FREQUENCY COUNTER BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

FREQUENCY COUNTER BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

TUGAS AKHIR

AFNIZA 052408102

PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

Afniza : Frequency Counter Berbasis Mikrokontroler AT89S52, 2008. USU Repository © 2009


TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

AFNIZA 052408102

PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008


PERSETUJUAN

Judul

: FREQUENCY COUNTER BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

Kategori

: TUGAS AKHIR

Nama

: AFNIZA

Nomor Induk Mahasiswa

: 052408102

Program Studi

: DIPLOMA TIGA (D3) FISIKA INSTRUMENTASI

Departemen

: FISIKA

Fakultas

: MATEMATIKA ALAM

(FMIPA)

DAN

ILMU

PENGETAHUAN

UNIVERSITAS

SUMATERA

UTARA

Diluluskan di Medan, Juni 2008

Diketahui Departemen Fisika FMIPA USU Ketua Program Studi D3 FIN

Pembimbing

Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. NIP 132050870

Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. NIP 132050870


PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya lah penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dalam waktu yang telah ditetapkan.

Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada Dr. M. Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc, selaku Ketua Program Studi D3 Fisika Instrumentasi dan juga dosen pembimbing pada penyelesaian tugas akhir ini yang telah membrikan panduan dan penuh kepercayaan kepada saya untuk menyelesaikan tugas akhir ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr. Eddy Marlianto, selaku Dekan FMIPA. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dra. Yustinon, M.Si, selaku sekretaris jurusan Departemen Fisika. Seluruh dosen pada Departemen Fisika. Kepada Ayahanda Badrus Zaman dan Ibunda Nasrah yang telah banyak memberikan dukungan dan semangat kepada penulis, serta adik Endi Reza, Fery dan Dina yang selalu ada sebagai penyemangat. Abang Akhyansyah Putra Siregar S.Si, yang telah banyak memberikan bantuan dan juga masukan kepada penulis. Rekan-rekan Fisika Instrumentasi stambuk 2005 khususnya Laidy, Ayu, Linda dan Yanti makasih ya atas dukungannya.


ABSTRAK

Frequency counter adalah instrument elektronik, atau sebuah komponen yang dipergunakan untuk mengukur frekuensi. Berangkat dari defenisi tersebut penulis membuat frequency counter sederhana menggunakan mikrokontroler AT89S52 dengan memanfaatkan interrupt timer / counter. Frequency counter sederhana dengan memanfaatkan interrupt timer / counter ini sudah cukup memadai untuk menghitung pulsa digital dengan level tegangan TTL (0 Volt ~ 5 Volt). Oleh sebab itu frequency counter ini hanya dapat mengukur masukan pulsa berupa sinyal persegi yang memiliki amplitudo maksimum 4,5 V – 5 V. Prinsip kerja dari frekuensi counter ini adalah dengan mencuplik frekuensi dari sinyal yang masuk selama 1 detik, dari cuplikan tersebut mikrokontoler akan menghitung pulsa yang terjadi dengan memanfaatkan fungsi counter, hasil dari pengukuran frekuensi akan ditampilkan pada display LCD.



ABSTRACT

Frequency counter is an electronics instrument, or a component which is used for measuring frequency. With that definition of frequency counter I am as a writer got an idea to build a simple frequency counter by using ATMEL microcontroller’s product with the type is AT89S52. This frequency counter use one of the capability from AT89S52 microcontroller. AT89S52 can counts the pulse within the timer / counter pin of microcontroller. The principle of this frequency counter is described like this, first we activated the timer interrupt and switch the function as counter, as the external pulse interrupt this timer then the counter would be activated. The counting of external pulse is sampled for 1 second, after 1 second of sampling we can display the counts to LCD and display it as hertz. This frequency counter is designed for detect digital pulse with TTL level (0 Volt ~ 5 Volt). Because of that this frequency counter is limited for DC current with squarewave pulse and maximum amplitude is between 4,5 – 5 Volt.


DAFTAR ISI

Halaman Persetujuan ................................................................................................................. i Penghargaan ............................................................................................................... ii Abstrak....................................................................................................................... iii Abstract ...................................................................................................................... iv Daftar isi .................................................................................................................... v Daftar Tabel ............................................................................................................... vii Daftar Gambar............................................................................................................ viii Bab 1 Pendahuluan ................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Tujuan ...................................................................................................... 1 1.3 Manfaat .................................................................................................... 2 1.4 Sistematika Penulisan .............................................................................. 2 Bab 2 Landasan Teori............................................................................................... 4 2.1 Perangkat Keras ....................................................................................... 4 2.1.1 Frequency Counter................................................................. 4 2.1.2 Sisten Minimum mikrokontroler AT89S52 ........................... 7 2.1.2.1 Konstruksi AT89S52 ................................................. 9 2.1.2.2 Gambar IC Mikrokontroler AT89S52 ...................... 11 2.1.3 Modul LCD (Liquid Crystal Display) M1632 ....................... 14 2.1.3.1 Kaki-kaki Modul M1632 ........................................... 14 2.1.3.2 Akses ke Register....................................................... 16 2.1.3.3 Struktur Memori LCD................................................ 20 2.2 Perangkat Lunak ..................................................................................... 20 2.2.1 Bahasa BASIC Menggunakan BASCOM-8051 .................... 21 2.2.1.1 Karakter dalam BASCOM ......................................... 21 2.2.1.2 Tipe Data.................................................................... 22 2.2.1.3 Variabel Data ............................................................. 22 2.2.1.4 Alias ........................................................................... 23 2.2.1.5 Konstanta ................................................................... 23 2.2.1.6 Array .......................................................................... 24 2.2.1.7 Operasi-operasi Dalam BASCOM............................. 25 2.2.1.8 Aplikasi dengan LCD (liquid crystal display) ........... 26 2.2.2 Software Downloader (ISP – Flash Programmer 3.0a) ........ 28 Bab 3 Rancangan Sistem .......................................................................................... 30 3.1 Diagram Blok Rangkaian......................................................................... 30 3.2 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52 ........................ 30 3.3 Rangkaian Pengkondisi Sinyal ................................................................ 32 3.4 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) ............................................... 33 3.5 Rangkaian Power Supply ......................................................................... 34


3.6 Diagram Alir Pemrograman..................................................................... 36 Bab 4 Pengujian Rangkaian ..................................................................................... 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S52 ..................................... 4.2 Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal ............................................... 4.3 Pengujian Rangkaian Power Supply ........................................................ 4.4 Pengujian Rangkaian secara keseluruhan ................................................

39 39 39 40 40

Bab 5 Kesimpulan dan Saran ................................................................................... 42 5.1 Kesimpulan .............................................................................................. 42 5.2 Saran ........................................................................................................ 43 Daftar Pustaka ............................................................................................................ 44 Lampiran A ................................................................................................................ 45


DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1. Konfigurasi Port 3 Mikrokontroler AT89S52 ..........................................13 Tabel 2.2 Karakter Spesial .........................................................................................21 Tabel 2.3 Tipe data BASCOM..................................................................................22 Tabel 2.4 Tabel Operator Relasi ................................................................................25


DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Blok Diagram Fungsional AT89S52...................................................... 8 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52 ............................................ 11 Gambar 2.3 Timing penulisan data ke register perintah mode 4 bit interface ........... 17 Gambar 2.4 Timing diagram pembacaan register perintah mode 4 bit interface....... 18 Gambar 2.5 Timing diagram penulisan data ke register data mode 4 bit interface ... 19 Gambar 2.6 Timing diagram pembacaan data dari register data mode 4 bit interface ............................................................................... 19 Gambar 2.7 Software Desain PCB (Printed Circuit Board) Eagle 4.13r .................. 28 Gambar 3.1 Diagram blok rancangan frequency counter .......................................... 30 Gambar 3.2 Rangkaian Skematik Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52 ....... 31 Gambar 3.3 Skematik rangkaian Pengkondisi Sinyal................................................ 32 Gambar 3.4 Rangkaian Skematik Konektor yang dihubungkan dari LCD Mikrokontroler ...................................................................................... 33 Gambar 3.5 Rangkaian Skematik Konektor yang dihubungkan dari LCD ke Mikrokontroler....................................................................................... 33 Gambar 3.6 Rangkaian Skematik Power Supply ....................................................... 34 Gambar 3.7 Flowchart pemrograman frequency counter .......................................... 36



BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Frequency counter dipergunakan untuk mengukur frekuensi keluaran dari suatu alat. Dalam laboratorium frequency counter diperlukan untuk mengukur besarnya keluaran frekuensi. Pada saat ini Frequency counter dapat dibangun dengan rangkaian yang sederhana

menggunakan

fasilitas

yang

ada

pada

mikrokontroler,

dengan

memanfaatkan fasilitas pada mikrokontroler tersebut kita dapat membangun sebuah frequency counter yang sederhana. Frequency counter dapat mempermudah kita untuk menghitung frekuensi sinyal yang masuk.

1.2. Tujuan Penulisan

Penulisan laporan proyek ini bertujuan untuk: a. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga (D-III) Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara. b. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi pengontrolan dan elektronika sebagai bidang diketahui. c. Untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh dari perkuliahan terhadap realita.


2

d. Membuat

dan

mengetahui

cara

kerja

frequency

counter

berbasis

mikrokontroler AT89S52.

1.3. Batasan Masalah

Pembahasan masalah dalam laporan proyek ini hanya mencakup masalah-masalah sebagai berikut: a. Cara kerja rangkaian yang meliputi analisis rangkaian pada tiap blok, serta menguraikan secara umum fungsi masing-masing blok. b. Masukan berupa sinyal persegi khususnya sinyal DC dengan amplitudo maksismum 4,5 Volt sampai 6 Volt.

1.4. Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari frequency counter. BAB 1

PENDAHULUAN Dalam hal ini berisikan mengenai latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB 2

LANDASAN TEORI Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang mikrokontroler AT89S52 (hardware dan software), bahasa program yang dipergunakan, serta cara kerja dari frequency counter dan komponen pendukung.


3

BAB 3

RANCANGAN SISTEM Analisa rangkaian dan sistem kerja, dalam bab ini dibahas tentang sistem kerja perblok diagram.

BAB 4

PENGUJIAN RANGKAIAN Pembahasan rangkaian dan program yang dijalankan serta pengujian rangkaian.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari laporan proyek ini serta saran apakah rangkaian

ini

dapat

dibuat

lebih

efisien

dan

dikembangkan

perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.


BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1.

Perangkat Keras

Perangkat keras merupakan bentuk fisik dari frequency counter yang terdiri dari modul power supply, sistem minimum AT89S52, pengkondisi sinyal, LCD interface, LCD display.

2.1.1.

Frequency Counter

Frequency counter adalah instrument elektronik, atau sebuah komponen, yang dipergunakan untuk mengukur frekuensi. Frekuensi didefenisikan sebagai jumlah dari kejadian yang khusus dan terjadi pada satu periode waktu. Timer dan Counter merupakan sarana input yang kurang dapat perhatian pemakai mikrokontroler, dengan sarana input ini mikrokontroler dengan mudah bisa dipakai untuk mengukur lebar pulsa, membangkitkan pulsa dengan lebar yang pasti, dipakai dalam pengendalian tegangan secara PWM (Pulse Width Modulation) dan sangat diperlukan untuk aplikasi remote control dengan infra merah.

Sebagian frequency counter bekerja dengan menggunakan sebuah pencacah yang mana akumulasi jumlah dari kejadian yang terjadi dalam satu periode dari waktu. Setelah periode diset (1 detik, untuk contoh), nilai pada counter ditransfer pada


5

display dan counter reset ke nol. Jika kejadian tersebut diukur berulang maka stabilitas dari frekuensi yang dihitung haruslah lebih rendah dari pada frekuensi clock osilator (pembangkit gelombang/pulsa) yang digunakan, ketelitian dari pengukuran dapat ditingkatkan lebih baik dengan mengukur waktu yang dibutuhkan untuk seluruh jumlah siklus, daripada menghitung jumlah dari seluruh siklus yang diamati dalam waktu tertentu (sering disebut sebagai teknik timbal-balik).

Pada dasarnya sarana input yang satu ini merupakan seperangkat pencacah biner (binary counter) yang terhubung langsung ke saluran-data mikrokontroler, sehingga mikrokontroler bisa membaca kedudukan pancacah, bila diperlukan mikrokontroler

dapat

pula

merubah

kedudukan

pencacah

tersebut.

Seperti layaknya pencacah biner, bilamana sinyal denyut (clock) yang diumpankan sudah melebihi kapasitas pencacah, maka pada bagian akhir untaian pencacah akan timbul sinyal limpahan, sinyal ini merupakan suatu hal yang penting sekali dalam pemakaian pencacah.

Osilator (pembangkit gelombang/pulsa) internal yang berfungsi sebagai penghitung waktu dalam frequency counter disebut sebagai timebase (basis waktu), dan harus dengan kalibrasi yang sangat akurat.

Jika sesuatu yang dihitung sudah terbentuk dalam bentuk sinyal elektronik, antarmuka sederhana pada instrumen lebih mudah dilakukan. Sinyal yang lebih kompleks membutuhkan pengkondisi sinyal agar dapat diproses lebih lanjut ke rangkaian frequency counter. Pada kebanyakan frequency counter pasti akan menyediaka fasilitas penguat (amplifier), filtering (penyaring), dan rangkaian penjernih sinyal pada inpuntnya. Jenis lain dari kejadian berkala yang tidak bersifat


6

elektronik pada alam akan membutuhkan alat untuk mengkonversikan beberapa bentuk dari sinyal tersebut dengan menggunakan transduser atau sensor. Sebagai contoh, kejadian mekanik yang dapat mengatur hidup matinya lampu, dan counter akan menghitung pulsa yang dihasilkan.

Frequency counter yang dirancang untuk frekuensi radio (RF) juga sama dalam operasi dan prinsipnya seperti halnya frequency counter yang mencacah frekuensi yang lebih rendah. Frequency counter mempunyai beberapa batasan sebelum overflow. Untuk frekuensi yang sangat tinggi, kebanyakan rancangannya menggunakan prescaler (skala pembanding) untuk mengubahnya menjadi sinyal yang dapat dicacah oleh sirkuit digital biasa/normal dalam penghitungan frekuensinya. Display pada instrumen tersebut tetap menampilkan nilai frekuensi yang sebenarnya. Jika frekuensi yang diukur lebih tinggi daripada skala pembanding (prescaler) yang tersedia, maka sebuah pemadu sinyal (mixer) dan pembangkit gelombang lokal dapat memproduksi frekuensi sinyal yang sesuai untuk pengukuran.

Ketelitian dari frequency counter sangat tergantung pada stabilitas dari basis pewaktunya (timebase). Sirkuit dengan ketelitian yang tinggi dibutuhkan untuk membangun sebuah timebase dalam instrumen tersebut, biasanya dipergunakan sebuah osilator (pembangkit gelombang/pulsa) kristal yang terbuat dari quartz crystal di dalam sebuah ruangan yang terisolasi dengan suhu terkontrol yang biasa disebut crystal oven atau OCXO (oven controlled crystal oscilator). Untuk pengukuran yang lebih akurat, sebuah frekuensi dari luar disatukan dengan sebuah osilator (pembangkit gelombang/pulsa) yang lebih stabil seperti sebuah GPS yang terdiri dari penggetar rubidium dapat dipergunakan. Jika frekuensi yang ingin diukur tidak membutuhkan


7

ketelitian yang tinggi, osilator (pembangkit gelombang/pulsa) sederhana dapat dipergunakan.

Teknik

pengukuran

yang

sama

dapat

diaplikasikan

dalam

pemrograman sistem yang terpadu. Contohnya adalah sebuah CPU, sebuah program/software dapat diatur untuk mengukur frekuensi operasinya sendiri dengan membandingkan terhadap referensi basis waktu (timebase) yang telah tersedia.

Sinyal denyut yang diumpankan ke pencacah bisa dibedakan menjadi 2 macam, yang pertama ialah sinyal denyut dengan frekuensi tetap yang sudah diketahui besarnya dan yang kedua adalah sinyal denyut dengan frekuensi tidak tetap. Jika sebuah pencacah bekerja dengan frekuensi tetap yang sudah diketahui besarnya, dikatakan pencacah tersebut bekerja sebagai timer, karena kedudukan pencacah tersebut

setara

dengan

waktu

yang

bisa

ditentukan

dengan

pasti.

Jika sebuah pencacah bekerja dengan frekuensi yang tidak tetap, dikatakan pencacah tersebut bekerja sebagai counter, kedudukan pencacah tersebut hanyalah menyatakan banyaknya pulsa yang sudah diterima pencacah. Untaian pencacah biner yang dipakai, bisa merupakan pencacah biner menaik (count up binary counter) atau pencacah biner menurun (count down binary counter).

2.1.2.

Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52

Perkembangan teknologi telah maju dengan pesat dalam perkembangan dunia elektronika, khususnya dunia mikroelektronika. Penemuan silikon menyebabkan bidang ini mampu memberikan sumbangan yang amat berharga bagi perkembangan teknologi modern. Atmel sebagai salah satu vendor yang mengembangkan dan memasarkan produk mikroelektronika telah menjadi suatu teknologi standar bagi para desainer sistem elektronika masa kini.


8

Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya), mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar dan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.

Gambar 2.1. Blok Diagram Fungsional AT89S52


9

2.1.2.1. Konstruksi AT89S52

Mikrokontroler AT89S52 hanya memerlukan tambahan 3 buah kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 8k2 Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini AT89S52 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 11,0592 MHz dan kapasitor 30 piko-Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian osilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler.

Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda. ROM (Read Only Memory) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan program ini dinamakan sebagai memori program.

RAM (Random Access Memory) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.

Ada berbagai jenis ROM, untuk mikrokontroler dengan program yang sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC.

Untuk keperluan tertentu mikrokontroler

mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programable-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM (Ultra


10

Violet Eraseable Programable ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.

Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S52 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S52 Flash PEROM Programmer.

Memori data yang disediakan dalam chip AT89S52 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan, memori berkapasitas 128 byte sudah cukup. Sarana Input/Output (I/O) yang disediakan cukup banyak dan bervariasi. AT89S52 mempunyai 32 jalur Input/Output. Jalur Input/Output paralel dikenal sebagai Port 1 (P1.0..P1.7) dan Port 3 (P3.0..P3.5 dan P3.7).

AT89S52 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver / Transmitter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara serial. Jalur untuk komunikasi data serial (RXD dan TXD) diletakkan berhimpitan dengan P3.0 dan P3.1 di kaki nomor 10 dan 11, sehingga kalau sarana input/ouput yang bekerja menurut fungsi waktu, clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1. T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/ouput parelel kalau T0 dan T1 terpakai.

AT89S52 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini berhimpitan dengan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output paralel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi.


11

Port 1 dan Port 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya merupakan register yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Function Register (SFR). Berikut ini merupakan spesifikasi dari IC AT89S52 : a.

Kompatibel dengan produk MCS-51.

b.

8 Kbyte In-System Reprogammable Flash Memory.

c.

Daya tahan 1000 kali baca/tulis.

d.

Fully Static Operation : 0 Hz sampai 24 MHz.

e.

Tiga level kunci memori program.

f.

128 x 8 bit RAM internal.

g.

32 jalur I/O.

h.

Tiga 16 bit Timer/Counter.

i.

Enam sumber interupt.

j.

Jalur serial dengan UART.

2.1.2.2. Gambar IC Mikrokontroler AT89S52

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52


12

Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S52: a. VCC (Pin 40) Suplai tegangan 5 Volt. b. GND (Pin 20) Ground. c. Port 0 (Pin 39 – Pin 32) Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun penerima kode byte pada saat flash programming Pada fungsinya sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut. Pada fungsinya sebagai low order multiplex address/data, port ini akan mempunyai internal pull up. Pada saat flash programming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saat verifikasi program. d. Port 1 (Pin 1 – Pin 8) Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa, pada kaki ke 6, ke 7 dan ke 8 terdapat Mosi, Miso dan Sck sebagai masukan dari ISP Programmer yang terhubung ke komputer. Tanpa adanya port ini maka mikrokontroler tidak dapat diprogram oleh ISP Programmer. e. Port 2 (Pin 21 – pin 28) Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat mengakses memori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan mengeluarkan isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink ke empat buah input TTL.


13

f. Port 3 (Pin 10 – pin 17) Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pull up. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut : Tabel 2.1 Konfigurasi Port 3 Mikrokontroler AT89S52 Nama Pin P3.0 (Pin 10) P3.1 (Pin 11) P3.2 (Pin 12) P3.3 (Pin 13) P3.4 (Pin 14) P3.5 (Pin 15) P3.6 (Pin 16) P3.7 (Pin 17)

Fungsi RXD (Port Input Serial) TXD (Port Output Serial) INTO (Interrupt 0 Eksternal) INT1 (Interrupt 1 Eksternal) T0 (Input Eksternal Timer 0) T1 (Input Eksternal Timer 1) WR (untuk menulis eksternal data memori) RD (untuk membaca eksternal data memori)

g. RST (pin 9) Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. h. ALE/PROG (pin 30) Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input program (PROG) selama memprogram Flash. i. PSEN (pin 29) Program store enable digunakan untuk mengakses memori program eksternal. j. EA (pin 31) Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan program yang ada pada 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.


14

k.

XTAL1 (pin 19) Input untuk clock internal.

l. XTAL2 (pin 18) Output dari osilator (pembangkit gelombang/pulsa).

2.1.3.

Modul LCD (Liquid Crystal Display) M1632

M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris pixel terakhir adalah kursor). HD44780 ini sudah tersedia dalam Modul M1632 yang dikeluarkan oleh Hitachi, Hyundai dan modul-modul M1632 lainnya.

HD44780 sebetulnya merupakan mikrokontroler yang dirancang khusus untuk mengendalikan LCD dan mempunyai kemampuan untuk mengatur proses scanning pada layar LCD yang terbentuk oleh 16 COM dan 40 SEG sehingga mikrokontroler /perangkat yang mengakses modul LCD ini tidak perlu lagi mengatur proses scanning pada layar LCD. Mikrokontroler atau perangkat tersebut hanya mengirimkan data-data yang merupakan karakter yang akan ditampilkan pada LCD atau perintah yang mengatur proses tampilan pada LCD saja.

2.1.3.1. Kaki-kaki Modul M1632

Untuk keperluan antarmuka suatu komponen elektronik dengan mikrokontroler, perlu diketahui fungsi dari setiap kaki yang ada pada komponen tersebut.


15

a. Kaki 1 (GND) Kaki ini berhubungan dengan tegangan +5 Volt yang merupakan tegangan untuk sumber daya dari HD44780 (khusus untuk modul M1632 keluaran hitachi, kaki ini adalah VCC) b. Kaki 2 (VCC) Kaki ini berhubungan dengan tegangan 0 volt (ground) dan modul LCD (khusus untuk modul M1632 keluaran hitachi, kaki ini adalah GND) c. Kaki 3 (VEE/VLCD) Tegangan pengatur kontras LCD, kaki ini terhubung pada V5. Kontras mencapai nilai maksimum pada saat kondisi kaki ini pada tegangan 0 volt. d. Kaki 4 (RS) Register Select, kaki pemilih register yang akan diakses. Untuk akses ke register data, logika dari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke register perintah, logika dari kaki ini adalah 0. e. Kaki 5 (R/W) Logika 1 pada kaki ini menunjukkan bahwa modul LCD sedang pada mode pembacaan dan logika 0 menunjukkan bahwa modul LCD sedang pada mode penulisan. Untuk aplikasi yang tidak memerlukan pembacaan data pada modul LCD, kaki ini dapat dihubungkan langsung ke ground. f. Kaki 6 (E) Enable Clock LCD, kaki ini mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada kaki ini diberikan pada saat penulisan atau pembacaan data.


16

g. Kaki 7-14 (D0-D7) Data bus, kedelapan kaki modul LCD ini adalah bagian dimana aliran data sebanyak 4 bit atau 8 bit mengalir saat proses penulisan maupun pembacaan data. h. Kaki 15 (Anoda) Berfungsi untuk tegangan positif dari backlight modul LCD sekitar 4,5 volt (hanya terdapat untuk M1632 yang memiliki backlight). i. Kaki 16 (Katoda) Tegangna negatif backlight modul LCD sebesar 0 volt (hanya untuk M1632 yang memiliki backlight).

2.1.3.2. Akses ke Register

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, HD44780 yang menjadi pengendali modul M1632 mempunyai dua buah register, yaitu register data dan register perintah. Berikut ini akan dijelaskan bagaimana proses terjadinya penulisan maupun pembacaan data dari kedua register ini.

a. Penulisan Data ke Register Perintah Penulisan data ke register perintah digunakan untuk memberikan perintahperintah pada Modul M1632 sesuai dengan data-data yang dikirimkan ke register tersebut. Gambar 2.3 menunjukkan proses penulisan data ke register perintah menggunakan mode 4 bit interface. Kondisi RS berlogika 0 menunjukkan akses data ke register perintah. RW berlogika 0 menunjukkan proses penulisan data akan dilakukan. Nibble tinggi (bit7 sampai bit 4) terlebih dahulu dikirimkan dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock, kemudian


17

nibble rendah (bit 3 sampai bit 0) dikirimkan dengan diawalai pulsa logika 1 pada E Clock lagi.

Gambar 2.3 Timing penulisan data ke register perintah mode 4 bit interface

Built In Routine Kirim_Perintah EQU 433H ............................ Lcall Kirim_Perintah

b. Pembacaan Data dari Register Perintah Proses pembacaan data dari register perintah ini digunakan untuk membaca status sibuk M1632 dan addres counter saja. RS diatur pada logika 0 untuk akses ke register perintah dan R/W diatur pada logika 1 yang menunjukkan proses pembacaan data. Empat bit nibble tinggi dibaca dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock dan kemudian 4 bit nibble rendah dibaca dengan diawali pulsa logika 1 pada E clock.


18

Gambar 2.4 Timing diagram pembacaan register perintah mode 4 bit interface c. Penulisan Data ke Register Data Penulisan data ke register data digunakan dalam proses penulisan data karakter yang akan ditampilkan ke LCD (DDRAM) atau proses penulisan data pola karakter ke CGRAM.

Proses diawali dengan adanya logika 1 pada RS yang menunjukkan akses ke register data. Kondisi R/W diatur pada logika 0 yang menunjukkan proses penulisan data. Data 4 bit nibble tinggi (bit 7 hingga bit 4) dikirim dengan diawali dngan pulsa logika 1 pada sinyal E Clock dan kemudian diikuti 4 bit nibble rendah (bit 3 hingga bit 0) yang jugan diawali pulsa logika 1 pada sinyal E Clock.


19

Gambar 2.5 Timing diagram penulisan data ke register data mode 4 bit interface d. Pembacaan Data ke Register Data Pembacaan data dari rd dilakukan untuk membaca kembali data yang tampil pada LCD. Proses dilakukan dengan mengatur RS pada logika 1 yang menunjukkan adanya akses ke register data . Kondisi R/W diatur pada logika tinggi yang menunjukkan adanya proses pembacaan data. Data 4 bit nibble (bit 7 hingga bit 4) dibaca dengan diawali adanya pulsa logika 1 pada E Clock dan dilanjutkan dengan data 4 bit nibble rendah (bit 3 hingga bit 0) yang juga diawali dengan pulsa logika 1 pada E Clock.

Gambar 2.6 Timing diagram pembacaan data dari register data mode 4 bit interface


20

2.1.3.3. Struktur Memori LCD

Modul LCD M1632 memiliki beberapa jenis memori yang digunakan untuk menyimpan atau memproses data-data yang akan ditampilkan pada layar LCD. Setiap jenis memori mempunyai fungsi-fungsi tersendiri. a. DDRAM DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada. Contohnya, karakter “A” atau 41h yang ditulis pada alamat 00 akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis di alamat 40h, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD. b. CGRAM CGRAM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang. c. CGROM CGROM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Oleh karena ROM bersifat permanen, pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun power suplly tidak aktif.

2.1.

Perangkat Lunak

Perangkat lunak merupakan program yang meliputi bahasa pemrograman BASCOM8051 untuk pemrograman mikrokontroler AT89S52 dan Eagle untuk perancangan gambar skematik dari rangkaian.


21

2.2.1. Bahasa BASIC Menggunakan BASCOM-8051

BASCOM-8051 adalah program BASIC compiler berbasis Windows untuk mikrokontroler keluarga 8051 seperti AT89C51, AT89C2051, dan yang lainnya. BASCOM-8051 merupakan pemrograman dengan bahasa tingkat tinggi BASIC yang dikembangkan dan dikeluarkan oleh MCS Elektronik.

Kita akan membahas penggunaan karakter, tipe data, variable, konstanta, operasi-operasi aritmatika dan logika, array, dan control program.

2.2.1.1. Karakter dalam BASCOM

Dalam program BASCOM, karakter dasarnya terdiri atas karakter alphabet (A-Z dan a-z), karakter numeric (0-9), dan karakter special (lihat tabel 2.1).

Tabel 2.2 Karakter Spesial karakter ‘ * + , . / : “ ; < = > \

Nama Blank Apostrophe Asterisk (symbol perkalian) Plus sign Comma Minus sign Period (decimal point) Slash (division symbol) will be handled as\ Colon Double quotation mark Semicolon Less than Equal sign (assignment symbol or relational operator) Greater than Backspace (integer or word division symbol)


22

2.2.1.2. Tipe Data

Setiap variabel dalam BASCOM memiliki tipe data yang menunjukkan daya tampungnya. Hal ini berhubungan dengan penggunaan memori mikrokontroler. Berikut adalah tipe data pada BASCOM berikut keterangannya. Tabel 2.3 Tipe data BASCOM Tipe Data Bit Byte Integer Word Long Single String

Ukuran (byte) 1/8 1 2 2 4 4 hingga 254 byte

Range 0 – 255 -32,768 - +32,767 0 – 65535 -214783648 - +2147483647 -

2.2.1.3. Variabel

Variabel dalam sebuah pemrograman berfungsi sebagai tempat penyimpanan data atau penampungan data sementara, misalnya menampung hasil perhitungan, menampung data hasil pembacaan register, dan lainnya. Variabel merupakan pointer yang menunjukkan pada alamat memori fisik dan mikrokontroler.

Dalam BASCOM, ada beberapa aturan dalam penamaan sebuah variable: a. Nama variabel maksimum terdiri atas 32 karakter. b. Karakter biasa berupa angka atau huruf. c. Nama variabel harus dimulai dengan huruf. d. Variabel tidak boleh menggunakan kata-kata yang digunkan oleh BASCOM sebagai perintah, pernyataan, internal register, dan nama operator (AND, OR, DIM, dan lain-lain).


23

Sebelum digunakan, maka variabel harus dideklarasikan terlebih dahulu. Dalam BASCOM, ada beberapa cara untuk mendeklarasikan sebuah variabel. Cara pertama adalah menggunakan pernyataan ‘DIM’ diikuti nama tipe datanya. Contoh pendeklarasian menggunakan DIM sebagai berikut: Dim Dim Dim Dim Dim Dim

nama as byte tombol1 as integer tombol2 as word tombol3 as word tombol4 as word Kas as string*10

2.2.1.4. Alias

Dengan menggunakan alias, variabel yang sama dapat diberikan nama yang lain. Tujuannya adalah mempermudah proses pemrograman. Umumnya, alias digunakan untuk mengganti nama variabel yang telah baku, seperti port mikrokontroler. LEDBAR alias P1 Tombol1 alias P0.1 Tombol2 alias P0.2

Dengan deklarasi seperti diatas, perubahan pada tombol akan mengubah kondisi P0.1. Selain mengganti nama port, kita dapat pula menggunakan alias untuk mengakses bit tertentu dari sebuah variabel yang telah dideklarasikan. Dim LedBar as byte Led1 as LedBar.0 Led2 as LedBar.1 Led3 as LedBar.2

2.2.1.5. Konstanta

Dalam BASCOM, selain variabel kita mengenal pula constant. Konstanta meruupakan variabel pula. Perbedaannya dengan variabel biasa adalah nilai yang dikandung tetap. Dengan konstanta, kode program yang kita buat akan lebih mudah dibaca dan dapat


24

mencegah kesalahan penulisan pada program kita. Misalnya, kita akan lebih mudah menulis phi daripada menulis 3,14159867. Sama seperti variabel, agar konstanta bias dikenali oleh program, maka harus dideklarasikan terlebih dahulu. Berikut adalah cara pendeklarasian sebuah konstanta. Dim A As Const 5 Dim B1 As Const &B1001

Cara lain yang paling Mudah: Const Const Const Const

Cbyte = &HF Cint = -1000 Csingle = 1.1 Cstring = “test”

2.2.1.6. Array

Dengan array, kita bisa menggunakan sekumpulan variabel dengan nama dan tipe yang sama. Untuk mengakses variabel tertentu dalam array, kita harus menggunakan indeks. Indeks harus berupa angka dengan tipe data byte, integer, atau word. Artinya, nilai maksimum sebuah indeks sebesar 65535.

Proses pendeklarasian sebuah array hampir sama dengan variabel, namun perbedaannya kita pun mengikutkan jumlah elemennya. Berikut adalah contoh pemakaian array; Dim kelas(10) as byte Dim c as Integer For C = 1 To 10 a(c) = c p1 = a(c) Next

Program diatas membuat sebuah array dengan nama ‘kelas’ yang berisi 10 elemen (1-10) dan kemudian seluruh elemennya diisikan dengan nilai c yang berurutan. Untuk membacanya, kita menggunakan indeks dimana elemen disimpan.


25

Pada program diatas, elemen-elemen arraynya dikeluarkan ke Port 1 dari mikrokontroler.

2.2.1.7. Operasi-operasi Dalam BASCOM

Pada bagian ini akan dibahas tentang cara menggabungkan, memodifikasi, membandingkan, atau mendapatkan informasi tentang sebuah pernyataan dengan menggunakan operator-operator yang tersedia di BASCOM dan bagaimana sebuah pernyataan terbentuk dan dihasilkan dari operator-operator berikut: a. Operator Aritmatika Operator digunakan dalam perhitungan. Operator aritmatika meliputi + (tambah), - (kurang), / (bagi), dan * (kali). b. Operator Relasi Operator berfungsi membandingkan nilai sebuah angka. Hasilnya dapat digunakan untuk membuat keputusan sesuai dengan program yang kita buat. Operator relasi meliputi: Tabel 2.4 Tabel Operator Relasi Operator = <> < > <= >=

Relasi Sama dengan Tidak sama dengan Lebih kecil dari Lebih besar dari Lebih kecil atau sama dengan Lebih besar atau sama dengan

Pernyataan X=Y X <> Y XY X <= Y X >= Y

c. Operator Logika Operator digunakan untuk menguji sebuah kondisi atau memanipulasi bit dan operasi bolean. Dalam BASCOM, ada empat buah operator logika, yaitu AND, OR, NOT, dan XOR.


26

Operator logika bias pula digunakan untuk menguji sebuah byte dengan pola bit tertentu, sebagai cintih: Dim A As Byte A = 63 And 19 PPRINT A A = 10 or 9 PRTINT A Output 16 11

d. Operator Fungsi Operasi fungsi digunakan untuk melengkapi operator yang sederhana.

2.2.1.8. Aplikasi dengan LCD (liquid crystal display)

Salah satu kelebihan yang dimiliki oleh compiler BASCOM adalah program yang menyediakan rutin-rutin khusus untuk menampilkan karakter menggunakan LCD. Bahkan, kita pun dapat membuat karakter special dengan fasilitas LCD designer.

Antar muka antara LCD dengan AT89S52 menggunakan mode antarmuka 4 bit. Selain lebih menghemat I/O, mode demikianpun mempermudah proses pembuatan PCB-nya. Program berikut akan menjalankan beberapa perintah yang berkenaan dengan LCD. $regfile = “8052.dat” $crystal = 12000000 dim x as byte config LCD = 16*2

Cursor off do X = 100 Cls Lcd “namaku Satih” Lowerline Lcd “Nilaiku selalu”; x Wait 1


27

Cls Lcd “<<<< Hebat >>>>” For x=1 to 16 Shiftlcd left next For x=1 to 32 Shiftlcd right Waitms 200 next x = 100 cls lcd hex x loop

Penjelasan programnya sebagai berikut: a. Dim x As Byte Pernyataan di atas merupakan pendeklarasian variable x dengan ukuran byte. b. Config LCD = 16*2 Oleh karena itu, konfigurasi yang dapat kita lakukan adalah mendeklarasikannya dilisting program yang kita buat seperti dikontrolkan di atas. c. CLS Perintah CLS berfungsi membersihkan atau mengosongkan tampilan LCD. d. Lowerline Perintah berfungsi memindahkan kursor ke baris bawah. Karena LCD yang digunakan adalah LCD 2x16, maka LCD memiliki 2 baris dan kolom. e. X = 100 Lcd “namaku Satih” Lowerline Lcd “Nilaiku selalu”; x Ketika kita menjalankan perintah di atas, maka keluarannya adalah: Namaku Satih Nilaiku selalu 100


28

Contoh di atas menunjukkan bahwa kita dapat menampilkan isi sebuah variabel menggunakan LCD hanya dengan menulis: f. ShiftLCD left/right Perintah digunakan untuk menggeser tampilan LCD ke kiri atau ke kanan sebanyak 1 langkah. Perintah berguna untuk menampilkan kalimat yang panjang dan mebuat animasi di LCD. g. Lcdhex x Perintah berfungsi mengirim isi sebuah variabel ke LCD dalam format hexadecimal. Jika kita menjalankan program, maka hasilnya 64.

2.2.2. Software Downloader (ISP – Flash Programmer 3.0a) Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroler digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat di download dari internet. Tampilannya seperti gambar 2.7 di bawah ini :

Gambar 2.7 ISP- Flash Programmer 3.a


29

Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik Write untuk mengisikan hasil kompilasi tersebut ke mikrokontroler. Untuk mengecek apakah mikrokontroler bisa ditulisi atau tidak dapat diketahui dengan dua cara, yaitu dengan cara meng-klik Signature dan Read. Untuk mengamankan agar program pada mikrokontroler tidak dapat dibaca oleh orang yang tidak diinginkan, dapat digunakan Lock Bit-1, Lock Bit-2 dan Lock Bit-3 yang masing-masingnya memiliki tingkat keamanan yang berbeda. Makin tinggi tingkatan Lock Bitnya maka makin sulit membongkar programnya. Tetapi apabila telah di lock (dikunci) maka mikrokontroler tidak dapat lagi ditulisi.


BAB 3

RANCANGAN SISTEM

3.1.

Diagram Blok Rangkaian

Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1 berikut ini:

SINYAL INPUT

Buffer/pengk ondisi sinyal

Mikrokontroler AT89S52

DISPLAY LCD

Gambar 3.1 Diagram blok rancangan frequency counter Masing-masing blok, yaitu sinyal input berupa masukan sinyal segi empat. Lalu diteruskan melalui rangkaian pengkondisi sinyal (buffer) sehingga input ke mikrokontroler stabil yaitu 5 Volt. Output dari buffer diteruskan ke port interrupt timer pada mikrokontroler AT89S52, sinyal masukan pada mikrokontroler dihitung frekuensinya dengan menggunakan program yang mengaktifkan timer/counter dan kemudian hasilnya ditampilkan pada display LCD (liquid crystal display)

3.2.

Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52

Rangkaian skematik dan layout PCB sistem minimum mikrokontroler AT89S52 dapat dilihat pada gambar 3.2. di bawah ini:


31

Gambar 3.2. Rangkaian skematik sistem minimum Mikrokontroler AT89S52

Pin 18 dan 19 dihubungkan ke XTAL 11,0592 MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler AT89S52 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroler ini. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal.

Karena fungsi tersebut maka Port 0 dihubungkan dengan resistor array. Jika mikrokontroler tidak menggunakan memori eksternal, maka penggunaan resistor array tidak begitu penting. Selain digunakan untuk fungsi diatas resistor array digunakan sebagai pull up.


32

Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.

Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 40 dan 20. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon.

3.3.

Rangkaian Pengkondisi Sinyal

Rangkaian skematik pengkondisi sinyal dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 3.3 Skematik rangkaian pengkondisi sinyal Mikrokontroler hanya dapat menghitung pulsa/gelombang dengan puncak gelombang 5 volt dan dasar gelombang 0 volt. Jadi 1 gelombang penuh terdiri dari 1 sinyal 5 V dan 1 sinyal 0 V, oleh karena itu dibutuhkan sebuah rangkaian yang dapat


33

mempertahankan kestabilan tersebut. Pada rangkaian pengkondisi sinyal ini dipergunakan IC 74HC14 yaitu IC inverter yang dimanfaatkan sebagai buffer sinyal input agar sinyal keluaran berupa sinyal/pulsa digital yang stabil.

3.4.

Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)

Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD (liquid crystal display) ke mikrokontroler dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.4 Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD mikrokontroler

Gambar 3.5 Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD ke mikrokontroler


34

3.5.Rangkaian Power Supply Rangkaian skematik power supply dapat dilihat pada gambar 3.6 di bawah ini:

Gambar 3.6 Rangkaian skematik power supply Rangkaian power supply berfungsi untuk mensupplay arus dan tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian power supply ini terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk menghidupkan seluruh rangkaian kecuali rangkaian ADC, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke rangkaian ADC, karena rangkaian ADC memerlukan tegangan input sebesar 12 volt agar tegangan referensinya stabil.

Trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 μF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi sebagai penguat arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga


35

regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran jembatan dioda.


36

3.6. Diagram Alir Pemrograman

Start

Menentukan variabel dan inisialisasi port mikokontroler

Set Timer 0 sebagai counter

Set subrutin untuk interrupt Timer 0

Aktifkan Interrupt

Hitung pulsa dari sumber gelombang yang dihitung pada port 3.4

Delay 1 detik

Ambil nilai yang didapat setelah 1 detik

Tampilkan hasil perhitungan pada LCD sebagai frekuensi

Reset semua variabel

Gambar 3.7 Flowchart pemrograman frequency counter


37

Di atas diperlihatakan sebuah flowchart program yang akan diisi pada mikrokontroler. Berikut adalah penjelasannya : a. Start: Program dimulai b. Menentukan variabel dan inisialisasi port mikrokontroler: disinilah kita menuliskan variabel yang kita gunakan dalam program dan sekaligus kita tentukan port mikrokontroler yang akan digunakan. c. Set Timer 0 sebagai counter: Pada mikrokontroler AT89S52 di

port

3.4 adalah pin yang dinamakan timer 0, kita dapat memanfaatkan interrupt timer 0 tersebut sebagai timer (pewaktu) ataupun sebagai counter, pada permasalahan kita saat ini kita men-set timer 0 sebagai counter. d. Set subrutin untuk timer 0: Pada bagian ini kita membuat subrutin untuk pengaktifan timer 0. e. Aktifkan interrupt timer 0: Pada bagian ini interrupt timer 0 diaktifkan, interrupt tersebut akan aktif bila mendapatkan sinyal dari luar dan apabila tidak ada sinyal dari luar maka sistem akan tetap menunggu sampai ada sinyal masuk. f. Hitung pulsa dari sumber gelombang: Apabila ada sinyal dari luar maka pulsa dari gelombang tersebut segera dihitung. g. Delay 1 detik: Untuk mengetahui frekuensi dari gelombang yang masuk maka kita membutuhkan waktu sampling sebanyak 1 detik untuk mencacah sinyal yang masuk tersebut. h. Ambil nilai setelah 1 detik i. Hasil counting (cacahan) kita tampilkan pada LCD


38

j. Reset semua variabel: Setelah counting (mencacah) dan hasilnya telah ditampilkan maka sistem kita rancang untuk mengulang (reset) seluruh variabel untuk menerima data count (cacahan) yang baru.


BAB 4

PENGUJIAN RANGKAIAN

4.1.

Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S52

Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroler AT89S52 telah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian. Pengujian bagian ini dilakukan dengan memberikan program pada IC AT89S52, apabila ada sinyal masukan dari rangkaian pengkondisi sinyal maka sistem minimum akan mengaktifkan interrupt timer 0 dan menghitung pulsa dari sumber gelombang pada port 3.4.

Setelah penghitungan pulsa selesai maka tampilan akan dikirim ke LCD dan hasil counter akan ditampilkan dengan satuan Hz (Hertz). Rangkaian sistem minimum telah sukses dalam menjalankan seluruh operasi tersebut di atas, maka rangkaian dinyatakan bekerja dengan baik.

4.2.

Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal

Rangkaian pengkondisi sinyal ini atau rangkaian buffer yang berfungsi sebagai rangkaian yang dapat mempertahankan kestabilan sinyal yang akan dikirimkan ke sistem minimum AT89S52. Pada rangkaian ini diberi probe untuk mengukur sinyal masukan yang berasal dari sinyal function atau alat yang keluarannya berupa sinyal DC (direct current) dengan kisaran tegangan TTL khususnya segi empat.


40

Sinyal input akan dikirim ke IC 7414 dan melalui pin 10 maka sinyal dikirim ke sistem minimum melalui port 3.4, apabila pada sistem minimum sudah dapat mengcounter nilai dari pengkondisi sinyal, maka rangkaian ini telah bekerja dengan baik.

4.3.

Pengujian Rangkaian Power Supply

Pengujian rangkaian ini dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Setelah itu rangkaian power supply dihubungkan ke sumber arus listrik dan saklar ON/OFF nya diaktifkan ke posisi ON.

4.4.

Pengujian Rangkaian secara keseluruhan

Setelah seluruh rangkaian dihubungkan menggunakan kabel pelangi sesuai dengan yang telah ditetapkan, lalu diberi arus melalui rangkaian power supply, keluaran dari power supply berupa tegangan sebesar 5 volt diteruskan ke rangkaian system minimum dan rangkaian pengkondisi sinyal. Rangkaian system minimum dibuat dalam keadaan ON. Diberi masukan berupa sinyal masukan yang berasal dari sinyal fuction atau alat yang keluarannya berupa sinyal DC (direct current) dengan kisaran tegangan TTL khususnya segi empat.

Sinyal input akan dikirim ke IC 7414 dan melalui pin 10 maka sinyal dikirim ke sistem minimum melalui port 3.4. Di dalam rangkaian ini masukan dicounter dengan program yang sudah diberikan pada IC AT89S52, setalah pulsa dicounter


41

maka hasilnya akan dikirim melalui P1.1 sampai P1.7 lalu kerangkaian konektor yang dihubungkan ke LCD (liquid crystal display). Pada LCD akan ditampilkan hasil counter yang diperoleh dalam satuan Hertz (Hz).

Setelah hasil dari counter ditampilkan pada LCD berarti alat frequency counter ini telah sukses menjalankan seluruh operasi di atas, dan dapat dinyatakan kalau rangkaian bekerja dengan baik.


BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 1. Frequency

counter

memanfaatkan

fasilitas

counter

pada

timer

0

mikrokontroler AT89S52. 2. Sinyal atau pulsa yang diukur merupakan arus searah dengan batasan maksimum 6 volt. 3. Pengujian frequency counter dengan menggunakan osilator timer 555 sebagai sumber sinyal, menunjukkan hasil yang sama dalam perhitungannya dengan frequency counter buatan pabrik. 4. Pengujian frequency counter dengan menggunakan function generator yang membangkitkan gelombang AC tidak akurat dalam perhitungannya sedangkan bila menggunakan frequency counter buatan pabrik bisa diketahui hasilnya. 5. Frequency counter ini bekerja dengan modus synchronus sehingga penghitungan frekuensi dapat dilakukan dengan melakukan sampling setiap satu detik, beda halnya dengan modus asynchronus yang dapat menghitung frekuensi hanya dengan waktu sampling yang lebih singkat.


43

5.2. Saran 1. Untuk lebih menyempurnakan frequency counter berbasis mikrokontroler AT89S52 ini dibutuhkan rangkaian pengkondisi sinyal tambahan agar frekuensi sinyal AC dapat dihitung. 2. Frequency counter ini memerlukan pengembangan lebih lanjut agar lebih sempurna. 3. Frequency counter ini diharapkan dapat menjadi salah satu contoh dari berbagai macam jenis frequency counter yang ada di dunia dengan berbagai macam prinsip kerjanya.


44

DAFTAR PUSTAKA

Andi, Nalwan Paulus. 2004. Panduan Praktis Penggunaan dan Antarmuka Modul LCD M1632. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo. Budiharto, Widodo. 2005. Panduan Lengkap Belajar Mikrokontroler Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler. Jakarta: PT Elex media Komputindo. Budioko, Totok. 2005. Belajar dengan Mudah dan Cepat Pemrograman Bahasa C dengan

SDCC

(Small

Device

C

Compiler)

pada

Mikrokontroler

AT89X051/AT89C51/52 Teori, Simulasi dan Aplikasi. Edisi Pertama. Yogyakarta: Penerbit Gava Media. Wahyudin, Didin. 2007. Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa BASIC Menggunakan BASCOM-8051. Yogyakarta: C.V. Andi OFFSET. http://www.delta-electronic.com/Design/Apnote/HD44780.html. Diakses tanggal 23 April, 2008. http://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_counter. Diakses tanggal 23 April, 2008.


FREQUENCY COUNTER BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

Recommend Documents