vin
Vout 3 Gnd 2
Gambar 2.9.Simbol penyetabil (Data Sheet IC 7805)
Pada modul ini digunakan rangkaian terpadu dengan seri LM 7805, LM 712 dan LM 7912 yang masing-masing menghasilkan tegangan stabil sebesar +5 Volt, +12 Volt dan -12 Volt. 12
Rangkaian dalam 7805 terdiri dari beberapa macam komponen diantaranya adalah dioda zener yang digunakan sebagai tegangan acuan, penguat operasional sebagai penguat tak membalik, tahanan (R2 dan R3) sebagai pembagi tegangan, dan transistor (Q) sebagai penguat arus. Pada rangkaian pengganti penyetabil ini besarnya tegangan zener menentukan nilai keluaran tegangan. Tegangan acuan penyetabil masukan ke terminal tak membalik sebesar Vz yaitu tegangan kerja dari dioda zener. Pada terminal membalik penguat operasional terdapat tegangan umpan balik (VR3) dari tegangan keluaran (Vout). Besarnya tegangan umpan balik dapat dihitung sebagai berikut VR3 =
R3 Vout..........................................................................(2.10) R 2 R3
Jika daya beban naik (RL turun), sehingga tahanan beban akan turun dan arus yang dibutuhkan oleh beban menjadi besar. Dengan turunnya tahanan beban menyebabkan VR3 menjadi turun, sehingga perbedaan tegangan pada masukan penguat operasional ( V(+) – V(-) ) bertambah besar yang selanjutnya menyebabkan Vout dari penguat operasional juga bertambah besar. Peningkatan Vout dari penguat operasional ini menyebabkan arus yang menuju ke transistor yaitu arus basis (Ib) juga mengalami peningkatan. Sesuai dengan kurva karakteristik transistor, dengan naiknya Ib maka arus colector (Ic) juga mengalami kenaikan. Dan dengan naiknya Ic maka Vout yang menuju ke beban juga mengalami kenaikan. Sebaliknya jika daya beban turun Vout akan naik dan selanjutnya akan menyebabkan VR3 juga naik. Dengan naiknya VR3 membuat perbedaaan tegangan pada masukan penguat operasional ( (V+) – V(-) ) menjadi kecil sehingga menyebabkan tegangan keluaran dari penguat operasional juga kecil. Penurunan tegangan ini menyebabkan arus yang menuju ke
13
transistor (Ib) akan turun dan selanjutnya menyebabkan arus yang menuju ke beban akan turun. Proses-proses diatas menjadikan tegangan keluaran dari penyetabil akan stabil. Dalam keadaan stabil maka V(+) akan sama dengan tegangan V(-) dengan demikian persamaaan tegangan keluarnya dapat dihitung sebagai berikut V(+) = V(-)...........................................................................................(2.11) Vref =
R3 Vout R 2 R3
Vout =
R 2 R3 Vref R3
Vout = 1 + Ket
R2 Vref.............................................................................(2.12) R3
V(+) tegangan masukan penguat operasional (+) Volt V(-) tegangan masukan penguat operasional (-) Volt Vref tegangan acuan (Volt) Vout tegangan keluaran penyetabil (Volt)
2.2
INFRA RED Infra merah (infra red) ialah sinar elektromagnet yang panjang gelombangnya lebih daripada cahaya nampak yaitu di antara 700 nm dan 1 mm. Sinar infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spectrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan tidak tampak
oleh
mata
namun
radiasi
panas
yang
ditimbulkannya
masih
terasa/dideteksi. 14
Infra merah dapat dibedakan menjadi tiga daerah yakni: Near Infra Merah………………0.75 - 1.5 µm Mid Infra Merah..……………...1.50 - 10 µm Far Infra Merah……………….10 - 100 µm Contoh aplikasi sederhana untuk far infra red adalah terdapat pada alat – alat kesehatan. Sedangkan untuk mid infra red ada pada alat ini untuk sensor, sedangkan near infra red digunakan untuk pencitraan pandangan malam seperti pada nightscoop. Penggunaan infra merah sebagai media transmisi data mulai diaplikasikan pada berbagai perlatan seperti televisi, handphone sampai pada transfer data pada PC. Media infra merah ini dapat digunakan baik untuk kontrol aplikasi lain maupun transmisi data. Sifat-sifat cahaya infra merah: 1. tidak tampak manusia. 2. tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang. 3. dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas. Komunikasi Infra Merah dilakukan dengan menggunakan dioda infra merah sebagai pemancar dan modul penerima infra merah sebagai penerimanya. Untuk jarak yang cukup jauh, kurang lebih tiga sampai lima meter, pancaran data infra merah harus dimodulasikan terlebih dahulu untuk menghindari kerusakkan data akibat noise. Untuk transmisi data yang menggunakan media udara sebagai media perantara biasanya menggunakan frekuensi carrier sekitar 30KHz sampai dengan 40KHz. Infra merah yang dipancarkan melalui udara ini paling efektif jika menggunakan sinyal carrier yang mempunyai frekuensi di atas. Sinyal yang
15
dipancarkan oleh pengirim diterima oleh penerima infra merah dan kemudian didecodekan sebagai sebuah paket data biner. Proses modulasi dilakukan dengan mengubah kondisi logika 0 dan 1 menjadi kondisi ada dan tidak ada sinyal carrier infra merah yang berkisar antara 30KHz sampai 40 KHz. Pada komunikasi data serial, kondisi idle (tidak ada transmisi data) adalah merupakan logika ‘0’, sedangkan pada komunikasi infra merah kondisi idle adalah kondisi tidak adanya sinyal carrier. Hal ini ditujukan agar tidak terjadi pemborosan daya pada saat tidak terjadi transmisi data.
Gambar 2.10.Sinyal Infra Red (www.ittelkom.ac.id ) Sistem Transmisi Infra Merah Semua remote kontrol menggunakan transmisi sinyal infra merah yang dimodulasi dengan sinyal carrier dengan frekuensi tertentu yaitu pada frekuensi 30KHz sampai 40KHz. Sinyal yang dipancarkan oleh pengirim diterima oleh penerima infra merah dan kemudian didecodekan sebagai sebuah paket data biner. Pada transmisi infra merah terdapat dua terminologi yang sangat penting yaitu : ‘space’ yang menyatakan tidak ada sinyal carrier dan ‘pulse’ yang menyatakan ada sinyal carrier seperti pada gambar di bawah ini
16
Gambar 2.11.Sistem Transmisi Infra Red (www.ittelkom.ac.id ) Untuk transmisi data biasanya sinyal ditransmisikan dalam bentuk pulsapulsa. Ketika sebuah tombol ditekan pada remote kontrol maka IR akan mentransmitkan sebuah sinyal yang akan dideteksi sebagai urutan data biner. Led infra merah adalah jenis dioda yang memencarkan cahaya infra merah, aplikasi sederhana penggunaan led infra merah ini adalah pada remote TV. Led infra merah pada dasarnya adalah dioda PN silicon biasa yang dikemas dalam kotak transparan. Sinar infra merah dihasilkan dari pertemuan Arsenida Galium pada led infra merah yang diberikan tegangan listrik. Led infra merah merupakan salah satu komponen elektronika yang akan mengantar arus jika dialiri bias maju. Led infra merah terbuat dari bahan Arsenida gelium atau Fosfida Galium (GaAS atau Gap), dan ditempatkan dalam suatu wadah yang tembus pandang. Untuk membedakan antara katoda dan anodanya dapat dilihat dari bentuk elektrodanya yang besar adalah katoda. Material yang digunakan dalam konstruksi led akan menentukan jenis cahaya yang diradiasikan. Apakah cahaya tampak atau cahaya tidak tampak. Sebagai contoh material GaAlAs menghasilkan cahaya infra merah (cahaya tidak tampak), sedangkan GaAsP menghasilkan cahaya tampak merah. Pada sistem ada dua jenis led yang digunakan yaitu sebagai indikator dan juga sebagai komponen pengirim cahaya infra merah.
17
Gambar 2.12.Rangkaian pengirim infra merah ( Rancangan )
2.3
TEORI DASAR PHOTO DIODA Sinar infra merah yang dipancarkan oleh pemancar infra merah tentunya mempunyai aturan tertentu agar data yang dipancarkan dapat diterima dengan baik di penerima. Oleh karena itu baik di pengirim infra merah maupun penerima infra merah harus mempunyai aturan yang sama dalam mentransmisikan (bagian pengirim) dan menerima sinyal tersebut kemudian mendekodekannya kembali menjadi data biner (bagian penerima). Komponen yang dapat menerima infra merah ini merupakan komponen yang peka cahaya yang dapat berupa dioda (photodioda) atau transistor (phototransistor). Komponen ini akan merubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra merah, menjadi pulsa-pulsa sinyal listrik. Komponen ini harus mampu mengumpulkan sinyal infra merah sebanyak mungkin sehingga pulsapulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup baik. Pada perangkat ini detektor cahaya yang digunakan adalah komponen
18
TSOP4838, dimana pada komponen ini sudah terdapat filter. Jadi detektor ini akan bekerja dengan baik jika terdapat frekuensi 38KHz.
Gambar 2.13.Rangkaian Photo Dioda ( Rancangan ) Pada prakteknya sinyal infra merah yang diterima intensitasnya sangat kecil sehingga perlu dikuatkan. Kekuatan sinar dan sudut datang merupakan faktor penting dalam keberhasilan transmisi data melalui infra merah selain filter dan penguatan pada bagian penerimanya. Selain itu agar tidak terganggu oleh sinyal cahaya lain maka sinyal listrik yang dihasilkan oleh sensor infra merah harus difilter pada frekuensi sinyal carrier yaitu pada 30KHz sampai 40KHz. Selanjutnya
baik
photodioda
maupun
phototransistor
disebut
sebagai
photodetector. Dalam penerimaan infra merah, sinyal ini merupakan sinyal infra merah yang termodulasi. Pemodulasian sinyal data dengan sinyal carrier dengan frekuensi tertentu akan dapat memperjauh transmisi data sinyal infra merah. Semakin besar area penerimaan maka sudut penerimaannya juga semakin besar.
19
Kelemahan area penerimaan yang semakin besar ini adalah noise yang dihasilkan juga semakin besar pula. Suatu penerima pada sistem komunikasi cahaya harus memenuhi syarat antara lain: 1) Sensitivitas yang tinggi. Karena detektor cahaya digunakan pada suatu panjang gelombang tertentu, maka sensitivitas tertinggi terdapat pada daerah panjang gelombang yang dimaksud. 2) Respon waktu yang cepat, hal ini dimaksudkan agar sistem dapat dioperasikan pada kecepatan tinggi yang akan meningkatkan efisiensi sistem komunikasi. 3) Noise internal yang dibangkitkan detektor harus sekecil mungkin. 4) Harga yang murah dan juga mempunyai keandalan yang tinggi Apabila sebuah dioda berada dalam keadaan reverse bias, maka melalui dioda tersebut akan mengalir arus yang kecil sekali atau arus reverse. Besarnya arus reverse ini tergantung pada temperatur dan intensitas cahaya yang datang pada depletion layer. Apabila dioda tersebut terbungkus oleh zat yang tidak tembus cahaya, maka cahaya luar tidak dapat mencapai junction; karena itu tidak tampak adanya efek photo elektris. Tetapi apabila dioda tersebut terbungkus kaca maka setiap berkas cahaya yang datang pada dioda tersebut akan ikut menentukan besarnya arus reverse. Maka dioda yang mempunyai sifat ini disebut dioda photo. Pada dioda photo ini, berkas cahaya yang datang akan menyebabkan tambahan tenaga sehingga memungkinkan lepasnya ikatan antara elektron elektronvalensi dengan intinya. Ini berarti terbentuklah pasangan elektron bebas dan hole baru, yang berfungsi sebagai pembawa muatan. Karena itu arus reverse akan bertambah. Perubahan nilai arus reverse ini pada umumnya sangat kecil,
20
hanya beberapa mikroampere, tetapi hal ini cukup dapat dimanfaatkan untuk beberapa keperluan. Perubahan tegangan reverse tidak berpengaruh terhadap besarnya arus reverse. Besarnya arus reverse ini hanya tergantung dari intensitas cahaya yang datang pada junction, oleh karena itu sebuah dioda photo yang berada dalam keadaan reverse dapat dianggap suatu sumber arus yang di kontrol oleh intensitas cahaya yang datang padanya. 2.4
TRANSISTOR Transistor merupakan salah satu jenis komponen aktif yang banyak digunakan baik dalam rangkaian analog maupun digital. Transistor yang banyak digunakan adalah transistor jenis bipolar yang terdiri dari dua jenis yaitu NPN (Negatif-PositifNegatif) dan NPN (Negatif-Positif-Negatif). Pada tugas akhir ini digunakan transistor jenis NPN dan PNP yang difungsukan sebagai penguat arus. Untuk mengoperasikan transistor harus diketahui dahulu daerah kerjanya. Ada tiga daerah kerja transistor yaitu
1.
Daerah sumbat (cutt-off) Daerah sumbat merupakan daerah kerja transistor saat mendapat bias arus basis (Ib) 0. Pada saat daerah ini terjadi bocor dari basis ke emitor (IBEO). Hal yang sama dapat terjadi pada transistor hubungan kolektorbasis. Jika arus emitor sangat kecil (Ie=0), emitor dalam keadaan terbuka dan arus mengalir dari kolektor ke basis (ICBO).
2.
Daerah aktif Daerah aktif terletak antara daerah jenuh dan daerah sumbat. Agar
21
transistor bekerja pada daerah aktif maka transistor harus mendapat arus basis lebih besar dari 0 (Ib 0). Dalam keadaan ini keluaran arus kolektor akan berubah sesuai dengan pemberian aris basisnya. 3.
Daerah jenuh Transistor akan bekerja pada daerah jenuh jika transistor mendapat arus basis lebih besar dari arus basis maksimal Hal ini mengakibatkan keluaran arus kolektor tidak bertambah lagi. Ic(mA)
Vcc RL
Daerah Aktif IB7 IB6
Daerah Jenuh
IB5 IB4 IB3 IB2 IB1 IB0
Daerah Sumbat
VCE=VCC
VCE(V)
Gambar 2.14.Daerah kerja transistor (Malvino, 1997)
Agar dapat digunakan sebagai penguat arus maka transistor harus berada pada daerah aktif. Selain itu tegangan kolektor-emitor (Vcc) dan tegangan basis-emitor (VBE) harus berada pada bias maju. Untuk mendapatkan arus penguatan arus yang tinggi, transistor harus dibuat dalam konfigurasi kolektor bersama (common collector). Pemberian bias untuk konfigurasi transistor kolektor bersama dapat dilihat
22
pada gambar dibawah Ic
Ib
Vin Vcc
Ie
RL Vbb
Gambar 2.15.Konfigurasi Transistor Kolektor Bersama (Malvino, 1997) Besarnya penguatan arus (hfe) untuk konfigurasi kolektor bersama merupakan perbandingan antara arus keluaran (Ie) dan arus masukan (Ib). Sedangkan perhitungan untuk penguatan arus adalah sebagai berikut hfe = ket
Ic ...............................................................................................(2.13) Ib
hfe penguatan arus Ie arus emitor (mA) Ib arus basis (mA)
Karena nilai Ie>>Ib maka diperoleh penguatan arus yang besar. Penguat jenis kolektor bersama ini digunakan dalam catu daya untuk mencukupi kebutuhan arus yang cukup besar pada beban.
23
2.5
MIKROKONTROLER ATMEL 89S51 Mikrokontroler
89S51 merupakan mikrokontroler buatan ATMEL yang
kompatibel dengan keluarga MCS51 dari INTEL. Mikrokontroler ini menggunakan perangkat instruksi yang sama dengan mikrokontroler keluarga MCS51.
2.5.1 Arsitektur Mikrokontroler 89S51
Gambar 2.16.Mikrokontroler 89S51 (Data sheet book mikrokontroler 89S51)
24
Mikrokontroller 89S51 memiliki fasilitas internal sebagai berikut Kompatibel dengan produk MCS51 4 Kbyte flash EPROM Tiga tingkat pengaman memori program 128 x 8 bit RAM internal 32 I/O yang dapat diprogram dua timer/counter 16 bit enam sumber interupsi kanal serial yang dapat diprogram
Tabel 2.1 Deskripsi Pin IC 89S51 Nomor Pin
Nama Pin
Alternatif
20
GND
Ground
40
VCC
Power Supply
32...39
P0.7...P0.0
D7..D0 & A7...A0
Keterangan
Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun menerima kode byte pada saat Flash Programming Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat menberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data port ini akan mempunyai internal pull up Pada saat flash programming diperlukan external pull up terutama pada saat vertikal program
1...6
P1.0...P1.7
Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa atau menerima low order address byte selama pada saat flsh programming Port ini mempunyai intrnal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1 Sebagai output port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL
25
21...28
P2.0...P2.7
AB...A15
Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat mengakses memori secara 16 bit (Movx @Dptr) Pada saat mengakses memori secara 8 bit,(Mov @Rn) port ini akan mengeluarkan isi dari P2 Special Function Register Port ini mempunyai internal pill up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1 Sebagai output port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL
10...17
Port 3
Sebagai I/O biasa port 3 mempunyai sifat yang sama dengan port 1 maupun port 2. Sedangkan sebagai fungsi spesial port-port ini mempunyai keterangan sebagai berikut:
10
P3.0
RXD
Port Serial Input
11
P3.1
TXD
Port Serial output
12
P3.2
INT0
Port Eksternal Interupt 0
13
P3.3
INT1
Port Eksternal Interupt 1
14
P3.4
T0
Port Eksternal Timer 0 Input
15
P3.5
T1
Port Eksternal Timer 1 Input
16
P3.6
WR
Eksternal Data Memory Write Strobe
17
P3.7
RD
Eksternal Data Memory Read Strobe
9
RST
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle
30
ALE
PROG
Pin ini dapat berfungsi sebagai Addrees Latch Enable (ALE) yang me-latch low byte address pada saat mengakses memori eksternal Sedangkan pada saat Flash Programming (PROG) berfungsi sebagai pulse input untuk pada operasi normal ALE akan mengeluarkan sinyal clock sebesar 1/16 frekwensi oscilator kecuali pada saat mengakses memori eksternal sinyal clock pada pin ini dapat pula didisable dengan men-set bit 0 dari special function register di alamat BEH ALE hanya akan aktif pada saat mengakses memori eksternal (MOVX & MOVC)
29
PSEN
Pin ini berfungsi pada saat mengeksekusi program yang terletak pada memori eksternal. PSEN akan aktif dua kali
26
31
EA
VP
Pada kondisi low pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroller akan menjalankan program yang ada pada saat memori eksternal setelah sistem di-reset Jika kondisi high pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal Pada saat flash programming pin ini akan mendapat tegangan 12 volt (VP)
19
XTAL1
Input Oscilator
18
XTAL2
Output Oscilator
2.5.3
Register Fungsi Khusus Mikrokontroller 89S51 mempunyai 21 reister fungsi khusus yang terletak
pada antara alamat 80H hingga FFH. Beberapa dari register-register ini juga mampu dialamati dengan pengalamatan bit sehingga dapat dioperasikan seperti yang ada pada RAM yang lokasinya dapat dialamati dengan pengalamatan bit. Fungsi dan alamat yang terdapat pada register fungsi khusus akan ditunjukkan pada tulisan dibawah, Tabel 2.2. Register Fungsi Khusus Simbol
Nama Register
Alamat
ACC
Accumulator
0E0H
B
Register B
0F0H
PSW
Program Status Word
0D0H
SP
Stack Pointer
81H
DPH
Data Pointer High
82H
DPL
Data Pointer Low
83H
P0
Port 0
80H
P1
Port 1
90H
P2
Port2
A0H
P3
Port 3
B0H
27
IP
Interupt Priority Control
B8H
IE
Interupt Enable Control
A8H
TMOD
Timer/Conter Mode Register
89H
TCON
Timer/Counter Control Register
88H
TL0
Timer/Counter 0 Low Byte
8AH
TH0
Timer/Counter 0 High Byte
8CH
TL1
Timer/Counter 1 Low Byte
8BH
TH1
Timer/Counter 1 High Byte
8DH
SCON
Serial Control
98H
SBUF
Serial Data Buffer
99H
PCON
Power Control
87H
Ket: simbol yang bergaris bawah berarti register tersebut dapat dialamati tiap bit
2.5.4
Struktur Memori Mikrokontroler 89S51 mempunyai struktur memori yang terdiri atas: RAM Internal, memori sebesar 128 byte yang biasanya digunakan untuk menyimpan variabel atau data yang bersifat sementara Special Function Register (register fungsi khusus), memori yang berisi register-register yang mempunyai fungsi-fungsi khusus yang disediakan oleh mikrokontroller seperti timer, serial dan lain-lain Flash PEROM, memori yang digunakan untuk menyimpan instruksiinstruksi MCS51
28
Gambar 2.17.Struktur Memori Mikrokontroler 89S51 (Data sheet book Mikrokontroler 89S51)
29
