IAKAAN PAN TIMUR. ks,11

ks

,11

tl?i

IAKAAN PAN

TIMUR

r-

Teknik Antormuko don Pemrogromon

rtti

krokontrolar AIB9552

Urmon

Penarbi+ ANDI Yogyokorto

/

Teknik Anlormuko don Pemrogromon Mikrikonlroler AT89552 OIeh: Usmon Hok Cipto O

2008 podo

Penulis

1., .

Editor : Dwi Probontini +{i...r ' Setting : Alek Ll:1 Desoin Cover : Bowo ;', i ii ,1]t? 'r':;:lii{' $tt, 1 " Korektor : Artiko Moyo 7' Aktor sodewo I z.dc ";s.?-((y'(,g*/p ..

X

Hok Cipto dilindungi undong-undong. Dilorong memperbonyok otou memindohkon sebogion otou seluruh isi buku ini dolom bentuk opopun, boik secoro elektronis moupun mekonis, termosuk memfotocopy, merekom otou dengon sistem penyimponon loinnyo, lonpo izin tertulis dori Penulis. Penerbit: C.V ANDI OFFSET (Penerbit ANDI) Jl. Beo 3B-40,Ielp. (027 41 561 881 (Huntins), Fox. (027 4j 588282

Yogyokorto 55281

l(rp..".rbrhk"n

Percetokon: ANDI OFFSET JL Beo

38-40, re$.

(O27

Abrh

4) 56 1 88'l (Huntins), Fox. (O27 41 588282

Yogyokorto 55281 Perpuslokoon Nosionol: Kotolog dolom Terbilon (KDT)

Alr. lb, (5.,

oga ditenma

I

untuk ercinta

disisl\ga)

Ad;L-rd;LLr,

lnd^"glgrr, lrrn, lr*

Teknik Antormuko don Pemrogromon

Mikrokontroler AI89552

/

Usmon;

- Ed. l. - Yogyokorto:ANDI, 17 t6 15 14 13 t2 il x * 518 hlm.; 16 x 23 Cm. lo 9 8 7 6 s 4 ISBN:978 -979 - 29 - 0435 - 2 l. Judul l. Kind of Hordwore

to 09

08

(t"*og^L^l;^nbitu

meraih cita dan asa)

W;d, \zlustika 5""

($or.d, y gou'll {;nd w ag) ^ DDC'21 : 0O4.64

Kata Pengantar

T'ITA PENGANIAR

Puji dan syukur penulis panjarka, kepada Allah SWT yang relal.r memberikan petunjuk dan kekuatan Nya sehingga penuris bisa menyelesaikan buku ini. Perkembangan teknologi di bidang mikrokontrorer begitu pesat sejak diciptakannya mikrokontroler pertama oleh lnter Corporatio,. Berbagai tipe dan keluarga mikrokontroler banyak dibuat oreh perusahaan-perusahaan semi,

konduktor dengan berbagai fasilitas dan kelebihan. Aplikasi prikrokontroler pun begitu luas, dari mulai kalkulator saku, perangkat auclio-video, sisrem kendali di dunia industri sampai pesawar mang angkasa.

Di dunia pendidikan' remtama di poriteknik ataupu, perguruan

tinggi, mikrokontroler adalah salah satu mata kuriah yang banyak dipelajari mahasiswa. Bahkan tidak sedikit mal.rasiswa yang mengambil tugas akhir dengan membuat sistem berbasis mikrokontroler.

Tentu saja hal ini memerlukan literatur yang cukup memadai agar para mahasiswa bisa dengan mudah mempelajari dan mendalami mikrokontroler. Buku ini ditulis untuk melengkapi buku-buku tenrang mikrokontroler yang telah terbit. Buku ini berusaha memberikan i,formasi yang lengkap mengenai mikrokonrroler AT89s52, sebuah mikrokontroler keluarga g051 yang dikeluarkan oleh Atmei Corporation, baik itu secara reori maupun contoh aplikasi. Sehingga, diharapkan buku ini bisa digunakan oleh para mahasiswa atau siapa saja yang ingin mernpelajari dan rnendalami mikrokontorer AT89s52 secara khusus maupun mikrokonrroler keluarga g05l secara umum. Buku ini terdiri atas 11 bab, dengan Bab 1-4 membahas rentang reori arsitektur hardware dan instruksi i,struksi yang dimiliki oleh mikrokontroler AT89s52. Bab 5 memberikan penjelasan mengenai bagai-ma,a menggunakan port-port untuk menyalakan LED, motor DC dan membaca saklar. Bab 6 me*rbahas tentang bagaimana mikrokontroler A"fg9S52 mengendalikan berbagai macam alat peraga (dispray) yang banyak digunakan, seperti display 7 segmen, dot matriks, LCD karakter dan LCD grafik crenga, berbagai teknik hardware dan software nya. Bab 7 dan bab g mc,jc.laska, bagaimana menggunakan fasilitas inrerr.ral yang clirniliki oleh A'l'u()S52, yairtr

Timer, port serial dan interupsi. Bab 9 menjelaskan bagaimana ATB9S52 merrbaca atau rnembangkitkan sinyal analog dengan ADC dan DAC. Bab l0 menjelaskan bagaimana rnembangun jaringan milcrokontroler dengan menggunakan standar RS-485. Bab 11, bab terakl-rir buku ini, menl'elaskan bagaimana menggunakan software pengembangan dan membuat perangkat pemrograman AT89S52 yang dirancang dan dikernbangkan sendiri oleh penulis. Semua contoh aplikasi yang ada

di buku ini, hardware maupun

software,

telah dicoba dan diuji oleh penulis. Software dirancang deng,an mengikuti prinsip-prinsip pemrograman sebagai berikut

l.

Pemenuhan algoritma, yaitu bagairnana membuat sebuah program agar berjalan sesuai dengan algoritma yar.rg telair ditentukan

2.

Penanganan kesalal.ran (error handl), di mana sebuah program harus mampu meresponss dan mer.rangani error yang mungkin terjadi pada saat program dijalankan, sehingga sistem tidak menjadr hang.

3.

Optimalisasi program (coding optimizing), yaitu bagaimana menghemat penggunaan memorj program, menyederhanakan program, dan lain-lain.

tidak hanya pada bagaimana aplikasi itu bekerja, tetapi juga renrang teori yang mendasari aplikasi tersebut dan l)enjelasar.r mengenai sebuah aplikasi

bagaimana sebuah rangkaian atau software' dirancang. Seperti pada Bab 10, st.lrclum membahas bagaimana membuat software untuk RS-485, buku ini rncrnberikan penjelasan terlebih dahulu renrang apa itu RS-485 dan bagair)rana merancang protokol RS-485. Sehingga para pembaca bisa der.rgan rrruclah untlrk mengembangkan conroh contoh aplikasi yang ada di buku

It,hih lar.rjut, menjadi sebuah aplikasi yang lebih canggih dan

dapat

,ligtrna kan.

llrlitr ini juga menggunakan software,software pendukung yang

dibuat

,,r'rrtlir.i olch penulis menggunakan bahasa pemrograman Delphi 6.0. Pembaca

r,rrrg ingirr rnt'nclalarni atau mengembangkan software-software ini disaranl.:rrr rrrrlrrk rrrt'rrPclajari pernrograman DeJphi melalui buku,buku yang sudah .rtl,r. Sr'rrrrrl s()ur'(('t.rlt' nya clisertakan dalarn CD pendukung buku ini. Bagi l,r'nrlrrr';r )';rrrH lrrrrvir ingirr rncnggunakannya cukup menjaiankan software r',rrr1i

rrrtl:rlr j;rrlt (lilr.r,rt,) yirng iugu tcr(lupat clalarn CD pendukur-rg.

l'r'trrtlt'. nrlr\,r(lint. lrr't,r1r,rprrn lrt'rrrrlis It'lrrlr lrr,r'trslrlrir trntrrk rnt'rrttlis brrktr ini '.r'r.rt,r l,'try'1.,,r;, ,l.rn '.r'nrplr r,r. nilnun rrlrsilr lrrnylrk Ii.r'liurirrrlirrtr rl:rrr

Ieknik Antarmuha dan Pemrograman Mikrokontroler

ATB9S52

DAF[.\R I.,I

kelemahan yang melekar di buku ini. Karena pada dasarnya tidak ada karya vang "terbaik", yang ada adalah karya yang "lebih baik". Hari ini harus lebih baik daripada hari kenarin, dan hari esok harus lebih baik daripatla hari ini.

oleh karena iru, saran dan kritik dari pembaca sangar diharapkan oleh penulis untuk lebih menyempurnakan dan mtlengkapi isi buku ini.

Terakhir, pe^ulis mengucapkan terima kasih kepacra penerbit ANDI yang telah bersedia menerbitkan buku ini. Dan juga kepacla teman-teman kerja penulis yang selalu memberikan dorongan agar penulis segera menyelesaikan buku ini. Semoga buku ini bermanfaat bagi kemajuan teknologi Indonesia.

ry

KATA PENGANTAR

VII

DAFTAR ISI BAB

1

BAB 2

PENDAHULUAN

1

ARSITEKTUR MIKROKONTROLER 8051 ........... 2.1 PENJELASAN FLINGSI KAKI-KAKI 2.2 REGISTER FTINGSI K}IUSUS 2.2.1 Akumulator dan Register B .................

3

2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.2.7 2.2.8

Karawang, Januari 2008 [email protected]

2.3

2.5

.2.6

9

PSW........... P0

-

10

P3 (Register Port) ...........

11

Reg,ister Pengatur Timer

l1

Register Pengendali Port Serial Registerlntempsi

14

Register PCON Data Pointer (DPTR) dan Stack Pointer STRUKTUR MEMORI

19

2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4

5 B

17

(SP)

..

Bank-BankRegister Memori yang Bisa Dialamati per Bit Area Memori Scratch Pad ..............

20 20 22

24 24

OPERASI PORT

25

2.4.1 2.4.2 2.4.3

KonfigurasiPort............ Antarmuka Memori Eksternal

25

Antarmuka Port dengan Perangkat Luar ........... OPERASI TIMER

31

2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4

Mode 0

J)

Mode I

36 J/

38 40

Kotnurtiklsi Mtrltiltroscsor ..................

,).(r..1 'l'irrrt'r' I st'lltgui I't'rrtlrltrtgkit

JJ

36

Mode 2 Mode 3 OPI]RASI PORT SERIAL 2.(;.1 Mode Kcrja Port Serial

2.6)

29

l]:rtrcl llatt:

47 47

vflt

Ieknik Antarmulo dan Pemrograman Hikrokontroler

2.7 INTERUPSI 2.7 .l Sumber Interupsi 8051 2.7.2 MengaturPrioritaslnterupsi OSILATOR DAN RESET 2.8.1 Osilator

2.8

2.8.2 BAB 3

SFR-SFR TAMBAHAN

3.1.1 Data Pointer Kedua 3.1.2 Register Pengendali Timer 2 3.1.3 Register-Regisrer Auxilari .................. 3.1.4 Register Tirner Watchdog (WDT) 3.2

STRUKTUR MEMORI AT89S52 J.J TIMER 2 ..................

3.3.1 ModeCapture....,........... 3.3.2 ModeAuto-Reload........... 3.3.3 Pembangkit Baud Rate port Serial 3.3.4 Pembangkit Clock .......... 3.4

INTERUPSI

3.5

TIMER WATCHDOG ................. MEMORI FLASH INTERNAL 3.6.1 Pemrograman Mode paralel Pemrograman Mode Serial ..........

BAHASAASSEMBIER8O5l ...,.......

Mode pengalamaran Langsung

.3 Mode pengalamaran Register 4.1 .4 Mode pengalamaran Tak Langsung ................... 4.1 .5 Mode pengalamaran Berindeks 4.1.6 pemindahan Data Berorientasi Stack 4.1 .7 pertukaran Data ............ 4.1.8 pemindahan Data Berorientasi Bit 4.1

4.2 PENGOLAHAN DATA 4.2.1 Instruksi-Instruksi 4.2.2 Instruksi Instruksi

5.2

60 62 OJ

BAB

6

Logika

Membaca Saklar Membaca Keypad Matriks 4x4

ANTARMUKA DENGAN

DISPLAY

121 .........................

122 126 135 139 139 139

t44 145 145

148 155

6.1

DISPLAY 7 SEGMEN 155 6.1.1 IC Dekoder 7 Segmen 157 6.1.2 Display 7 Segmen Langsung 160 6.1.3 Display 7 Segmen dengan Multipleks 164 6.1,.4 Display 7 Segmen dengan Register Geser .......... 174 6.1.5 Pertimbangan Perancangan................ 183 6.2 DISPLAY DOT MATRIKS ............. 184 6.2.1 Display Dot Matriks Menampilkan Karakrer .... 190 6.2.2 Display Dot Matriks sebagai Penampil Grafik ... 2A4 6.3 LCD KARAKTER 16 X2 .............. 209 6.3.1 Rangkaian Antarmuka LCD ........... 210 6.3.2 Pemrograman LCD 213 6.3.3 Aplikasi LCD Mode 4 Bit ............ 225 6.3.4 Menampiikan Karakrer dengan CGRAM .......... 240 6,4 LCD GRAFIK 240X64 248 6.4.1 Pemrograman LCD Grafik 252 6.4.2 LCD Grafik Menampilkan Gambar 240 x 64 ..... 266 6.4.3 Mode Atribut Teks dan Karakter CGRAM ........ 273 6.4.4 LCD Grafik Menampilkan Cambar dan Teks .... 286

66

66 68 69 72

74 76 78 82

87 92 93 94 95

97 99 101

102 105

Aritmatika ...........

MengendalikanLED Mengendalikan Motor DC OPERASI PORT INPUT

5.2.1 5.2.2

61

89 Segera

OPERASI PORT INPUT/OI.JTPUT 5.1 OPERASI PORT OUTPUT

5.1.1 5.1.2

/J

4.1 PEMINDAHAN DATA 4.1.1 Mode pengalamatan

.2

BAB 5

60

64

PENGATURAN ALUR PROGRAM

4.3.1 InstruksiLompatTakBersyarar 4.3.2 Instruksi Lompat Bersyarat 4.3.3 Instruksi call, ret dan reti

53 53

59

4.1

4.3

52

MIKROKONTROLER AT89S52

3.6.2

lsi

49

56

J.O

Daftar

50

Reser

3.1

BAB4

AT89S52

BAB 7

TIMER DAN PORT SERIAL

7.1

297

',l'tMHl

297

)pt,rlsi 'l'intcr 0

t06

7.1.1

(

1r6

7

I',.)

( )pr.r irsi

'l'irrrt'r'

2

299 311

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'tikrokontroler

7.2

BAB 8

PORT SERIAL 7.2.1 Mode 0: Register Ceser 7.2.2 Mode 1: Komunikasi Serial UART

345

INTERUPSI INTERUPSI EKSTERNAI 8.1.1 Interupsi Eksternal: Dispiay Dot Matriks .......... 8.1.2 Membaca Keypad 4x4 dengan Intempsi 8.2 INTERUPSI TiMER 8.2.1 Mengatur Kecepatan Motor DC dengan PWM . 8.2.2 Timer 2: Interupsi Eksternal Tambahan 8.3 ]N]'ERUPSI PORI- SERIAL .................

3s3

?(s 3s6 367

J/ / 377

Kemajtranteknologidibidangelektrorrikabegitupesatsejakditernr.rkarrnya transistor.Dengan."pu,p",,ngkatsemikor"Lcluktorinirnenggantikanposisi

lebih kecil' tegar-rgan kerjanya yang tabung hampa karena ,ku'u'"']yu yang

ANTARMUKA DENGAN SINYAL ANALOG 9.1 ANTARMUKA DENGAN ADC............

401

9.2 PEMBANGKITAN SINYAL ANALOG 9.2.1 Mengatur Kecepatan Motor DC dengan DAC ... 9.2.2 Membangkitkan Musik dengan DAC R 2R ....... 9.2.3 Mikrokontroler yang Bisa Berbicara ..................

415

iebihrcndah,konsurnsidayanyayanglebihkecildan'tenttisaia'harganya membawa kepada Penemuan yorg lout lebih murah' Transistor kernuclian 'irtJg*rert yang berisi dar:i circuit (iC), sebuah perangkat semikonduktor yar.rg tletnbentuk suatu b"bJrrpu buah fransistor samPai jutaan transisror oper:asional (op-amp) sarnpai ,ongkoiu,.t dertgan fr.rngsi terteutu, dar.i penguat I)ari transisror inilah lahir per'r"goloh ,irryul digitui 6igitot signal .ptrrce'sso.r)'

416

mikrokontr:oler'

422

berbagai peralatan elektronik' Mikrokontroler telah banyak ciigunakan di

AI-A.T PENGEMBANGAN .....,.... 1 1.1 PROGRAMMER 2.15 ............. 11.1.1 Instalasi Pro6lrammer 2.15 ............ 11.1.2 Cara Menggunakan Programmer 2.15 1

1.2 ANTARMUKA PROGRAMMER .............. 11.2.1 Rangkaian Antarmuka (FP-S100X) 11.2.2 Sistem Minimum AT89S52 11.2.3 Rangkaian Catu Daya ...........

DAFTAR PUSTAKA

439

453 453 455 460

Rancangan Hardware

10.2.2 Protokol Jaringan dan Rancangan Software

392

453

10.2 JARINGAN RS.485 DENGAN AT89S52

10.2.i

384

402

10.1.1 Spesifikasi Dasar RS-485 ............^..... 10.1.2 Topologi Jaringan RS-485

11

PENDAHUTUAN

339

BAB IO RS-485: IARINGAN MIKROKONTROLER 10.1 TINIAUAN STANDAR RS-485

BAB

BAB I

338

8.1

BAB 9

AT89S52

461 ......

465 497

497

p"t*gkut audio-video' pengendali mesin-mesin contoh sebtrah tape mobil industri sampai pesawat;a"g tngku'u' Sebag'ai cli clarlamnya' Mikro
dari peralatatr rumah tan88a,

tuner FM'

kaset' mengendaiikan kontroler akan menge"aulittun pemutaran LCD' mengatur volunre suara ke melalui mernberikan inlbrrnasi ke pen''akai digital' speaker dan mengendalikan equaliser

Sebuahkomputermikromemilikitigakomponetrutama:urritpengolalrpusat input/output (1/O) untuk (CPlJ=cetttral processing t"'-'r)' '-t"''"ori clan sistem luar' CPU' yang mengatur sistem keria dihubungkal.r dengan

i"'"t'gkut

511

ko,,p..t".mikro'clibangunolehsebuahlr-rikrolrrosesor:.N{emoriterdiriatas RAM untuk metryirnpan clata' IIEPROM untuk menf i'pu' program dan perangkat luar misalnya sebuah Sistern I/O bisa dihubungkan dengan pada aplikasinya. Apabila cPU, keyboard dar.r sebuah mo,itor, bergantu.g maka sisrem I/o dibuat clalarn sebuarr clrip semikonduktor,

513

i rr i

497 499 511

5i5 5t7

r,emori cran (

lah yang, di rranlakan n.rikrokontroier'

olehTntel corporariolr pada akhir it,ilt,r;rsi lx.t.tun)il nrikrokontrolcr clilltrat 8051' keIVlilirrlkt.lrlrtllot.ylrrrg clirratrrakalr st.lragai kcltrarga

.1,.1
lairl yartg rrtttlt;ttt trr,'tt1:ttli s.lrtt:tlt sl;tlttlltr irrrltrsrri' ll"rrlyak llet-ttsalt:rlr

Ieknik Antarmulo dan Pemrograman Mikrokontroler AI89552

B/\B 2 AR'ITEKTUR

membuar dan mengembangkan 8051 seperti philips Semiconductor, Atmel corporation, Dallas Semiconductor, dan lain-lain. Selain itu berkembang juga mikrokontroler keluarga lain, seperti Motorola dengan seri 6gHC-nya, Atmel dengan AVR-nya, Microchip dengan plC-nya dan masih banyak lagi.

Mikrokontroler tidak hanya rerdiri

internal ataupun sistem i/o, tetapi juga dilengkapi denga, fasilitas lain (on-chip facilities) seperri timer, port serial, pencacah (countel, kendali interupsi, pengubah analog ke digital (ADC=analog-to-digital converter) dan digital ke analog (DAC=digitat-toanalog convertet) bergantung pada untuk apiikasi apa mikrokontroler tersebut dirancang. Mikrokontroler generasi terbaru bisa dilengkapi dengan port uSB, koneksi LAN, penggerak (drivel LCD, anrarrnuka untuk koneksi ke hard disk araupun dekoder mp3.

Perangkat htnak (software) pun berkembang pesat. pada awalnya bahasa pemrograman mikrokontroler memakai bahasa assembler (bahasa tjngkat rendah), kini para perancang sisrem berbasis mikrokontroler telah banyak

mengunaka, bahasa tingkat tinggi seperti bahasa c, BASIC araupun pascal. Dengan menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi ini para perancang lebih cepat mengembangkan aplikasinya karena beberapa baris perintah dalam bahasa assembler bisa digantikan dengan hanya satu baris perintah bahasa tingkat tinggi. Kelemahannya adalah, memori program bisa lebih

besar bila dibandingkan dengan bahasa assembler. Selain itu, tidak semua bahasa assembler bisa dengan mudah direrjemahkan ke bahasa tingkat tinggi, sehingga rnasih tetap dibutuhkan baris program yang ditulis dengan bahasa

assembler dalam program bahasa tingkat tinggi (inJine assembler). Mikrokontroler generasi terbaru telah dirancang agar lebih sesuai dengan bahasa tingkat tinggi karena bagaimanapun bahasa tingkat tinggi lebih ,,bisa dibaca".

MIKROKONTROTER BO5I

aras rnemori

Intel Corporation, keluarga rrikrokontroler 8051 (MCS-51) telah berkembang pesat baik dari sisi perangkat keras uraupun peranpikat lunaknya, rnulai dari pengernbang,an dan penarnbahall fasilitas internal sampai bal-rasa pemrogramanuya. Namun, tetaplah diperlukan

Sejak diperkenalkan oleh

pengetahuan tentang mikrokontroler 805 1 standar sebelum mengembang,kan aplikasi berbasis mikrokontroler versi pengembangan.

Mikrokontroler B05i standar adalah mikrokontroler B bit dengan fasilitas sebagai berikut:

1. 2. 3. 4.

Merniliki 4x8 bit port I/O RAM internal 128 bytes

Memiliki 2 buah Timcr Sebuah port serial

Kendali interupsi dengan 5 buah sumber interupsi Bisa mengalamati memori program sampai 64 Kbyte (KB) dan tnemoti data sampai 64 KB secara terpisah.

7.

Register-register fungsi khusus (SER=specral firnction registet's) seperti akumulator, regisrer I\. stack pointer (SP), data pointer (DPI'R)' P0, Pl, P2 dan P3 untuk mengakses port I/O, buffer data serial, register timer dan register kendali (untuk port serial, Timer dan interupsi).

805i adalah sebuah CP[J yang bertugas untuk membaca memori program dan menjalankan perintah yang tersimpan di clalarnnya. CPU ini disusun oleh sebuah unit aritmatika dan logika (ALU= Jantung dari mikrokontroler

der.rgan SFR yaitu register A (A(.i('i ar-<'uatularol. re5iister B, PSW (program status wor$ dan stack pointer arit hntt,t

(Sl'),

hic logic unir) yang terhubung

rllrr l(r bit (lrunter

lr
pointer)'

8051

[l bit, Ittrs d;rta illternal dan rcgister-reg,ister

yang

Program (PC) serta DPTR (data

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

AT89SS2

dimilikinya juga memiliki lebar data 8 bit (walaupun DPTR adalah register bit, namun pada dasarnya adalah 2 buah register 8 bit yang digabungkan). rtl o

:

FlJ

i7

FI .ll - F]

16

.?

Jr*erFtl

Dn*rF2

-7'------E-|

I

t JLJT lr

v_!J]

LI _t

Selain itu, ALU juga bisa menangani I bit data sebaik menangani 8 bit data. Sehingga, operasi-operasi bit bisa dilakukan dengan cepat. Bab ini akan menjelaskan arsitektur 8051 standar diawali dengan penielasan fungsi kaki-kakj 8051, SFR, struktur memori, operasi port, port serial, Timer dan interupsi.

-+J----

I

vcc

Arsitektur i,likrokontroler 8051

il

\ LilchFll llilchPll

I I

Eeg ALBIEI

RAftI

I

E,)I

fu

I\,1

,\

lr.Otr

P1

,tt.J:1

Fl.t

Pr:r,J

p1

P{,.1 r.qtrlr

F1.lr

F!-12

P1.r

P{i.:l tLl\'tt

F1..i

Pt:r-{ rACgt

P1.6

F,0.5

Fl.7

Prl.8 r.6,ta,r

FlrT

Ptr?

R1.

€&\Pp

I

E

I I I

I

I I

t{L(

Statk

il

Foirder

iF"*'l

t

I I

Pq.al*u dur

LE T FJT

K*rtlJi

Alixur

TIUIF'l

r ALU

PSW

lltt 1..]-J

J*

Eogun

r

E*l

5LL]IC IIl'1Dt TTIO

IETIF

Trf,:lIl

TI]]

Trn

Euf{rr

tr

IE

FerurnLeh

Blc k Irilerr4,s1 Poll

na]

tt

i.{f,l

ELE.,Ffi= F''5Efl

lllll r F'l r lrll Fr-I,{

Pll1

tAlii

P2.d

t{1ir

Ptiiat!,

-1

rTlrPJ ,TEi P-..6 rEf,t Ft^;

P14 tAlg'

*.1

{T{L:

P3:l i4l(r,

(TAtl

P?-1t,A9i

ul

t

I

*l

P?"il

lAlli

Gsmbor 2.2 Susunon Koki

DlP40

DFTR

Lif EhF

LalEh

Drirer P

DriurP:

H

Oiilatu

!* t'.

i4tSi

Ccude: Hagruu

Lutr:1'si

I

iAtql

Pi,:t r&i!

durTirer

)

F.egister

PD

iT'lti Pr.l ilnTiir F.l.!

F+g TI.TF;

I I

fi:fir

rAf4l

AI PI

Gombor 2.1 Blok Diogrom Mikrokontroler B05l

ALU, seperti tersirat dari namanya, bisa melakukan operasi-operasi aritmatika dan lbgika. operasi penjumlahan, pengurangan, perkaliarl dan pembagian bisa dilakukan oleh ALU. operasi logika yang bisa dilakukan oleh ALU di antaranya AND, oR, exclusive-oR, putar bit, kornplemen dan rain, lain. ALU bisa juga melakukan instruksi cabang bersyarat, menyediakan jalur data dan sebagai register sementara untuk pemindahan dara di clalam cl;Lj.

2.1

PENJETASAN FUNGSI KAKI-KAKI

Seperti telah dijelaskan di atas, 8051 standar mempunyai 40 kaki yang bisa dikemas dalam kemasan DIP40 atau PLCC44 dengan 32 kaki dipakai sebagai

port-porr multiguna, kaki untuk sumber tegangan, kristal, dan kaki-kaki untuk kendali (pembacaan memori). Berikut adalah penjelasan fungsi kakikaki mikrokontroler 8051 standar.

1.

P1.0

-

P1.7 (Port 1)

Port 1 merupakan port 8. bit dua arah (input/output) dengan pull up internal. Buffer output Port 1 bisa menangani sampai 4 masukan TTL. Ketika data FFH dikirirn ke Port 1 maka Port I bisa meniadi port rnasukan. Port I bisa diakses sebagai port (P1) atau diakses per bit (P1.0 I'l .7). Sctt'lah rcst't I) I ukan rnt'n jatli port masukan.

Teknik Antarmul
P3.0

-

Arsitektur J'likrokontroler 805

P3.7 (Port 3)

- P2.7 (Port2) Port 2 merupakan port 8 bit dua arah (input/output) dengan pull up internal. Buffer output Port 2 bisa menangani sampai 4 masukan TTL. Ketika data FFH dikirim ke Port 2 maka Port 2 bisa digunakan sebagai masukan. Port 2 bisa diakses sebagai port (P2) atau diakses per bit (P2.0 P2.7). Setelah reset P2 akan menjadi port masukan. P2.0

Port 3 merupakan port 8 bit dua arah (input/ourpur) dengan pull up internal. Buffer ourput Port 3 bisa menangani sampai 4 masuka, T'fL. Ketika data FFH dikirim ke Porr 3 maka port 3 bisa digunaka, scbagai masukan. Port 3 bisa diakses sebagai port (p3) atau diakses per bit (1,3.0 P3.7). Setelah reset P3 akan menjadi port masukan.

Selain berfungsi sebagai porr mulriguna, P3 juga memunyai fungsi khusus seperti dijelaskan oleh Tabel 2.1. Tobel 2.1 Fungsi Khusus Port

Port

Selain sebagai port multiguna, P2 juga akan mengeluarkan alamat orde tinggi (A8 - A15) pada saat menjalankan program dari memori program eksternal atau pada saat mengakses memori data eksternal yang menggunakan perintah pengalamatan 16 bit (perintah morx @DPTR).

3

Fungp, I(husus

PSEI.{ , ALE dan EA

P3.0

RXD, merupakan masukan unruk porr seial / Receiver

P3.1

TXD, merupakan output dari port serial

P3.2

INT0 , merupakan masukan unruk interupsi ekstemal

0

P3.3

II.1T1 , -"*pakar masukan untuk interupsi eksternal

1

P3.4

T0, merupakan masukan untuk pulsa eksternal Timer 0

P3.5

T1, merupakan masukan untuk pulsa eksternal Timer

P3.6

WR,

PSEN- atau program store enable adalah sinyal baca pada saat menjalankan program dari memori eksternal. Di dalam aplikasi PSEN akan dihubungkan dengan sinyal RD memori program eksternal (EEPROM). PSEN diaktifkan dua kali setiap siklus mesin. Adanya pemisahan antara sinyal baca untuk memori data eksternal (sinyal nnZp:.2) dengan memori program eksternal (PSEN) membuat 8051 bisa dihubungkan sampai 128 KB memori eksternal (64K memori data

/ Transmitrer

1

dan 64K memori program).

merupakan sinyal tuhs (write strobe) unruk menulis data ke

ALE atau addres latch enable adalah pulsa keluaran iatch pada proses pengaksesan memori eksternal (program maupun data). Di dalam aplikasi

memory data eksternal. Aktif rendah. P3.7

3.

RD , -"-pukan sinyal baca (read strobe) unruk membaca data dari memori el<sternal. Aktif rendah

ALE biasanya dihubungkan dengan masukan latch enable dari IC latch, 74373 misalnya.

EA utm external access enablemenentukan apakah alamat awal memori program berada di memori eksternal atau internal. Bila dihubungkan ke GND, alamat awal program memori akan berada di memori eksternal,

XTAL2 danXTAL 1 xrAL2 merupakan keluaran dari rangkaian penguat osirator internal. Sedangkan xrAll merupakan masukan ke penguat osilator jnternal. Sebuah kristal dan dua buah kapasitor yang dihubungkan ke pin ini

sebaliknya bila dihubungkan dengan VCC, alamat awal memori program 8051 akan berada di memori internal. Pada 8051 yang tidak memiliki memori program internal, EA selalu dihubungkan dengan GND agar bisa menjalankan program dari memori eksternal.

sudah cukup untuk menyediakan sinyal detak (clock) untuk mikrokontroler.

4.

VCC dan GND

vCC dan GND merupakan pin unruk tegangan DC. Mikrokontrorer g05l standar membutuhkan regangan DC sebesar 5 volt agar bisa bekerja dengan baik (standar TTL).

I

7.

P0.0

-

P0.7 (Port 0)

I)ort 0 rncrupakan 8 bit port dua arah (input/output) dengan drain tcrlrtrkir (tytatl

I)ort 0 marnpu menangani 8 masukan TTL. Seperti Irrrlrryu l)()rl l)()r.t yrrrrg llirr, kt'tika clata IrItlditulis ke port ini maka Port 0 rrkrrrr rrrcrrjrrtli rn;rsukrrrr tlcnliirrr inrpt'tl;rtrsi tinggi. l'ort 0 bisa tliakst's 1111111.

Ieknik Antarmul
sebagai port (P0) atau diakses per

bit (P0.0 - P0.7). Karena sifatnya drain terbuka, P0 membutuhkan pull up eksternal pada saar dihubungkan dengan peralatan eksternal.

P0 memiliki fungsi khusus, yaitu sebagai bus data (D0 - D7) dan bus alamat orde rendah (A0 - A7) pada proses pembacaan program dari memori program eksternal maupun pengaksesan memori data eksternal. Pada mode ini P0 memunyai pull up internal.

Arsitektur Mikrokontroler

Alamat

Data Reset (biner)

Timer/Counter Mode

89H

00000000

TLO

Data Timer 0 orde rendah

8AH

00000000

TL1

Data Timer

88H

00000000

THO

Data Timer 0 order tinggi

8CH

00000000

TH1

Data timer 1 orde tinggi

8DH

0000m00

Port

90H

11111111

Simbol

Nama Register

TMOD

PI

2.2

REGISTER FUNGSI KHU5U5

8051

I Order rendah

1

SCON

Serial Control

98H

00000000

SBUF

Serial Buffer

99H

)ooooooo(

P2

Port 2

AOH

11111111

IE

Register lnterupsi

A8H

tho0cn0

cara membaca atau menulis SFR tersebut.

P3

Port 3

BOH

l1l111l

SFR menempati alamat memori 80H - FFH walaupun tidak semua alamar tersebut dipakai oleh SFR (alamat tersebur mungkin dipakai oleh 8051 versi pengembangan karena itu tidak disarankan menulis data FFH pada alamat yang tidak dipakai tersebut).

IP

Interupt Priority

B8H

xx00000

PSW

Program Starus Word

DOH

00000000

ACC

Akumulator/Register A

EOH

00000m0

Register B

FOH

00000000

Register-register fungsi khusus atau special function registers (SFR) pada dasarnya adalah memori internal yang memiliki fungsi terrentu. Melalui SFR inilah, fasilitas-fasilitas internal 8051 bisa diakses dan dimanfaatkan dengan

terdiri atas register-register untuk mengatur kerja port P3), mengatur mode kerja Timer (TCON, TMOD, TLO, TLl, THO dan TH1), mengatur port serial (SCON dan SBUF), mengatur kerja interupsi (IE) dan mengatur prioritas interupsi (IP), data pointer untuk mode pengalamaran 16 bit (DPTR), stack pointer (SP), menyimpan informasi srarus program Secara garis besar sFR

B

Keterangan: x kondisi acak bisa bit 0 atau I

(P0

(PSW), akumulator (ACC) dan register

B

serta register untuk fungsi

penghematan daya (PCON). Tobel 2.2

Simbol

SFR

don Alomutnyo

Nama Register

Alamat

Data Reset (biner)

2.2.1

AKUMUTATOR DAN REGISTER

B

A mer-upakan register multiguna yang (pembagian, penjumlahan ataupun perkalian), dipakai pada operasi aritmatika pemindahan data baik mode pengalamatan langsung atau indeks dan juga ACC atau akumulator atau register

operasi logika (AND, OR atau EXOR). Selain itu, register A juga dipakai untuk menguji apakah suatu data itu nol atau bukan, pembacaan tabel (look up table), dan pembacaan RAM tambahan. Register A menempati alamat E0H. Register ini bisa diakses byte penuh atau per bit. Pada mode bit, register

PO

Port 0

80H

11111111

A memiliki identitas ACC.O

SP

Stack Pointer

81H

00000111

DPL

Data Pointer byte rendah

82H

00000000

DPH

Data Pointer byte tinggi

83H

00000000

Register B menempati alamat F0H. Register ini dipakai bersama-sama dengan register A pada operasi aritmatika (perkalian dan pembagian) atau dipakai sebag,ai register multiguna. Register B juga bisa dialamati per bit (B.0 - B.7).

PCON

Power Control

87H

&oooooor

TCON

Timer/Counter Control

88H

0000000c)

-

ACC.7 (bit ke 0

-

bit ke 7).

t0

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Hikrokontroler

2.2.2

AT89552

PsW

Arsitektur J'likrokontroler 805

5.

PSW atau program status word adalah regisrer yang menyimpan informasi starus program seperti bit bawaan (carry) pada operasi aritmatika, bit paritas, bit overflow, bit-bit pemilih bank register dan bit-bit multiguna. PSW bisa diakses per bit.

fY

F.L

r0

r{51

tt,,.l

6.

Bit-1 tidak fipakai

7.

P (Parity)

Gumbor 2.3 Susunon Regisler

PSW

L CY atau C (CarA Bit C memperlihatkan ada tidaknya carry (bawaan) dari bit ke-7

pada

operasi aritmatika penjumlahan, pengurangan, atau perkalian. CY di-set

(berlogika i) bila operasi aritmatika ini menghasilkan bawaan dan direset (berlogika 0) jika sebaliknya. CY juga dipengaruhi oleh operasi logika seperti anl (logika AND) atau orl (logika OR) dan juga dipengaruhi oleh operasi putar bit (rrc atau rlc). Selain itu, CY atau C bisa diakses secara langsung melalui perintah serb C atau clr C. AC (Auxiliary Carry) AC dipengaruhi oleh operasi penjumlahan dan pengurangan. AC akan di-

set apabila dihasilkan bawaan dari bit ke-3. Misalnya penjumlahan bilangan 04H dengan ICH yang menghasilkan bilangan 20H akan mengkasilkan bawaan dari bit ke-3 (4H+CH=10H). 3.

bit I dalam register A. Di-set kalau bit 1 dalam register A berjumlah ganjil dan di-reset kalau jumlah bit 1 dalam regisrer A genap. P dikendalikan secara hardware setiap siklus instruksi. P memperlihatkan jumlah

2.2.3

P

(Flagl) Flag 0, merupakan bit multiguna. Bisa diakses melalui perintah setb F0 atau clr F0. Fo

RS1 dan RSO

RS1 dan RS} (register bank select) merupakan bir-bir untuk memilih bank register. Untuk penjelasan yang lebih rinci, bisa dilihat di subbab yang membahas mengenai struktur memori 8051.

terjadi

tumpahan (overflow).

L5E R'IfI

il

OV (Overflow)

OV di-set secara hardware pada operasi aritmatika apabila

Gambar 2.3 memperlihatkan susunan bit PSW. MSB berarti most significanr bit (bit ke-7) dan LSB berarti least significanr bir (bitke-}). Iul5E

I

PO

-

P3 (REGISTER PORT)

Register port mempakan SFR yang mengatur kerja port-port 8051 (P0 * P3). Pada dasarnya SFR ini merupakan alamat latch dari masing-masing port. Menulis atau membaca data alamat ini sama artinya dengan menulis atau membaca latch yang bersangkutan sehingga data bisa ditulis ke dan dibaca dari port*port 8051. Perintah

mov

BOH, #45H

sama artinya dengan

mov

P0,

#45H

Mengirim data 45H ke Port 0 (P0).

bit, register ini bisa diakses dengan identitas PX.n. X memperlihatkan nomor port (dari 0 - 3), sedangkan n memperlihatkan umtan bit yang diakses (bit 0 - bit 7). Pada mode akses

2.2.4

REGISTER PENGATUR TIMER

Register timer terdiri atas 2 register 16 bit (TL0 dan THO untuk Timer 0 serta dan THI untuk Timer 1), register TCON untuk mengatur kerja Timer dan intempsi serta berisi bit status Timer, dan register TMOD yang berfungsi untuk mengatur mode kerja Timer.

TLl

2.2.4.1 Regisler Timer I6 bif Ke luarga tl05 I nrcrnpturyai 2 br.rah reg,ister l6 bit

yang masing masing olt'lr lr'14istt'r'lt bit,'l'1,0 tlilrt'rrtrrk 2l)rsin)B tlurr'l-ll0 untuk rt'g,ister pertama

Ieknik Antarmul
t2

Arsitektur J'likrokontroler 805

t3

I

dan TL1 dan TH1 untuk pasangan register kedua. Walaupun disebut registc.r 16 bit, tetapi register ini tidak bisa diakses 16 bit secara langsung sepcrri halnya DPTR (DPTR bisa diakses secara 16 bit sebagai DPTR atau 2 buah register 8 bit, DPL dan DPH). Register ini bisa difungsikan sebagai pewaktu (timer) atau sebagai pencacah (counter).

3. IT1 (bit 2): Jenis Interupsi 1. Fungsinya 4.

IE1 (bit 3): bit pendeteksi interupsi 1. Fungsinya sama dengan IEO tetapi diatur oleh interupsi eksternal I ( INTl ).

Pada fungsi pewaktu, isi register ini akan ditambahkan setiap satu siklus mesin (sebagai pencacah siklus mesin). Oleh karena satu siklus mesin sama dengan 12 kali periode sinyal osilator, Iaju pencacahan akan sama dengan 1/12 kali frekuensi osilator (jika osilator 12MHz, laju pencacahan akan sama dengan 1 MHz, isi register akan bertambah satu setiap I mikro detik). Pada fungsinya sebagai pencacah, isi register akan berubah pada saat ada transisi 1

5.

TRO (bit 4): bit pengaktif Timer 0. Mengeset TRO akan menghidupkan Timer 0 walaupun harus diikuti dengan mengatur bir GATE pada register TMOD. fika TRO di-reset, Timer 0 akan dimatikan. TRO sepenuhnya diatur oleh software.

6.

(bit 5): bit status overflow Timer 0. TFO akan di-set jika Timer 0 mengalami overflow (di-set secara hardware) dan bisa di-reset secara software atau hardware pada saat prosesor melompat ke rutin pelayanan interupsi yang bersangkutan. Bit ini bisa dipakai unruk mengetahui status Timer 0.

7.

TR1 (bit 6): bit pengaktif Timer 1, fungsinya sama dengan TRO, tetapi TRl mengaturTimer 1.

8.

TF1 (bit 7): bit status overflow Timer 1, fungsinya sama dengan TF10, tetapi TF1 mengatur Timer 1.

ke 0 dari input Timer eksternal (T0 ataupun T1). Register ini tidak

mengatur interupsi eksternal

bisa

diakses per bit.

2.2.4.2 Regisler TCON Register TCON berfungsi untuk menghidupkan atau mematikan Timer dan juga menyimpan informasi (bit) apabila data Timer melebihi kapasitasnya (overflow). Selain itu, TCON juga berfungsi untuk menentukan apakah

interupsi akan dibangkitkan oleh transisi turun (1 ke 0) arau kondisi rendah pada input interupsi eksternal.

TF1

TR1

TFO

TT{O

IE1

IT1

IEO

ITO

sama dengan

I ( INT1 melalui

TFO

TCON bisa dialamati per bit. Penjelasan lebih lanjut mengenai fungsi register TCON dapat dilihat pada subbab yang membahas cara kerja timer.

2.2.4.3 Register TMOD h,l5E

L5E

Gombor 2.4 Susunon Regisler T(0N

l

2.

SATEI

IT0 (bit 0): |enis Interupsi 0. Mengeset IT0 akan membuat input interupsi eksternal 0 (IlfTO- melalui P3.2) membangkitkan interupsi pada transisi turun (1 ke 0), sebaliknya me-reset IT0 akan membuat interupsi dibangkitkan pada saat P2.3 pada kondisi rendah. Jika P2.3 terus berada pada kondisi rendah, interupsi akan terus dibangkitkan selama IT0 bernilai 0. IT0 sepenuhnya dikendalikan oleh software. IEO (bit 1): bit pendeteksi interupsi 0. IEO akan di-set secara hardware jika terdeteksi terjadi interupsi eksternal 0 ( INTO ) dan di-reser kembali setelah rutin interupsi dijalankan (setelah perintah RETI).

IT0 tetapi ITI

P3.3).

C.,T1

Ir{11

Ir,'l

1 t-l

GATEI] C/TIJ

Iul0l

IUII:ID

TIITfER 0 Gombor 2.5 Susunon Regisler IM0D

Register TMOD dipakai untuk mengatur mode kerja Timer, tenru saja bersama dengan register TCON. Nibble rendah (bit 0 - bit 3) dipakai untuk mengatur Timer 0 dan nibble tinggi (bit 4 - bit 7) untuk Timer 1.

l.

M00 dan M01 (Timer 0), Ml1 dan M10 (Timer 1): pemilih mode. Mx() rlan Mxl (x 0 untuk'l'inrcr 0 clan x=l untuk Timer 1) dipakai untuk rnt'rrrililr rrrotlt' kcljl 'l'irncr'. Atla 4 nrotlt, ylng l;isa clipilih:

r Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AIB9S52

t4

a.

.l

d.

penerimaan data dan mengatur mode kerja port serial.

Pada mode

ini, Timer akan mengalami overflow

setelah

Mode 1 (Mx0=1, Mxl=0), pada mode ini Timer difungsikan

sebagai

Mode 2 (Mx0=0, Mxl=1), Timer bekerja sebagai pencacah Sbir auro reload. Register TLx berperan sebagai pencacah 8 bit. Pada saat overflow, data yang tersimpan di register THx akan dipindahkan ke register TLx dan proses pencacahan akan dilanjutkan. Pada mode ini proses pencacahan tidak dimulai dari 00H, tetapi ditentukan oleh isi register THx.

Mode 3 (Mx0:1, Mx1:1), Timer 1 tidak diaktifkan,

hanya menyimpan data. Timer 0 bekerja sebagai 2 buah pewaktu B bit yang

terpisah (TL0 dan TH0) di mana TLO dikendalikan oleh bit pengendali Timer 0 dan membangkitkan interupsi pada saat overflow. THO bekerja sebagai pewaktu yang dikendalikan oleh sinyal clock dibagi 12, dan membangkitkan interupsi Timer 1 pada saat overflow. 2.

bit

data serial, sedangkan SCON menyimpan

bit.

pencacah 16 bit (akan overflow pada pulsa ke 216atau 65536). C.

t5

Mode 0 (Mx0=0, Mx1=0), memfungsikan Timer sebagai pencacah 3 menerima pulsa (dari T0 atau Tl atau osilator internal) sebanyak 2r:r atau 8192. Pada saat overflow Timer akan membangkitkan interupsi.

b.

Anitektur l'likrokontroler 805 I

C/Tl (bit 2 atau bit 6): bit pemilih fungsi kerja Men-set C/Tx akan memfungsikan Timer sebagai pencacah (data Timer akan diperbarui oleh pulsa eksternal melalui pin T0/T1). lika C/Tx:O, Timer akan bekerja sebagai pewaktu (data diperbarui setiap 1112 C7T0 atau

2.2.5.1 Register

status pengiriman dan

SBUF

Data yang dikirim ke dan diterima dari port serial dihubungkan oleh register SBUF. Setelah port serial diinisialisasi rnelalui register SCON, penulisan data ke SBUF akan mernulai pengiriman data serial melalui pin TXD (P3.1). Begitu juga pernbacaan SBUF berarti membaca data serial yang diterima melalui pin RXD (P3.0).

Walaupun SBUF dalarn SFR hanya menempati satu alamat, tetapi secara hardware SBUF mempunyai 2 buffer yang terpisah untuk pengiriman dan penerimaan data. Sehingga, poft serial 8051 bisa dipakai untuk komunikasi serial dua arah penuh (full duplex); artinya proses pengirirnan dan penerimaan data serial bisa berlar.rgsung bersamaan. SBUF tidak bisa dialamati per bit.

2.2.5.2 Register SCON Register SCON (serial port control berisi bit-bit pengatur mode kerja port serial (bisa diakses per bit), bit ke-9 data yang dikirim dar.r diterima dan juga

menyimpan bit interupsi port serial. LI]E

IUIEE 5I..,,Irl 5l!'11

5[{:

REIi I Er: FIEB

TI

T.I.I

frekuensi osilator). Gumbor 2.6 Susunon Register S[0N

GATE0 atau GATE1 (bit 3 atau bit 7)

bit ini akan mengaktifkan operasi Timer

bersama dengan bit TRx pada register TCON. Men-set GATEx akan mematikan fungsi Timer.

Me-reset

TMOD tidak bisa diakses per bit. Penjelasan lebih rinci mengenai kerja Timer bisa dilihat pada subbab operasi Timer.

2.2.5

REGISTER PENGENDALI PORT SERIAT

port serial adalah SBUF (serral port buffet) dan SCON (serial port control). SBUF adalah buffer untuk pengiriman dan penerimaan

SFR yang mengatur

1.

SMO dan

SMl

SMO dan

SMl merupakan bit-bit untuk memilih mode kerja port seriai

Ada 4 mode yang dapat dipilih: a.

Mode 0 (SM0=0, SMl=0), rnemfungsikan port serial sebagai register gescr (shift register) Data

dikirim dan diterima melalui pin RXD, sedangkan TXD akan mengirimkan sinyal clock penggeser. Kc.cepatan data (baud rure) tetap pada 1ll2 frekuensi osilator. Mode 0 bcrfungsi untuk kornunikasi serial sinkron. M
I

SMI l), rnr-rn[r.rngsikan scbagai port komunikasi ([JAl]'l' ttrtiyt't..t,tl ,r .st'rtt'rrtrrtt.s't<'t-t'it,t'r',/tt'lrt.trnttrt'r) 8

(SM0 0,

st'r'irtl irsittktrrrr

r6

Teknik Antarmul
Arsitektur I'likrokontroler 805 I

bit dengan 1 bit start (start bit) dan I bit stop (stop bit).Dara dikirirn melalui pin TXD dan diterima melalui pin RXD. Kecepatan data

bit ke-8 dikirim

pada mode 0 dan di,ser serelah bit stop dikirim pada rnode yang lain. TI harus di-reset secara software agar bisa mer.rgirimkan clata selanjutnya.

(baud rute) bisa diatur melalui Timer. c.

Mode 2 (SM0=1, SMl=0), memfungsikan port serial sebagai port komunikasi serial asinkron 9 bit data dengan 1 bit srart dan 1 bit stop. Bit ke-9 data yang terkirim disimpan di bit TB8 register SCON dan bit ke-9 dari data yang diterima akan masuk ke RB8. Mode ini bisa dipakai pada komunikasi serial yang memakai bit paritas (untuk pengecekan error) di mana bit ke-9 bisa dipakai sebagai bit paritas. Baud rate yang bisa

d.

dipilih adalah 1/16 atau 1/32 frekuensi osilator.

Mode 3 (SM0=1, SMl=1), pada dasarnya sama dengan mode 2 (9 bit data, 1 bit start dan I bit stop) dengan baud rate yang lebih bervariasi.

2.

SM2

SM2 merupakan bit pengaktif mode komunikasi multiprosesor pada porr serial mode 2 dan 3. Jika SM2 di-set, bit RI tidak akan diakri{kan pada

bit ke-9 dari data yang diterima adalah 0, pada mode 1 RI tidak akan diaktifkan bila bit stop yang valid tidak diterima. SM2 harus 0 pada port saat

t7

7.

RI (Receipt Intermpt) RI merupakan bit tarrda bahwa data telah diterirra dengan lengkap. Diset secara hardware bila seluruh bit data (8 bit) retah diterima (mode 0) atau bit stop telah direrima (mocle lain, keculai SM2=l). Rl harr-ts di,reset secara software agar data selanjutnya bisa diterima.

Penjelasan yang lebih rinci menger.rai yang rnernbahas cara kerja port serial.

2.2.6

irort serial bisa clilihar

pacla subbab

REGISTER INTERUPSI

(lnterrupr fital_tlc) (lnterntpt dan register IP Priorits).lE akan melrgatur surnber inrerupsi rnana SFR yarr mengatur fungsi interupsi 8051 adalah register IE

saja yang akan diakrifl
akan mengatur interupsi mana yang akan didahulukan ur:rtuk dilayani (diprioritaskan).

serial mode 0. 3.

REN (Receiption Enable) REN merupakan bit untuk mengaktifkan arau memarikan perimaan data serial, REN di-set akan mengaktifkan penerimaan data serial jika di-reset

akan mematikan fungsi penerimaan data serial. REN dikendalikan oleh software dan di-set saat reset. 4.

5.

6.

2.2.6.I Register lE Register IE menempati alamat A8t-1. Register ini mengatur inrerupsi mana saja yang diaktifkan dari 5 sumber interupsi yang tersedia dengan mengeset

bit kendali interupsi yang bersangkutan. r c'tr

L-,'U

TB8 (Transmit Bit 8) TB8 merupakan bit ke-9 dari data yang dikirim (pada mode 2 dan mode 3), dikendalikan secara software. RB8 (Receive Bit 8) RB pada mode 2 dan 3 merupakan bit ke-9 dari data yang diterima, pada mode 1 akan menyimpan bit stop dari data yang diterima. Pada mode 0 RB8 tidak dipakai.

TI (Transmit intermpt) TI merupakan bit tanda bahwa pengiriman data telah selesai (port serial akan membangkitkan interupsi). TI akan di-set secara hardware serelah

_B:,

ET1

E 'r'1

Gumbor 2.7 5usunon Register 1.

EI

r.,.1

El:it-l

lE

EA. bit pengatur seluruh interupsi. Mengeset EA berarri mengaktifkan seluruh interupsi (bergantung pada kondisi bit interupsi yang bersangkutan). Me-reset EA berarti 8051 ridak akan menanggapi sinyal intenrpsi yang diterimanya.

2

,t

X (bit 6 dan bit 5), tidak dipakai. [']S,

lrit rrrrtrrk rrrt'ngaktif)
Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

2.2.8

AT89552

DATA POINTER (DPTR) DAN STACK POINTER (sP)

Data pointer (DPTR) merupakan regisrer 16 bit yang biasa dipakai untuk pengalamatan data 16 bit, misalnya pada saat membaca atau menulis RAM eksternal (dengan perintah movx). DPTR menempari 2 alamat dalam memori sFR 82H dan 83H. DPTR bisa diakses sebagai register 16 bit atau sebagai 2 register 8 bit dengan nama DPL (DPTR bit 0 - bit 7) dan DPH (DPTR bit 8 bit l5). DPTR juga dipakai pada proses pembacaan data melalui tabel pencarian (look up table). Pada proses ini DPTR akan menyimpan alamat program memori dari data yang dicari. Selain itu DPTR bisa dipakai sebagai register 16 bit atau 2 register 8 bit multiguna. DPTR tidak bisa dialamati per bit. Stack pointer (SP) merupakan register B bit; dipakai untuk penyimpan dara sementara pada saat perintah push/pop dan call/ret. Misalnya suaru mrin

yang memakai register

A

akan memanggil (CALL) subrurin yang juga memakai register A, maka agar data register A pada rutin pertama tidak dimodifikasi oleh subrutin yang dipanggil, data register A harus disimpan dulu di SP (dengan perintah push). Setelah subrutin selesai dikerjakan, dara register A yang tersimpan di SP dibaca kembali (melalui perintah pop) dan disimpan di register A. Perintah call akan menyimpan isi pC (program counter) ke dalam SP dan mengambilnya kembali setelah instruksi ret. pada saat reset SP memiliki alamat 07H, namun karena SP akan ditambahkan satu

Arsitektur llikrokontroler 805

I

2t

KB sebagai memori program eksternal (8051 yang tidak mempunyai RoM internal atau 8051 dengan RoM inrernal, tapi pin EA dihubungkan ke GND). FFF

Memcrri Pragram

Ekstanal (60 kbl'te)

Metnc,n Ftogrirn Eksternal (64 k$1te)

+ Memori Froqram lnternal (4 Kbyle)

Gombor 2.10 Slruktur Memori progrom

Untuk memori data (RAM), 8051 standar memiliki memori sebesar l2g byte sebagai memori internal dan bisa mengalamati 64 KB memori eksternal.

Alamat memori internal terpisah dengan alamat memori luar tambahan. Selain 128 byte, 8051 juga memunyai memori inrernal lain yang dipakai untuk mengakses fasilitas inrernal 8051. Memori ini dinamakan SFR (seperti telah dijelaskan pada subbab sebelumnya). Subbab ini hanya akan menjelaskan memori RAM 128 byte. FFFF

sebelum data disimpan melalui perinrah push, tumpukan dara yang disimpan akan dimulai pada alamat 08H. Alamat ini menempari memori internal 8051. SP tidak bisa dialamati per bit.

2.3

8051

Memni Data

STRUKTUR MEMORI

Eksteuul (6+ kbytE)

Mikrokontroler keluarga 8051 memiliki kendali yang berbeda untuk mengakses memori program dan memori data ( PSEN dan RD ). Dengan lebar bus alamat sebesar 16 bit maka roral memori yang bisa dialamati oleh 8051 adalah 2x64 KB. Memori program bisa 4 KB sebagai memori program

internal (pada 8051 yang memiliki ROM internal dengan

pin

EA

dihubungkan ke VCC) dan 60 KB sebagai memori program eksrernal arau 64

fugister

Frurgsr

Khrrsus (SFR)

dan L4ernori data

(RAM)tnterral

Gombor 2.1I Slruktur Memori Doto 8051

r 7)

Ieknik Antarmul
Pada dasarnya

1. 2. 3.

Area

Anitektur ilikrokontroler 8051

RAM 128 byte 8051 bisa dibagi menjadi 3 area/bagian:

bankregister0-3

7t

Tsbel 2.3

Susunon Sonk Register

(32 byte)

Almat BankR€futer

Area memori yang bisa dialamati per bit (16 byte)

RSl. RSo

Area memori yang hanya bisa diakses per byte (80 byte), disebut " Scratch

N-W

Bank0

m

pad area".

08-oF

Bank

1

01

10-

17

Bank 2

10

18- lF

Bank 3

ll

Selain sebagai memori multiguna, RAM internal juga berfungsi sebagai memori SP (stack pointer), yaitu memori yang dipakai untuk menyimpan data-data (misalnya dari register A) pada saat 8051 mengeksekusi instruksi push dan pop. Oleh karena itu, pemakaian RAM harus diperhatikan agar tidak tumpang tindih dengan memori SP. Sinyal reset tidak akan mengubah isi RAM internal.

-Area Srratch Fad

(80 byte)

F,rea 1'ang brsa dialamah trrer

brt (16 Lyte)

Bank-bank Register (4xB byte)

Di dalam pemrograman ke-8 alamat tersebut diberi identitas sebagai R0 - R7. Alamat R0 - R7 ditentukan oleh bank register mana yang aktif saat itu. Pemilihan bank register dilakukan dengan memprogram bit RS1 dan RSO pada register PSW. Misalnya pada saat RSl dan RSO diprogram 01, maka R0 akan memiliki alamat 08H, R1 akan beralamat 09H, dan seterusnya sampai R7 akan memunyai alamat 0FH.

Semua alamat bank register bisa dialamati dengan mode pengalamatan langsung (direct addressing), sedangkan R0 dan Rl bisa dipakai pada mode pengalamatan tak langsutg (indirect addressing). Pada mode ini R0 dan R1 akan menyimpan alamat RAM internal yang akan diakses. Sebagai contoh

mov

A,

R0

akan memindahkan isi register R0 ke dalam akumulator. Berbeda dengan perintah di bawah ini,

mov

A,

GRO

yang akan memindahkan isi RAM internal yang alamatnya disimpan di register R0 ke register A. Sedangkan perintah Gombsr 2.12 Struktur

2.3.t

RAM 128 byte

BANK.BANK REGISTER

Bank-bank register menempati alamat paling bawah pada alamat RAM 8051, area memori ini menempati 32 byte alamat (00H - 1FH). Bank register dibagi menjadi 4 g*p (bank 0 - bank 3), masing-masing grup memunyai 8 alamat (byte).

mov

A,

@R7

akan menyebabkan kesalahan pada kompiler MCS51. Perlu diperhatikan pula bahwa alamat 07H merupakan alamat stack pointer (SP) pada saat reset. Sehingga, alamat 08H bisa digunakan pada saat perintah push dan pull. Perlu diperhatikan pula pada saat menentukan alamat SP agar pengaksesan bank register ini tidak menyebabkan data SP hilang.

t4

Teknik Antarmuka dan Pemrograman llikrokontroler AI89552

2.3.2

mov

MEMORI YANG BISA DIALAMATI PER BIT

Area memori selanjutnya adalah area memori yang bisa diakses per bit (6ri mapped memory). Area ini menempati alamat 20H - 2fH (16 byte) sebagai byte dan alamat 00H * 7FH sebagai alamar bit (128 bit). Misalnya bit ke-O dari alamat 20H akan mempunyai alamat bit 00H dan bit ke-1 akan mempunyai alamat 01H dan seterusnya. Area memori ini berfungsi untuk menyimpan tipe data boolean atau 2 keadaan (status 11ag), misalnya menyimpan status LED apakah sedang menyala atau mati. Ada dua cara untuk mengakses area memori ini, sebagai byte atau sebagai bit. Pengaksesan sebagai byte bisa dilakukan dengan mode pengalamatan langsung, misalnya

mov

20H,

#45H

akan menulis data 45H ke alamat 20H atau mode pengalamatan tak langsung melalui R0 atau R1, misal mov mov mov

R0,

A,

#20H

#45H GRO, A

Pengaksesan secara bersangkutan, misal

mov

C,

bit

dilakukan dengan mengakses alamat

bit

yang

13H

22.3H. Sehingga

C, 22.3H

memunyai arti yang sama dengan perintah sebelumnya.

2.3.3 AREA MEMORI

SCRATCH PAD

Area memori selanjutnya adalah area memori yang disebut sebagai scratch pad memory. Area ini menempati alamat paling atas RAM internal sebesar 80 byte (alamat 30H - 7FH) dan dipakai sebagai memori multiguna. Scratch pad hanya bisa diakses sebagai byte dengan mode pengalamaran langsung dan tak langsung. Misalnya:

A,

25

35H

akan memindahkan data dari alamat 35H ke register A, sedangkan

mov

A,

@R0

akan memindahkan data dari alamat RAM internal seperti yang tersimpgn di R0 ke register A.

2.4

OPERASI PORT

Seperti telah dijelaskan pada awal bab ini, mikrokontroler 8051 standar mempunyai 4 port input/ourput (masing-masing port terdiri atas 8 bit) yaitu P0, Pl, P2 dan P3. Semua port 8051 merupakan port dua arah (bidirectional), artinya bisa digunakan sebagai input atau sebagai output. Selain sebagai port input/output, port-port 8051 juga memunyai fungsi alternatif (seperti telah dijelaskan pada Subbab 2.1). P0 memunyai fungsi alternatif sebagai jalur data dan alamat orde rendah pada proses pengaksesan memori program dan memori data eksternal. P2 berfungsi sebagai jalur alamat orde tinggi. Semua bit P3 mempunyai fungsi alternatif, sebagai jalur komunikasi serial, masukan

intenunleksternal, masukan Timer eksternal dan sinyal baca/tulis (RD / WR ) pada proses pengaksesan memori data eksternal. Hanya Pl yang tidak mempunyai fungsi tambahan.

akan memindahkan bit yang berada pada alamat bit 13H ke bit C (carry). Alamat 13H adalah bit ke-3 dari alamat 22H. Bahasa assembler 8051 mempunyai cara penulisan yang lain untuk mengakses bit ke-3 alamat 22H yaitu

mov

Arsitektur llikrokontroler 805 I

2.4.1

KONFIGURASI PORT

Pada dasarnya port-port 8051 tersusun atas latch, driver output dan buffer input. Latch merupakan sebuah flip-flop D berfungsi untuk menahan data pada saat menulis data ke port sehingga data tetap ada walaupun 8051 mengerjakan instruksi lain. Driver output disusun oleh sebuah FET (fteld efect transisrof sehingga port 8051 bisa menangani 4 masukan TTL (8 masukan untuk P0). Semua port memunyai resistor pullup internal kecuali P0, sehingga P0 memerlukan resistor pull up eksternal pada saat beroperasi sebagai port output. Buffer input terdiri atas 2 buah buffer digital, satu untuk membaca output latch dan yang lainnya untuk membaca input port yang

bersangkutan.

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler 4189552

76

Aruitektur l'likrokontroler 805 I

71

Aematlr0*.

8us Bata

Bus Oata

lrnemgl

ktemal Kendali

Kendali

Fenu[s

Penulis

lach

tch

Kxndali

Kendali Pemhaca Port

P.mbrer Pod

Gombor 2.13 (onfigurosi

Input latch terhubung dengan bus data internal dengan sinyal kendali penulis latch. Pada proses penulisan data ke port, CPU akan meletakkan data ke bus dara internal melalui alamat SFR port yang bersangkutan sementara sinyal penulis latch akan menggeser data ke dalam latch. Keluaran membalik latch

(Q)

Gcmbor 2.14 l(onfigurosi PI

P0

output, karena driver output adalah rangkaian pembalik logika (gerbang NOT) sehingga output port akan sama dengan data dari bus data internal. Output tak membalik latch (Q) dihubungkan dengan buffer input untuk pembacaan latch (hubungan ini berg[na untuk perintah "baca-ubah-tulis" seperti yang akan dijelaskan oleh aiftrrU.rngkan dengan FET driver

paragraf selaniutnya). Pembacaan port dilakukan dengan membaca buffer pembaca port (Buffer2). Driver output terlebih dahulu harus dimatikan agar tidak memengaruhi pernbacaan port. Ini dilakukan dengan menulis I ke port yang akan dibaca

(nilai 1 akan membuat output Q menjadi 0 dan akan mematikan FET driver output). CPU akan mengaktifkan Buffer 2 melalui kendali pembaca port, data port dibaca melalui bus data internal (ini juga dilakukan melalui alamat SFR port yang bersangkutan).

Beberapa perintah 8051 mengharuskan pembacaan port, mengolahnya dan menuliskan kembali hasilnya ke port yang bersangkutan (perintah "baca-

ubah-tulis"). Misalnya

an1

Pl-,

A

Pl, kernudian di-AND-kan dengan isi register A dan hasilnya dikirim kembali ke Pl. Pada beberapa kasus, Pl mungkin dipakai sebagai output untuk rnenggerakkan kaki basis sebuah transistor. Logika 1 yang dikirim ke Pl akan menghidupkan transistor. CPU bisa salah membaca nilai digital Pl dan akan membaca logika O dari input Pl (karena CPU akan membaca tegangan basis transistor). Oleh karena itu, CPU tidak membaca port secara langsung (melalui Buffer2), tetapi membaca output latch (Q) melalui Bufferl. Perintah lain yang rnernpunyai proses yang sama di membaca data

antaranya:

orl xrl jbc cp1 inc dec djnz mov clr seLl>

P2, P3,

A A

P1.1-, LABET P3.0 P2 P1

P2,

L,ABEL

Pl- -

C

L,

P1.0 PL .2

28

leknik Antarmuka dan Pemrograman l,likrokontroler AI89S52

Arsitektur I'likrokontroler 805

Tiga perintah terakhir sekilas bukan jenis perintah ini, tapi pada saat menjalankan perintah ini CPU akan membaca data byte port, memodifikasi

Orltput Fungsi

multiplekser akan terhubung dengan bus data/alamar dan bila dipakai sebagai

port multiguna akan terhubung dengan latch. Khusus untuk P0 dilengkapi dengan sebuah FET pullup internal. FET ini akan aktif ketika P0 mengakses memori eksternal sehingga tidak diperlukan resistor pullup eksternal. pada saat dipakai sebagai port mukiguna, FET pullup akan dimatikan karena itu p0 memerlukan pullup eksternal ketika dipakai sebagai porr output (karena p0 akan menjadi port dengan keluaran drain terbuka). Saat mengakses memori eksternal, SFR P0 akan menulis data 1 ke latch, sedangkan SFR P2 tidak berubah dan tidak disarankan menggunakan porr-porr ini sebagai port multiguna pada saat dipakai untuk mengakses memori eksternal. Aamat/Data Hendali

ldendali

Pembaca

Lach

Pullup lrrtemal

Eufferl

Eus Bata Intemal

Pembaca Latch

Penulis L,rtch Kendali Pembaca Port

Gombor

2.I5

Konfigurosi

P2

1;CC Pullup

Eufferl

lrrtemal

Bus Datg lntemal

D-'

LATCH

lderrdali

-

lfq\/

CLA

Penulis

l-rtch

FET Driuer

Buffer2 l(en,lali Pembaca

Eufferl lnput Fungsi

Fort

Jttematif Gombor 2.16 Konfigurosi

P3

P3 yang juga memunyai fungsi tambahan, dilengkapi dengan rangkaian keluaran dan masukan untuk fungsi tambahannya, sebuah gerbang NAND dan sebuah buffer tambahan. Pada saat digunakan sebagai fungsi alternatif, misalnya sebagai jalur komunikasi serial UART, ourput port yang diambil dari keluaran Qlatch akan bernilai I, sehingga ourpur NAND (yang berarti ourpur port) akan bergantung pada masukan yang terhubung ke register SBUF. Masukan fungsi alternatif diambil dari buffer tambahan.

2.4.2

Hendali

Fltematif

Hendali

bit yang bersangkutan kemudian mengirimkan byre baru ke porr. Port-port yang mempunyai fungsi tambahan memunyai rangkaian kendali tambahan pula. P0 dan P2 memunyai fungsi tambahan sebagai jalur data dan alamat pada proses pembacaan memori program dan memori data eksternal. Port-port ini dilengkapi dengan sebuah multiplekser dan sebuah sinyal kendali. Pada saat P0 dan P2 difungsikan untuk mengakses memori eksternal,

t9

I

ANTARMUKA MEMORI EKSTERNAL

Memori program (ROM) dan memori data (RAM) eksrernal diakses dengan menggunakan P0 dan P2 sebagai bus data dan bus alamat. P0 akan menyediakan jalur data yang di-multipleks dengan jalur alamat orde rendah (A0 - A7), sedangkan P2 menyediakan jalur alamat orde tinggi (A8 - Al5). Konfigurasi pengaksesan memori eksternal ditunjukkan oleh Gambar 2.17 (EPROM 64 KB dan RAM 32 KB). Konfigurasi ini memisahkan anrara memori program (EPROM) dengan memori data (RAM). Kendali sinyal baca IIPROM didapat dari pin PSEN sedangkan RAM mendapat sinyal baca dan

(RD) dan P3.6 (WR), sementara EPROM tidak sirryirl kr.rrtlirli trrlis. I'irr l,A tlihubungkan kc CND sehingga 8051

sirryal tulis
30

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l,likrokontroler AI89552

hanya akan melaksanakan perintah-perintah yang tersimpan

di

Anitektur l{ikrolontroler

3l

8{15 I

EPROM

eksternal.

P08/}'D0

p0.l/ADl

P0, selain dihubungkan dengan jalur data EPROM dan RAM, iug"

PO}AD2

dihubungkan dengan masukan latch agar alamat orde rendah (A0

P0.{i.frD{ POJ/ADJ PO6/AD6

-

A.7) yang

dikeluarkan oleh P0 bisa dipisahkan dari jalur data. Pada saat P0 mengeluarkan alamat orde rendah yang valid, ALE akan memberikan pulsa sehingga IC Latch akan menyimpan alamar ini dan memberikannya ke jalur alamat EPROM dan RAM. Bersamaan dengan iru, P2 akan mengeluarkan alamat orde tinggi (A8 - A15) yang secara langsung terhubung dengan jalur

P03/tD3

DOlIADT

AIE P2S/A8 P7,LIAg

D2:/Al0

p23il,ll

alamat EPROM dan RAM.

P2r/Al2

FSEN- akan diaktifkan 2 kali setiap satu siklus mesin saat membaca program

P2.?iAIJ

P2JA,l3 P26/Al+

dari EPROM eksternal. Saat FSEN aktif, EPROM akan mengeluarkan data

yang diterjemahkan sebagai perintah yang harus dijalankan

oleh

mikrokontroler. Tanda garis di atas "PSEN" memperlihatkan bahwa pada saat aktif PSEN akan berada pada kondisi logika rendah. Pada saat mengakses

RAM, PSEN akan tidak aktif (berada pada logika tinggi). Penulisan ke RAM dilakukan dengan mengakti{kan sinyal tulis (RD- =1 dan Wn =Ol, CPU akan mengirimkan data ke RAM setelah terlebih dahulu mengirimtan alamat RAM yang akan dituliskan. Sementara itu, pembacaan dilakukan dengan mengakti{kan sinyal baca (RD=0 dan Wn=t), CPU akan memberikan alamat RAM yang akan dibaca, mengaktifkan sinyal baca dan membaca data RAM dari jalur data.

Scmbor 2.17 8051 llengokses [PR()M dom

2.4.3 ANTAR,YIUKA

RA[4

[kslernol

PORT DENGAN PERANGKAT

TUAR Driver ouput P1, P2, dan P3 bisa menangani sampai 4 masukan TTL, sedangkan P0 bisa rrenangani sampai 8 masukan TTL dengan pullup eksternal. Apabila dalam sebuah aplikasi, 8051 diharuskan untuk menangani TTL lebih dari yang disarankan, maka diperlukan sebuah buffer digital agar level digital tidak berubah. Tetapi transfer data bisa meniadi lambat karena "tunda-rambatan" Qropagation delay) pada IC buffer. Selain itu, output port 8051 iuga bisa memberikan bias ke basis transistor atau gate sebuah FET. Pada saat port mengeluarkan data "1" akan terjadi pembagian tegangan antara resistor pullup (internal atau eksternal) dan

resistor basis sehingga tidak disarankan sebuah port dipakai untuk menggerakkan lebih dari satu buah basis transisor kecuali dengan buffer.

Buffer masukan port pun bisa langsung dihubungkan dengan ouPut TTL. Pl, P2 dan P3 yang memunyai pullup internal bisa membaca outPut TTL kolektor terbuka atau drain terbuka, sementara P0 memerlukan pull-up

32

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman llikrokontroler AI89SS2

tl

Arsitektur llikrokontroler 805 I

ini. Karena adanya pull-up internal pada pl, P2 dan P3 ketika menerima masukan "0", maka port-port ini akan eksternal untuk melakukan hal

mengalirkan arus yang dinamakan sebagai arus Lr dalam lembaran data. p0

yang tidak memunyai pull-up internal pada saat difungsikan sebagai port serbaguna akan menjadi port yang mengamban g (float) pada saat bekerja sebagai port input. Gambar 2.18 memperlihatkan bagaimana menghubungkan go5l dengan perangkat luar. P0.0 - P0.3 difungsikan sebagai outpur dan dihubungkan dengan sebuah register geser (74164). p0.5 dipakai untuk membaca saklar (sebagai input). Semua pin P0 yang dipakai ini dilengkapi dengan resistor pull-up. P2.4 difungsikan sebagai output untuk menggerakkan rransisror driver LED. Pada saat "1" dituliskan ke p2.4, transisror akan mendapat bias dan menjadi aktif sehingga arus mengalir dari vCC dan menyalakan LED. sementara ketika "0" dikirimkan ke p2.4, transisror akan mati dan LED pun padam.

Pl.7 yang dihubungkan ke sebuah resisror dan LED merupakan

5 volt.

Beberapa aplikasi mengharuskan 8051 dihubungkan dengan sistem yang memakai tegang,an 3.3 volt, misalnya. pada keadaan seperti ini diperluka,

sebuah rangkaian pengubah level digital (biasanya menggunakan buffer digital) karena level digital sistem dengan tegangan 5 volt akan berbeda dengan level digital dengan sisrem yang memakai tegangan 3.3 volt.

Po.D/ADo

rl5

P0.5.iAO5 Pi.f/At:! P0.6JAO6 P!.&/AJ4

P0.r/ADl

P1.0./p8

P2.r/A1

PU.l/AD: P2.2/Al[ P0.3r'AO3 P?.3/Al I

[4

P0..f*D4

OB

P2..V.{r2

PO.?/ADI P?.?,AI5

at

P3.0/EX0

P3.rGg P3.?/tNrU

P3.r/iFTi P3.4rT0

P3.r].rl Ps.EiUE Pi,TJRO

XI ta

ALE

PsEll

a

cara

lain untuk mengendalikan LED. pada saat "1" dituliskan ke p1.7 FET, driver output P1.7 akan mati sehingga arus dari vCC tidak bisa mengalir ke LED dan LED pun mati. Pada saat "0" yang dikirim, arus akan mengalir dari vcc r melalui FET driver output P1.7, LED pun menyala. Ketika menggunakan cara ini, harus diperhatikan agar arus yang mengalir untuk menyalakan LED tidak melebihi kemampuan driver ourpur port. p3.0 difungsikan untuk membaca saklar. cPU akan membaca "1" ketika saklar terbuka karena adanya pull-up internal dan akan membaca "0" ketika saklar tertutup (terhubung ke ground). Arus akan mengalir melalui pull-up internal ke ground.

Perlu diperhatikan pula, 8051 srandar ditenagai oleh tegangan

00A ulB O: CLK D3 CLR

RST

!Ef,

Gombor 2.18 Porl lnpul/Oulpul 8051

2.5

OPERASI TIMER

Timer 8051 terdiri atas 2 buah register 8 bit TLx dan THx (x=0 untuk Timer 0 dan x=l untuk Timer l) yang dihubungkan secara kaskade membentuk register 16 bit. Timer 16 bit ini dikendalikan oleh 2 SFR, TCON dan TMOD, yang mengatur mode kerja dan aktif-tidaknya Timer. Secara sederhana Timer bekerja sebagai berikut. Register TLO dan THO merupakan register pencacah (counte) pulsa dengan sumber pulsa yang bisa dipilih, dari frekuensi osilator yang telah dibagi 12 atau dari sumber pulsa eksternal melalui pin T0 (fungsi alternatif untuk pin P3.4). Pemilihan sumber pulsa dilakukan oleh bit C/T yang ada di SFR TMOD. Mengeset bit ini akan membuat TLO dan THO menghitung pulsa dari sumber luar (T0) dan Timer 0 bekeria sebagai pencacah, sedangkan me-reset C/T akan memfungsikan Timer 0 sebagai pewaktu (rintefl, sumber pulsa diambll dari l/12 frekuensi osilator. Pada saat penggantian mode kerja (dari pewaktu ke pencacah atau sebaliknya), Timer harus dimatikan terlebih dahulu dengan membuat TR0=0: kalau tidak,'[imer akan bcrada pacla keaclaan yang tidak bisa diperkirakan.

34

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman tlikrokontroler AI89I5I

Anitektur llikrokontroler 805 I

35

dibangkitkan. Cacahan akan kembali ke 0000H dan bit TFO register TCON akan di-set. Selain itu interupsi Timer 0 akan dibangkitkan. Isi TLO dan THO bisa dibaca kapan saja untuk mendapatkan hasil pencacahan yang sedang berlangsung. Selain itu, data bisa dituliskan ke register-register ini untuk menentukan nilai pencacahan awal, tentu saia Timer harus dimatikan terlebih dahulu.

Gombor 2.t 9 Elok Diogrom Iirner

0

Bit GATE register TMOD dan bit TRO register TCON mengendalikan apakah Timer aktif atau tidak. Mengeset TRO tidak akan mengubah data yang tersimpan di register TLO atau TH0. GATE=O dan TR0=1 akan rnengaktifkan Timer dan TLO dan THO akan mulai mencacah. Bit GATE yang telah dibalile akan di-OR-kan dengan pin P3.2 (INTO). Ini berguna agar Timer bisa dikendalikan dari luar. Dengan membuat GATE=I, keluaran gerbang OR akan ditentukan oleh pin P3.2. Ketika P3.2=1 dengan tetap mempertahankan TR0=1, Timer akan bekerja dan saat P3.2=0 Timer akan berhenti bekerja. ladi P3.2 (INTO- ) dan P3.3 (INII ) memunyai fungsi alternatif lain (selain sebagai sumber interupsi eksternal), yaitu sebagai pengendali Timer dari luar dengan membuat GATE=I. Kendali luar ini bisa dimanfaatkan unruk pengukuran lebar pulsa sebuah sinyal.

Begitu Timer diaktifkan, TLO akan mulai menghitung. pulsa yang diterima olehnya, baik pulsa dari sumber eksternal atau dari osilator. Sebagai register 8 bit, TLO akan mencacah dari 00H - FFH (256 cacahan). Pada saat nilai cacahan rnencapai FFH, maka pada pulsa berikutnya TLO akan mengalami overflow. Cacahan TLO akan dimulai lagi dari 00H. Selain itu, TLO akan memberikan pulsa ke THO dan THO pun mulai melakukan pencacahan. Seperti halnya TLO, THO pun akan melakukan pencacahan dari 00H - FFH. Cacahan maksimum yang bisa dilakukan oleh Timer adalah FFFFH (65536 cacahan). Setiap kali cacahan Timer mencapai FFFFH, maka pada pulsa

berikutnya Timer akan mengalami overflow dan interupsi Timer akan

Cara pencacahan pulsa yang dilakukan oleh register TLx dan THx ditenrukan oleh mode kerja Timer. Bit M0 dan Ml register TMOD mengatur mode kerja Timer. Ada 4 mode yang bisa dipilih: mode 0, 1, 2 dan 3. Mode keria ini berlaku untuk Timer yang difungsikan sebagai pencacah atau sebagai timer itu sendiri. Software harus menentukan mode kerja Timer terlebih dahulu sebelum mengaktifkannya. Mode 0, 1, dan 2 bisa diterapkan pada kedua Timer, sedangkan mode 3 hanya bisa diterapkan kepada Timer 0.

Dengan 4 mode yang bisa dipilih, Timer 8051 bisa dipakai untuk aplikasi software yang memerlukan pewaktuan, misalnya:

1. 2. 3.

Sebagaijam digital Pembangkit baud rate port serial (khusus untuk Timer 1)

Pembangkit sinyal modulasi lebar pulsa (PWM

= pulse

width

modulation)

4.

Pengukuran lebar pulsa dan frekuensi

2.s.1

,vloDE o

memfungsikan Timer sebagai pencacah 13 bit. Mode ini dipilih dengan membuat bit Mx1=0 dan Mx0=0 yang ada di SFR TMOD. Timer

Mode

0

diaktifkan dengan membuat TRx=l dan GATEx=0 atau tltl-f*=t. Sumber pulsa dipilih oleh bit C/Tx (seperti telah ditunjukkan oleh Gambar 2.19 untuk Timer 0). Sebagai pewaktu 13 bit, Timer akan mengalami overflow setelah menerima pulsa sebanyak 2r:ratau 8192. Dengan frekuensi osilator 12MHz, Timer akan mengalami overflow setiap 8192 mikrodetik. Register THx akan beroperasi

penuh sebagai register 8 bit, sementara TLx hanya difungsikan sebagai reg,ister 5 bit (3 bit atas register TLx diabaikan). Sebagai register 5 bit, TIx akan berfung,si sebag,ai pra-skalar 32 (2\) dan akan mengalami overflow setelah ll2 pulsa. Setiap kali 'flx overflow, reg,ister TI-lx akan diperbarui dan

36

Teknik Antarmuka dan Pemrograman llikrokontrohr AIBSSI2

Arsitektur l'likrokontroler 805

l7

I

THx akan mengalami overflow setelah 256 pulsa. Timer akan mengalami overflow setelah 32x256 atau 8192 pulsa. Mode 0 bisa diterapkan kepada kedua, Timer 0 dan Timer

l.

2.5.2 MODE I Mode 1 mempunyai cara kerja yang sama dengan mode 0, perbedaannya, pada mode I register Timer (TLx dan THx) bekerja sebagai register g bit penuh yang dikaskade membentuk register Timer 16 bit. Mode ini dipilih dengan mengatur bit Mxl=0 dan Mx0=1. sebagai pewaktu 16 bit, Timer akan mengalami overflow setiap 216 atau 65536 I juga bisa diterapkan untuk Timer 0 atau

pulsa. seperti halnya mode 0, mode

Timer

1.

2.s.3

Gombor 2.20 iimer 0 Eekerio podo Mode

MODE 2

Mode 2 memfungsikan Timer sebagai register 8 bit (TLx) sedangkan register THx menyimpan data yang ditentukan oleh software. Setiap kali rlx mengalami overflow, secara otomatis data yang ada di register THx akan dipindahkan ke register Tl,x (auto-reloa@. Timer akan memulai proses pencacahan lagi dengan cacahan awal ditentukan data yang dipindahkan tersebut. Data THx tidak akan berubah karena proses pemindahan ini, selain

itu data THx bisa diganti secara software pada proses auto-reload berikutnya. Jadi, Timer akan mengalami overflow setelah melakukan pencacahan sebanyak (256 - THx). Dengan demikian, laju Timer bisa dihitung dengan persamaan berikut.

Timer yang difungsikan sebagai pewaktu, laju overflow adalah Laju Overflow =

Frekuensi Osilator

12x(256-THx)

2

Sedangkan Timer yang beroperasi sebagai pencacah sinyal

dari luar, laju

overflow adalah Laju Overflow =

Frekuensi Sinyal Luar (256

- TI{x)

Mode 2 dipilih dengan mengatlrr bit diterapkan kepada Timer 0 atau Timer

2.s.4

Mxl=l

dan Mx0=0. Mode 2 juga bisa

1.

MODE 3

Berbeda dengan mode-mode sebelumnya, mode 3 hanya berlaku pada Timer 0. Pada dasarnya, mode 3 akan memfungsikan TLO dan THO sebagai register 8 bit yang terpisah. TLO dikendalikan oleh bit-bit TMOD dan TCON pengarur

Timer 0 (GATE0, C/T0, TRO dan TF0) dan bisa difungsikan untuk menghitung pulsa yang berasal dari sumber luar (dari pin T0) atau pulsa dari osilator internal (sebagai pewaktu atau percacah) dan akan membangkitkan

interupsi Tirner

0

setiap

kali

mengalami overflow. THO hanya bisa

difungsikan sebagai pewaktu (pulsa berasal dari osilator internal). Register ini

diatur oleh bit-bit TCON pengatur Timer 1 (TRl dan TFl) dan akan membangkitkan interupsi Timer I setiap kali mengalami overflow. Mode 3 dipilih dengan mengatur bit Mxl=l dan Mx0=1.

38

Ieknik Antarmuka dan Pemrognman l'likrokontroler AI89S52

Arsitektur l'likrokontroler 805 I

l9

SBUF (serra.l bulfer) dan SCON (serial control). Timer 1 digunakan sebagai pembangkit baud rate.

SBUF merupakan register tempat di mana byte-byte data dikirirnkan dan diterima. Menuliskan byte data ke SBUF berarti mengirimkan data serial melalui pin TXD yang merupakan fungsi alternatif pin P3.1. Begitu juga membaca data dari SBUF berarti membaca data serial yang diterima oleh pin RXD yang merupakan fungsi alternatif pin P3.0. Walaupun SBUF hanya menempati satu alamat, tetapi struktur hardware SBUF memisahkan antara buffer pengiriman dengan buffer penerimaan sehingga pengiriman dan penerimaan data bisa dilakukan secara bersamaan. Dengan demikian, port serial 805i mendukung komunikasi serial dupleks penuh (full duplex). Selain itu SBUF dirancang sehingga bisa menerima byte data kedua sebelum byte pertama selesai dibaca. Tetapi saat byte kedua selesai diterima, sedangkan byte sebelumnya belum dibaca, byte pertama akan hilang.

Gomhor 2.21 limer Bekerjo podo Mode 3

Pada mode 3, interupsi Timer I (TFl) dipakai oleh register THO (Timer 0). Walaupun demikian, Timer 1 masih bisa digunakan, misalnya sebagai pembangkit baud rate port serial atau aplikasi lain yang tidak memerlukan interupsi Timer. Timer 1 akan berhenti bekerja pada saat diaktifkan pada mode 3. Secara singkat bisa dikatakan ketika Timer 0 bekerja pada mode 3, 8051 akan terlihat memiliki 3 Timer, 2 buah timer 8 bit (dengan 2 sumber interupsi) dan Timer I tanpa sumber interupsi.

2.6

OPERASI PORT SERIAT

Mikrokontroler 8051 dilengkapi dengan sebuah port serial yang mendukung komunikasi serial asinkron (UART= universal asyncrhronus receiver/ transmitter). Dengan port serial dupleks penuh dan baud rate yang bisa diprogram sesuai baud rate standar, port serial 8051 bisa dengan mudah dihubungkan dengan port serial sebuah komputer. Tentu saja setelah melalui antarmuka RS-232. Selain itu, port serial iuga bisa digunakan untuk berkomunikasi dengan perangkat-perangkat lain atau dengan 8051 lain dan membenruk iaringan mikrokontroler 8051. Port serial ini diatur oleh SFR

Register SCON berisi bit-bit yang mengatur mode kerja port serial dan bit status pengiriman dan penerimaan data. Ada 4 mode kerja yang bisa dipilih: mode 0, 1, 2 dan 3. Pemilihan mode kerja ini dilakukan dengan memprog,ram bit SMO dan SM1. Bit TI merupakan bit status pengiriman data serial. Bit ini akan di-set bila byte data telah lengkap dikirimkan. RI merupakan bit status penerimaan data dan di-set bila byte data telah lengkap diterima. TI dan RI

akan membangkitkan interupsi port serial. Bit REN akan mengatur apakah port serial akan menerima data atau tidak. REN=I akan mengaktifkan penerimaan data serial dan REN=O port serial akan mengabaikan byte data yang diterirnanya. Bit RB8 dan TB8 merupakan bit data ke-9 yang diterima dan dikirimkan pada mode 2 dan 3. Sedangkan bit SM2 akan mengatur fungsi komunikasi multiprosesor. Baud rate yang akan menentukan kecepatan pengiriman dan penerimaan data

pada mode 0 ditetapkan 1/12 frekuensi osilator. Pada mode I dan mode 3 baud rate diatur dengan memfungsikan Timer I sebagai pembangkit baud rate. Baud rate mode 2 bisa dipilih l/32 arau 1/64 frekuensi osilator. Bit

SMOD register PCON juga mengatur baud rate port serial. SMOD=I akan menggandakan baud rate.

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AI89552

40

Arsitektur llikrokontroler 805 I

1r

2.6.1 MODE KERJA PORT SERIAL Port serial 8051 memiliki 4 mode kerja dengan memprogram bit-bit SMI dan SMO register SCON. Mode 0 memfungsikan port serial sebagai register geser

(shift register). Data dikirim dan diterima melalui pin RXD, sedangkan pin TXD akan mengirimkan sinyal clock penggeser. Mode l, 2, dan 3 merupakan mode serial UART. Data dikirimkan melalui pin TXD dan diterima melalui pin RXD dengan bit start 6tart bid dan bit stop (stop 6rr). Mode I akan mengirimkan l0 bit data, 1 bit start (0), 8 bit data dan satu bit stop (1). Mode 2 akan mengirimkan 11 bit, I bit start (0),9 bit data dengan bit ke-9 yang akan dikirim ditentukan oleh bit TB8 register SCON dan I bit stop (l). Mode 3 pada dasanya sama dengan mode 2, bedanya baud rate mode 2 ditetapkan 7/32 atat l/64 frekuensi osilator sedangkan baud rate mode 3 lebih bervariasi

STAF,T

SHIFT

I{NNDAI,JTX TXCLOCK TI

SER'D

1)O (CLOCH) P.J(CLOCH

RI

FUI.IBSI ALT. P3-1

RECEIIE

(dengan memprogram Timer 1).

2.6.1.1 Mode

O

Seperti telah dijelaskan, mode 0 memfungsikan port serial sebagai register geser yang sesuai dengan komunikasi serial sinkron, di mana byte data dikirim (digeser) bit demi bit yang disinkronkan oleh sinyal clock sinkronisasi. Pin RXD akan menyediakan jalur data untuk pengiriman dan penerimaan, sedangkan TXD mengirimkan sinyal clock sinkronisasi. Baud rate tetap pada l/I2 frekuensi osilator.

Pengiriman data dimulai dengan perintah penulisan ke register SBUF (perintah mov SBUF, A). Sinyal "WRITE TO SBUF" akan menulis "l" ke bit

Gombor 2.22 Port Seriol podo Mode

0

Pin TXD akan mengeluarkan sinyal clock sesaat setelah SEND aktif. Sinyal

ke-9 dari register geser pengirim dan memberi perintah ke bagian KENDALI

clock ini akan berada pada logika rendah selama periode s3, 54 dan 55 setiap

TX untuk mempersiapkan pengiriman data. Satu siklus mesin berikutnya SEND akan menjadi aktif (logika tinggi) dan mengaktifkan fungsi alternatif

siklus mesin dan berada pada logika tinggi selama periode s6, sl, dan s2 setiap satu siklus mesin atau satu periode TXD akan sama dengan satu siklus mesin. Satu siklus mesin 8051 memerlukan 12 periode sinyal clock osilator (pada diagram waktu ditunjukkan dengan sr s6 dengan Sx 2 = x periode clock osilator). oleh karena itu, TXD akan memiliki frekuensi 1/12 frekuensi

RXD sebagai pengirim data dan TXD sebagai pengirim sinyal clock.

Data dikirimkan dengan bit LSB terlebih dahulu. Setiap kali bit digeser ke kanan,0 akan muncul di kiri (D0 akan digeser dan dikeluarkan melalui RXD, maka Dl menjadi D0, D2 menjadi Dl dan seterusnya sampai D7 menl'adi D6 sedangkan D7 akan diisi 0). Setelah semua bit data dikeluarkan (digeser), KENDALI TX akan menonaktifkan SEND (logika rendah) dan menset TI yang dilakukan setelah 10 siklus mesin setelah sinyal WRITE TO SBUF. Software harus mereset TI agar proses pengiriman data selanjutnya bisa dilakukan.

sinyal osilator. Proses penerimaan data diawali dengan membuat bit REN=I dan RI=O (di register scoN). Data 11111110 akan dituliskan ke register g,eser input. pada fase clock berikutnya sinyal RECEIVE menjadi aktif (logika tinggi), yang akan rncngakrifka, sinyal clock di rXD. setelah l0 siklus mesin, semua bit data tlit.rir,a. Patla kt.arlaan ini RIiCEIVI.i akan dirnatikan (logika rendah)

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

1t

AT89552

dan bit RI di register SCON akan di-set. Data serial yang diterima diperoleh dengan melakukan pembacaan register SBUF dan software harus mereset Rl agar penerimaan data selanjutnya bisa dilakukan. . o*ss$rsars*ssofsrsaswsrCIfrsaes*cs$rsasls*ssalsrserl*ss,$rsrsls+sr,rfrsmsrsssSsrus*sss{crseslsrssopsmsrcs$r

{}

Arsitektur Hikrokontroler 805 I

data. Kecepatan pengiriman arau baud rate (TX clocK) ditentukan oleh laju overflow Timer I (1/16 laju overflow Timer I karena melewati pembagi 16).

Pengiriman diakhiri oleh sebuah

bit stop. sinyal SEND akan menjadi tidak

aktif dan bit TI di register scoN akan diset untuk membangkitkan interupsi. Software harus mereset TI agar proses pengiriman data selanjutnya bisa dilakukan.

$nilflll[ltlilllllf]ft TI DICRAM WAKTIJ PENGIRIMAN D ATA

RI

rranr

DO(CLoC()

xrmAuu

,ff

DIAGRAM WAKTU TJENERIMAAN DATA

Gombor 2.23 Diogrom Woklu Porl Seriol Mode 0

2.6.1.2 Mode I Mode I memfungsikan port serial sebagai

media komunikasi serial asinkron

(UART). Komunikasi serial UART tidak diikuti oleh sinyal clock sebagai sinkronisasi antara pengirim dan penerima. Komunikasi diawali dengan bit start (srarr Drr) diikuti oleh byte data dan diakhiri oleh bit stop (stop bir). Mode 1 adalah komunikasi UART dengan 1 bit start, 8 bit data dan 1 bit stop sehingga 10 bit akan dikirimkan dan diterima pada mode ini. Standar untuk bit start adalah 0 dan bit stop adalah 1. Seperti halnya mode 0, pengiriman dipicu oleh perintah penulisan data ke register SBUF dan I akan dituliskan sebagai bit ke-9 register geser pengirim. KENDALI TX akan mengaktilkan sinyal SEND dan mengeluarkan bit start pada pin TXD. Kemudian sinyal DATA akan aktif (DATA=l) sehingga register g,eser yang ada di register SBUF pengirim akan mulai mengirimkan

Gombor 2.24 Port Seriol Mode

I

Penerimaan data dilakukan dengan mendeteksi adanya transisi dari 0 ke I pada pin RXD. Pendeteksian dilakukan dengan mencuplik (sampling) pin

RxD 16 kali setelah baud rate ditentukan. saar terdereksi adanya transisi, pembagi 16 akan direset (0000H) dan data IFFH akan dituliskan ke REGISI'ER GESER INPUT. Hal perrama yang dilakukan adalah mendeteksi

bit start ya.g valid (bit start = 0). Untuk menghilangkan gangguan derau (trcise) dan kesalahan bit start, pencuplikan dilakukan 2 sampai 3 kali. Jika Prost's valitlasi bit start sclesai, bit start akan digeser ke REGISTER GESER lNl'tl'l'tllrr tlilaniutkan tlcrrgarr pcrnba<.aan hir bit clata dan bit stop.

44

leknik Antarmuka dan Pemrograman ilikrokontroler AI89t51

Pada saat proses penerimaan selesai, data akan masuk ke SBUF dan

bit stop (1) akan dipindahkan ke bit RB8 di register SCON, sementara bit RI di

Arsitektur }likrokontroler 805 I

45

PHASE 2 CLOCK

(1/2Fosc )

register SCON akan diset dan interupsi port serial akan dibangkitkan. Proses akan terjadi apabila bit RI sebelumnya 0, SM2=0 atau bit stop yan8 diterima bernilai 0. Data serial yang diterima diperoleh dengan melakukan pembacaan register SBUF dan software harus mereset RI agar penerimaan data selanjutnya bisa dilakukan.

ini

srART

xruoltrrx

Gombor 2.25 tormol Doto Seriol Mode I

2.6.1.3 Mode 2

P.J(

Sepeni halnya mode l, mode 2 merupakan mode komunikasi serial UART dengan 11 bit data yang dikirimkan atau diterima, 1 bit start (0), 9 bit data dan I bit stop (l). Bit ke-9 dari data yang dikirim bisa diprogram 1 atau 0 dan

CLOCK

RI

LOAD SELIT

ARr KEND-ILIRX

bisa djgunqkan sebagai

bit paritas untuk pengecekan kesalahan (error detegsjsii. Baud rate ditetapkan pada 1/32 atau 1164 frekuensi osilator.

Pada dasarnya proses pengiriman data hampir sama dengan mode 1, bedanya

bit ke-9 tidak diisi oleh 1, tetapi ditentukan oleh bit TB8 register SCON yang bisa fsmllai I atau 0. Bit ini bisa digunakan sebagai bit paritas untuk pengecekan kesalahan dan bisa dihubungkan dengan bit P register PSW. P=1 kalau iumlah bit I dalam register A berjumlah ganjil dan P=0 kalau jumlah bit I genap. Sebelumnya diperlukan kesepakatan antara pengirim dan penerima mengenai bit paritas (dalam kasus ini paritas ganjil). Perintah di bawah ini akan rngngilimkan data dan bit paritas: mov mov mov mov

A, C,

#DATA

r

J"L BUs TNTERMLTo-51

Gombor 2.26 PorI Seriol Mode

-.-

2

l'roses pengiriman akan selesai setelah bit ke-9 clan bit stop dikirimkan. aka, menonaktifkan sinyar SEND dan bir TI akan diser untuk membangkitkan interupsi port serial. Software harus mereset TI agar lSagian KENDALI TX

data selanjutnya bisa dikirimkan.

C

SBUF, A

TB8,

P

akan membangkitkan pesan kesalahan pada assembler 8051. Oleh karena itu,

bit P terlebih dahulu disimpan ke bit C baru dipindahkan ke bit TB8 register SCON.

--*r

P

TB8,

Bit P dipindahkan ke bit TB8 melalui bit C karena perintah

mov

F.EAD

'rnuR

Gombor

Z.2l

tormst Doto Seriol

rtrlode 2

penerimaan iuga sama dengan mode 2. Dimulai pendeteksia, transisi froses dari 0 ke 1 di pin *,D dengan cara mencuplik pin RXD. Bit start pertama kali yang diterima, kemudia, 9 bit data dan t bit stop. pada keadaan ini, data akan dipindahkan ke sBUF penerima (g biQ, sedangkan bit ke-9 akan masuk ke bir RIlS regisrer scoN. Bagian KENDALI RX akan mengeser bir RI dan nrenrharrgkirkarr irrrt'rrrPsi porr seriar. ilar ini .ffriF;hngsu,rg L"ir,, ri, nr

lt

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman llikrokontrohr AI89S51

46

sebelumnya 0, SM2=0 atau bit ke-9 = I (bit ke-9 harus bernilai 1 apabila SM=l dan dipakai pada mode komunikasi multiprosesor untuk membaca byte alamat prosesor slave)' Data dibaca dengan memindahkan byte data dari SBUF ke register A ini akan memperbarui bit P register PSW. Proses pengecekan kesalahan dilakukan

dengan membandingkan

bit P

dengan

bit

RB8. Kalau kedua

bit

berbeda,

berarti ada kesalahan pada data yang diterima dan penerima bisa meminta agar pengirim mengirimkan kembali data yang bersangkutan. Software harus seBera mereset

bit RI agar data selaniutnya bisa diterima.

2.6.1.4 Mode 3 Mode 3 pada dasarnya sama dengan mode 2, hanya berbeda pada baud rate. Mode 2 bekeria pada kecepatan 1/32 atau 1164 frekuensi osilator, sedangkan baud rate mode 3 ditentukan oleh laiu overflow Timer 1'

Aruitektur l'likrokontrohr 805 I

2.6.2

4t

KOMUNIKASI MUTTIPROSESOR

Beberapa mikrokontroler 8051 bisa dihubungkan satu sama lain membentuk sebuah jaringan. Salah satu mikrokontroler bertindak sebagai master yang

mengendalikan seluruh sistem, sedangkan mikrokontroler yang lain bertindak sebagai slave. setiap slave memiliki 1 byte alamat yang unik (berbeda satu sama lain). Master akan mengirimkan byte alamat terlebih dahulu sebelum mengirimkan byte data. Slave yang alamatnya sesuai akan merespons dan mempersiapkan penerimaan data, sedangkan slave yang lain akan mengabaikan dan mengecek pengiriman alamat berikutnya. Hal ini bisa diwujudkan dengan memanfaatkan bit SM2 register SCON dan port serial mikrokontroler bekerja pada mode 2 atau 3.

Bit SM2 akan mengarur penerimaan data serial pada mode 2 dan 3. Bila SM2=0, maka penerimaan data serial akan dilakukan secara normal; sedangkan bila SM2=1, penerimaan data serial akan dilakukan pada saat bit ke-9 data bernilai i.8051 akan mengabaikan data serial yang diterimanya pada saat sM=l dan bit ke-9 bernilai 0. Pada saat mengirimkan byte alamat, master akan membuat bit ke-9 atau bit TB8 bernilai 1. Semua slave, dengan bit SM2=1, akan menerima byte alamat tersebur. Slave yang memunyai alamat yang sama dengan byte alamat yang dikirim master akan mempersiapkan untuk menerima byte data dengan cara membuat SM2=0, sementara slave yang lain akan tetap mempertahankan sM2=1. Proses berikutnya masrer

akan mengirimkan byte data dengan keadaan

ini hanya slave

dengan

bit ke-9 atau TB8 bernilai 0.

bit SM2=0 (memunyai alamat yang

pada

sesuai)

yang akan bisa menerima byte-byte data yang dikirimkan oleh master. Mikrokontroler slave yang lain akan mengabaikan kedatangan byte-byte data RXCLOCK

srarr

RI

tersebut. LOADSBUT

rrMruH

,ffi

Port serial yang bekerja pada mode 0 tidak bisa memanfaatkan bit SM2 ini. Pada mode 1, bit SM2 bisa dipakai untuk memvalidasi bit srop. pada saar sM2=1, proses penerimaan tidak akan membangkitkan interupsi selama bit stop yang valid belum diterima.

2.6.3 TIMER I SEBAGAI PEMBANGKIT

BAUD RATE

Scperti telah dijelaskan sebelumnya, baud rate unruk mode 1 dan 3
3

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

48

bisa bervariasi. Selain itu, dikali 2 atau tidak.

AT89552

Arsitektur tlikrokontroler 805 I

bit SMOD juga akan menentukan apakah baud rate

BaudRate (bps)

Timer 1 yang difungsikan sebagai pembangkit baud rate bekerja sebagai timer pada mode 2 (auto-reloaa). Interupsi Timer mode I dan 3 ditentukan dengan persamaan: lsMoD Baud

x (Laju Overflow Timer

t harus dinonaktifkan. i)

mengacu pada Subbab 2.5.3 mengenai laju overflow Timer 1, baud rate

dihitung dengan persamaan: ?sMoD a,

2.7

Frekuensi Osilator

"

12 x

(256-TH1)

2sMoD x Frekuensi Osilator

= 256 -

TH1 harus bilangan bulat, membulatkan TH1 ke nilai terdekat mungkin tidak akan menghasilkan baud rate yang diinginkan. oleh karena itu, perlu mengganti frekuensi osilator. Walau demikian, secara teori, jika pembulatan o/o, maka itu menghasilkan baud rare yang menyimpang tidak lebih dari 2 dalam banyak kasus masih bisa diterima. Selain itu, bila Timer 1 bekerja pada mode 1 (timer 16 bit) dan interupsinya

diaktifkan, dapat diperoleh baud rate rendah. Tabel 2.4 memperlihatkan baud rate yang biasa dipakai pada komunikasi serial' Tobel 2.4 Boud Role dengon limer

Foo"-

(bps)

(MlIz)

(He:ra)

Mode Timer

2m

11.0s9

0

F4

2

1200

11.059

0

E8

2

137.5

11.059

0

1D

2

ll0

6

0

72

2

110

6

0

FEEB

1

:

1

INTERUPSI

kan layananlah yang akan memberitahu mikrokontroler. cara penama

384 x Baud Rate

Baud Rate

MIz)

.THI SMOD

Pada banyak aplikasi kendali atau aplikasi lain, mikrokontroler diharuskan rnelayani permintaan dari luar dengan segera. permintaan layanan tersebut bisa diketahui dengan cara mikrokontroler menanyakan ke setiap sistem apakah sistem tersebut membutuhkan layanan atau sistem yang mernbutuh-

fika baud rate diketahui, nilai TH1 bisa dicari dengan persamaan:

THi

'fod"*

Baud rate

32

Baud Rate =

49

SMOD

(IIelra)

Mode Timer I

FF

2

FD

2

104200

20

19200

I 1.059

9600

r1.059

0

FD

2

4800

11.059

0

FA

2

1

giliran, semenrara yang tidak membutuhkan layanan tetap harus ditanya.

l)engan cara interupsi, sistem yang membutuhkan layanan bisa dengan segera

,reminta layanan ke mikrokontroler sehingga permintaan layanan rlilayani dengan cepat (secara real rrrne). selain itu, metode interupsi

bisa bisa

rrrcngurangi beban kerja mikrokontroler.

l)alam pemrograman, terjadinya interupsi akan mengakibatkan program me*

I

THl

disebut polling ata.o scanning, sedangkan cara kedua dinamakan inrerupsi. tjntuk aplikasi yang sangar kompleks, cara polling dirasa kurang efektif. walaupu, semua perminraan layanan akan dipenurri, terapi bisa terjadi keterlarnbatan karena sistem yang membutuhkan layanan harus menunggu

r,a'ggil sebuah submtin dan rneninggalkan perintah yang sedang dikerjakan ';r*rt itu (yang merupakan program utama), rnengerjakan perintah-perintah ,lrrlarn subrutin tersebut dan setelah selesai kembali lagi ke alamat program r(',) r)at. terjadinya interupsi. proses pemanggilan subrutin ini

tidak

,likt',dalika, oleh prograrn (tetapi dikendalikan secara hardware) dan bisa r.rjatli kaparr saja. llerbeda dengan perintah CALL yang secara eksplisit akan ,r.rrrirrrggil st'lrtrrlr subrutin. subrutir.r yang akan dipanggil bila terjadi

tttl,'ttt;rsi tlitrrtlttitkittt tlt'ttgatt subt'trlin layarran interlrpsi atau interrupt serwce

Anitektur llikrokontroler 805 I

5l

routine(ISR), sedangkan alamat awal ISR dinamakan dengan vektor interupsi

(interrupt vecto).

2.7.t

sunnBER INTERUPSI 8051

Mikrokontroler 8051 dilengkapi dengan 5 sumber interupsi, 2 sumber interupsi eksrernal (melalui pin INTO dan IMI ), dan 3 sumber interupsi inrernal (Timer 0, Timer I dan port serial). Register IE dan IP akan mengatur interupsi mana yang diaktifkan dan interupsi mana yang akan mempunyai prioritas lebih tinggi.

pin INTO (interupsi eksternal 0) dan 1) dan akan mengeset bit IEO dan IEl register

Interupsi eksternal dideteksi melalui

iffil

(interupsi eksternal TCON bila terdeteksi adanya interupsi. InteruPsi eksternal bisa dibangkitkan dengan cara mendeteksi logika 0 pada pin INTx (level acdvatedy atat transisi dari 1 ke 0 pada pin iIffi (transition activated) yang diatur oleh bit ITx register TCON. Apabila terjadi interupsi eksternal, bit IEO (untuk interupsi eksternal 0) dan bit IEI (untuk interupsi eksternal 1) di register TCON akan diset dan program akan memanggil ISR yang beralamat awal di 0003H untuk interupsi eksternal 0 dan 0013H untuk interupsi eksternal 1- Perlu

pin

diperhatikan pada saat interupsi diatur pada level-activated,

pin iFffi

dihubungkan dengan bit IEx melalui pembalik logika (gerbang NOT). Setelah semua perintah di iSR dikeriakan, Program akan kembali ke alamat di mana interupsi terjadi. Interupsi eksternal dikendalikan oleh bit EXO dan EXI register IE' Mengeset bit-bit ini dkan mengaktifkan interupsi eksternal, dengan catatan, bit EA, yang merupakan bit pengendali seluruh interupsi, iuga di-set. sedangkan bit PXO dan PX1 register IP akan mengatur prioritas interupsi eksternal. Mengeset bit ini akan membuat interuPsi eksternal memiliki prioritas interupsi yang lebih tinggi.

Interupsi Timer 0 dan Timer 1 dibangkitkan oleh teriadinya overflow pada Timer 0 atau Timer I yang bekerja baik sebagai timer atau counter pada semua mode (mode 0, l, 2 atau 3). overflow Timer akan mengeset bit TFo atau TF1 register TCON dan akan membangkitkan interupsi. Pada saat terjadi

interupsi Timer 0 dan

l,

program akan memanggil ISR yang beralamat di

000BH untuk Timer 0 dan 001BH untuk Timer l '

Tr1

TI --J-\ I \-RI _1__J Gomhor 2.29 Sumber lnterupsiS05l

Interupsi Timer ini diatur oleh bit-bit ETO dan ET1 register IE. ETO akan mengatur interupsi rimer 0. Mengeset bit ini akan mengaktifkan interupsi Timer 0. Sedangkan ETl akan mengarur interupsi Timer I dan mengesetnya akan mengaktifkan interupsi oleh bit PTO dan PTl.

rimer

1. Prioritas interupsi

rimer 0 dan 1 diatur

Interupsi serial akan dibangkitkan apabila salah satu bit RI atau TI di-ser, artinya terjadi pengiriman atau penerimaan dara serial pada semua mode port serial. Bit TI dan RI di-oR-kan sehingga salah satu saja bit-bit ini di-set akan terjadi interupsi serial. Saar terjadi interupsi serial, mikrokontroler akan memanggil ISR yang beralamat di 0023H.

Bit

IE akan mengatur aktif tidaknya interupsi port serial. ES=l akan mengaktifkan interupsi port serial dan ES=0 akan mematikan interupsi port serial. Tentu saja bit EA harus di-ser juga agar interupsi port serial bisa terjadi. Prioritas pon serial diarur oleh bit PS register IP. PS=l akan membuat port serial memiliki prioritas yang lebih tinggi. ES register

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89552

t2

Iobel 2.5 Veklor

Bit Pembapgkit

Interupsi

lnlerupsi 8051

Bitlmgaer

Velaor Interupsi

rr0 (rcoN.0) Elsternal 0

Timer0

rEO(TCON.o)

TFO(TCON.5)

EXo (rE.O)

0003H

rEl(TCON.3)

1

Port Serial

2.7.2

TF1(rCON.7)

Eksternal 0 (IE0)

Timer 0 (TF0) Eksternal 1 (IEl)

Timer

I

(TF1)

Port serial (RI dan TI)

U^rtan ini bisa diubah dengan cara memprogram bit-bit register Ip

ETo 0E.1)

Pro(rP:1)

OOOBH

EXl(IE.2)

0013H

ETl (rE.3) IrrlGP.3)

Rr (scoN.o)

ES

Tr (scoN.l)

PS (rP.4)

0E.4)

MlBH 0023H

Aplikasi yang kompleks memerlukan semua sumber interupsi diaktifkan, hal ini memungkinkan terjadinya lebih dari satu interupsi secara simultan. 8051 akan melayani interupsi yang terjadi bersamaan berdasarkan urutan prioritas. Register IP akan mengatur urutan prioritas ini sehingga interupsi yang memiliki prioritas yang lebih rendah bisa diatur untuk memiliki prioritas interupsi yang lebih tinggi.

Ururan prioritas didasarkan pada cara 8051 menangani interupsi. 8051 mengetahui adanya interupsi dangan cara melakukan pengecekan pada setiap bit pembangkit interupsi. Pengecekan ini dilakukan pada S5P2 setiap siklus mesin (lihat subbab 2.8.1 untuk penjelasan mengenai S5P2). Apabila ter-

2 interupsi

dengan prioritas yang berbeda ter;'adi secara bersamaan, maka interupsi yang memiliki prioritas yang lebih tinggilah yang akan dilayani. Sedangkan bila prioritas interupsinya sama, maka polling internal akan menentukan interupsi mana yang akan dilayani. Ilrutan prioritas interupsi 8051 ditentukan sebagai berikut:

2.8

sesuai

OSITATOR DAN RESET

2.8.1

MENGATUR PRIORITAS INTERUPSI

deteksi adanya

53

dengan interupsi mana yang akan diprogram untuk memiliki prioritas yang lebih tinggi (Subbab 2.2.6.2 menjelaskan susunan bit register Ip).

Px1(JP:2)

Timer

l. 2. 3. 4. 5.

I

Pxo gP:o)

rT1(TCON.2) Eketernal I

Arsitektur 14ikrokontroler 805

osttAToR

Fungsi dasar osilator adalah untuk menyediakan sinyal clock dan pewaktuan bagi semua perangkat internal 805r. Untuk menyediakan sinyal clock, bisa

digunaka, rangkaian osilator inrernal araupun pembangkit sinyal crock eksternal. Pin-pin xrALl dan XTAL2 menyediakan fungsi osilator. XTALi rnempakan masukan untuk penguat osilator i,ternal. Apabila digunakan pembangkit sinyal clock ekster,al, pin ini berfungsi sebagai masukan. pin XTAL2 dibiarkan mengambang. Apabila dipakai osilator internal, maka sebuah kristal arau resonator keramik cligunakan sebagai penentu frekuensi sinyal clock dengan 2 buah kapasitor

(c1 dan C2), seperti ditunjukkan oleh Gambar 2.3r.

cl dan C2 biasanya lrernilai 30 pF bila kristal yang dipakai atau 47 pF bila resonator keramik yang dipakai' Nilai kapasiror yang sesuai bisa dilihat dari lembaran data yang tlikeluarkan oleh pembuar 8051.

SII,rrAL r\_ 'l:.llATL,R------] I-{ )C-. EI.,iTEFI.JAL

]ffAL:

I

,]EFSAI.IG I]},I.:J5

Gombor 2.30 805 1 Bcker;o denqon 0srlotor Ikslernol

Aritektur ilikrokontroler

Osilator akan menyediakan pewaktuan internal untuk perangkat-Perangkat internal 8051, seperti Timer dan port serial. Dalam memakai Port serial, pemilihan frekuensi kristal osilator sangat menentukan karena frekuensi kristal menentukan baud rate yang bisa dihasilkan. Nilai 11.059 MHz paling banyak dipakai karena frekuensi ini mampu menghasilkan baud rate standar yang sering digunakan (seperti ditunjukkan oleh Tabel 2.4). Frekuensi 12

MHz banyak digunakan untuk operasi Timer. Seperti telah

dijelaskan pulsa mencacah akan sebelumnya, Timer yang difungsikan sebagai counter dengan frekuensi 1/12 frekuensi osilator. Kalau frekuensi osilator adalah 12 MHz, maka frekuensi sinyal yang masuk ke counter adalah 1 MHz, artinya

805 I

55

PO.O/ADO P!.O/AB

P0.t/ABr

P2.t/*8

P0.2/AIl2 P7.7tAtfr

P0.3/Am P0.4/404

P2.3/Ar I

P?..lrAt2

P0.5/AOf P2.5/At3 PO.EI|AD6 P?.6/A14

F0.7/AB?

P2.7tA15

P3.0/RXtl P3. t/TXO

F3.2/iEm P3.3/tNTt

rc.4/rD

P3.5nl

register Timer (TLx dan THx) akan diperbarui setiaP 1 mikro detik'

P3.fifdtr'R

P3.?/Er

software yang membutuhkan pewakruan, seperri rutin tunda (delay), akan dipengaruhi oleh frekuensi kristal yang dipakai. Pemilihan frekuensi osilator

ALE PSE}I

8051

\,TC

mempunyai batas maksimum frekuensi osilator. Apabila frekuensi osilator melebihi batas maksimumnya, 8051 tidak akan bekerja dengan baik.

EA

pun harus memperhatikan kemampuan 8051 yang dipakai karena

Hal yang paling mendasar dari osilator sebenarnya adalah untuk menentukan siklus mesin (machine cycle). Secara sederhana satu siklus mesin diartikan sebagai waktu minimum yang diperlukan oleh mikrokontroler untuk menjalankan satu perintah. Siklus mesin ini akan menentukan kecepatan mikrokontroler (artinya seberaPa cepat mikrokontroler menialankan suatu perintah). Satu siklus mesin 8051 terdiri atas 12 x periode frekuensi osilator (dengan frekuensi 12 MHz, satu siklus mesin 8051 adalah 1 mikro detik). Satu siklus mesin ini dibagi menjadi 6 state. Setiap state terdiri atas 2 fase di mana setiap fase terdiri atas 1 periode osilator. Dalam diagram pewaktuan 8051, siklus mesin ini diberi penomoran dari SlPl (State ke-1 fase ke-l) sampai S6P2 (State ke-6 fase ke-2).

nsT

Gombsr 2.31 Rongkoion 0silotor dengon (ristol

Keluarga 8051 memiliki 255 perintah yang dikelompokkan menjadi lll kelompok perintah. Dari 255 perintah, 159 dikerjakan dalam saru siklus mesin, 51 perintah dikerjakan dalam 2 siklus mesin, 43 perintah dikerjakan dalam 3 siklus mesin, dan 2 perintah dikerjakan dalam 4 siklus mesin. Karena hampir sebagian besar perintah 8051 dikerjakan dalam I siklus mesin, maka dengan frekuensi osilaror 12 MHz, 8051 mampu mengerjakan 1 juta perintah dalam waktu I detik. Dengan demikian, bisa dikatakan bahwa 8051 memiliki kecepatan I MIPS (milion instructions per second).

Gombsr 2.32 Siklus ilesin

8051

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89l52

56

Untuk aplikasi-aplikasi di mana pemakaian daya menjadi kritis (misalnya aplikasi yang menggunakan baterai), 8051 memiliki fungsi untuk penghematan daya dengan mengatur bit PD dan IDL register PCON. Namun hanya 8051 versi CMOS yang memiliki fungsi ini. Fungsi penghematan daya ini dibagi menjadi 2 fungsi: fungsi power down danfungsi idle. Fungsi power down diaktifkan dengan mengeset bit PD register PCON. Power down akan mematikan fungsi osilator dan hanya sinyal reset yang akan mengembalikan 8051 ke keadaan normal (PD=0). Sedangkan fungsi idle diatur dengan mengeset bit IDL register PCON. Fungsi ini akan memutuskan sinyal osilator ke CPU, tetapi tidak ke rangkaian interupsi, Timer dan port serial. Interupsi (baik eksternal, Timer maupun port serial) dan sinyal reset akan mengembalikan 8051 ke keadaan normal (IDL=O).

2.8.2

RESET

Sinyal reset untuk 8051 diterapkan pada pin RST yang merupakan pin dengan masukan Schmitt tt'iger.8057 akan mereset apabila sinyal reset berada pada logika tinggi minimal selama 2 siklus mesin (24 periode sinyal osilator). Apabila 8051 menerima sinyal reset yang valid, 8051 akan menjalankan program dari awal (alamat 0000H) dan mengisi register-register fungsi khusus (SFR) dengan data reset seperti yang ditunjukkan oleh Tabel 2.2 (semua SFR akan diisi 00H kecuali SP diisi 07H dan latch untuk semua port diisi FFH)' RAM internal tidak dipengaruhi oleh reset dan tetap menyimpan data sebelum reset diterima. VCC

10rrE

Gombor 2.33 Rongkoion Reset 8051

Arsitektur l'likrokontroler 805

I

57

Saat pertama kali catu daya diberikan kepada g051, sinyal reset juga harus diberikan kepada 8051 Qtower oN resefl. Daram menjalankan program, g051 akan membaca program yang tersimpan dalam memori p.ogru-, (internar

atau eksternal). Alamat memori program mana yang harus

dibaca

ditunjukkan oleh program counter (pc), yang pada dasarnya adalah memori. Isi PC tidak bisa diperkirakan pada saat perrama kali catu daya diberikan, seperti halnya RAM internar. Ini bisa mengakibatkan g05l tidakakan bekerja

dengan baik. Tetapi pada saat di-reset,

pc akan mempunyai data 0000H.

SFR

yang mengatur perangkat-perangkat internal juga akan diisi data sehingga Timer, port serial, dan interupsi berada dalam keadaan tidak aktif, karena itu tidak mengganggu jalannya program. perangkat-perangkat internal harus diatur secara software. oleh karena itu, g051 harus mendapat sinyal reset saat catu daya diberikan agar 8051 menjalankan program dari alamat awal (0000H)' dan program assembler harus diawali di aramat 0000H. Rangkaian reser ini dibangun oleh sebuah kapasitor dan sebuah resisror, walaupun pada versi cMos resistor tidak diperrukan. Kapasitor akan menghubungkan pin RST dengan yCC Qtult up), sedangkan resistor akan menghubungkan pin RST dengan GND (przl1 down). pada saat pertama kari catu daya dinyalakan, akan terjadi proses pengisian kapasitor yang akan membuar pin RST akan berada pada posisi vcc. proses pengisian ini harus cukup lama untuk mereset 805r. Lamanya waktu yang diperlukan adalah beberapa mili detik untuk menunggu osilator stabil ditambah 2 siklus mesin untuk memastikan 8051 menerima sinyal reset.

58

Ieknik Antarmuka dan Pemrognman l{ikrokontroler AT89552

BAB 3 M

T

KROI(ONTROIER

AT89'5I

AT89S52 merupakan mikrokontroler yang dikembangkan dari 8051 standar (semua pin dan instruksi assembler sesuai dengan standar 8051) oleh Atmel Corporation. Mikrokontroler ini dirancang dengan teknologi CMOS dan

memori non-volatile dari Atmel dengan memori program internal (memori flash) sebesar 8 KB yang bisa diprogram dalam sistem (In-system programmable llash memory-ISP). Penambahan fitur dari mikrokontroler standar di antaranya:

1.

Memori flash

8 KB yang bisa diprogram

ulang sampai 1000 siklus

baca/tulis

2.

Fungsi penguncian memori program Qrognm memori ,Ioc*) untuk memproteksi isi memori program internal

3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Bekeria pada frekuensi sampai 33 MHz

RAM internal sebesar 256 byte Penambahan Timer 2

Timer Watchdog yang bisa diprogram Dua data pointer (DPTR) 8 sumber interupsi

Fungsi-fungsi penghematan daya Qnwerdown mode)

Dengan penambahan fungsifungsi di atas, AT89S52

merupakan

mikrokontroler yang cukup andal untuk aplikasi-aplikasi sistem kendali atau yang lainnya. Memori flash internal sebesar 8 KB yang bisa diprogram ulang dalam sistem (ISP) memudahkan untuk merancang software sehingga mungkin tidak diperlukan emulator.

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AT89l52

3.I

3.1.2

SFR-sFR TAMBAHAN

SFR yang

dimiliki oleh AT89S52

untuk fungsi-fungsi standar 2) dan SFR untuk fungsi-fungsi

adalah SFR

8051 (seperti yang dijelaskan pada Bab tambahan yang ada Pada AT89S52' Tobel 3.1

SfR Tombohon AI89S52

6l

I'likrokontroler AI89552

REGISTER PENGENDALI TIMER 2

Timer 2 dikendalikan oleh 2 register pengendali (T2CON dan T2MOD) dan 4 register data (TL2, TH2, RCAP2L dan RCAP2H). Register T2CON dan T2MOD akan mengatur fungsi-fungsi Timer 2 dan juga menyimpan bit-bit status Timer 2. Sedangkan register RCAP2L dan RCAP2L membentuk register 16 bit untuk fungsi capture atat reload. TL2 dan TH2 berfungsi sama seperti 8051 standar.

Nama Register

Sinbol

AIaDat

DataReset

DPlL

Data Pointer bYte rendah kedua

84H

00000000

DPlH

Data Pointer byte rendah kedua

8sH

00000000

ATIXR

Register Auxilari

8EH

no<00lot0

Register Auxilari

A2H

nooooorO

Register reset Timer Watchdog

A6H

)ooooooo(

T2CON

Register kendaiiTimer 2

C8H

00000000

T2MOD

Register kendali mode Timer 2

C9H

>ooooo<00

Register data caPture Timer 2 bYte

CAH

00000000

CBH

00000000

TL2

Register data Timer 2 bYte rendah

CCH

00000000

TH2

Register data Timer 2 byte tinggi

CDH

00000000

AI-IXR1

WDTRST

RCAP2L

RCAP2H

3.I.I

1

M5E

(biner)

Tll

Gombor 3.1

EXF2, bit status yang memperlihatkan adanya transisi dari 1 ke 0 (transisi negatifl pada pin T2EX (fungsi alternatif Pl.1) pada mode capture atau reload. Bit ini akan diset apabila adanya transisi negatif dan bit EXEN2=l dan akan membangkitkan interupsi Timer 2. EXF2 juga harus di-reset oleh software. EXF2 tidak akan membangkitkan interupsi pada mode pencacah naik atau atrtn (up/down counte).

J.

RCLK, bit yang mengaktifkan Timer 2 sebagai pembangkit baud rate port

seriai pada saat penerimaan data yang bekerja pada mode I dan RCLK=l akan membuat baud rate ditentukan oleh laju overflow Timer Timer 1 akan dijadikan sebagai pembangkit baud rate apabila RCLK=O.

3. 2.

4.

TCLK, bit yang mengaktifkan Timer 2 sebagai pembangkit baud rate port serial pada saat pengiriman data yang bekerja pada mode 1 dan 3. TCLK=I akan membuat baud rate ditentukan oleh laju overflow Timer 2. Timer I akan dijadikan sebagai pembangkit baud rate apabila TCLK=0.

5.

EXEN2, bit yang akan mengaktifkan fungsi capture atau reload Timer 2 oleh transisi negatif pada pin T2EX. EXEN2=l akan mengatur fungsi pin T2EX sebagai sinyal capture atau reload Timer 2. EXEN2 tidak akan berpengaruh pada saat Timer 2 difungsikan sebagai pembangkit baud rate port serial.

pointer 8051 standar' Data pointer kedua pada pinsipnya sama dengan data

memori data eksternal' DPTR kedua ini (DP1L) untuk byte merupakan register 16 bit dan menempati alamat 84H ini dipilih dengan ,e.rdah dan 85H (DPIH) untuk byte tinggi' DPTR kedua membuat DPTR akan memprogram bit DPS di register AUXRI' DPS=O kedua' DPTR p"r,"-ulurg akan dipilih dan DPS=1 yang dipilih adalah

Surunon flegisler I2(0N

2.

DATA POINTER KEDUA

-".,g.k"'

ci 1: CP/RL:

TF2, merupakan bit status oveflow Timer 2. TF2 akan diset pada saat Timer 2 mengalami overflow. TF2 harus di-reset secara software. TF2 tidak akan di-set apabila bit RCLK=1 atau TCLK=1.

rerendah

yaitu dipakai untuk

TR2

1.

rerendah Register data caPrure Timer 2 bYte

Els? RCLK TCLH E)EI{:

62 6.

leknik Antarmuka dan Pemrognman ilikrokontroler AI89552

llikrokontroler AI89S52

63

MSB

(fungsinya TR2, bit yang akan menialankan amu menghentikan Timer 2

LSB V1IDIDLE

sama dengan bit TRO atau TRI register TCOI$' TR2=1 akan menialankan Timer 2 dan TR=0 akan menghentikan Timer 2'

timer 7. ClTz, bit yang akan memilih fungsi keria Timer 2 sebagai counter sebagai atau (menghitung pulsa dari osilator internal) (menghitung pulsa dari sumber luar). OTI =1 akan memfungsikan Timer

2

sebagai counrer dan

C/TI =0 akan memfungsikan Timer 2

sebagai

Gombor 3.3

mode capture amu reload' CP/RL2=l akan pada mengaktifkan fungsi caprure Timer 2 pada saat ada transisi negatif pin T2EX (dengan catatan bit EXEN=l)' CP/ED =0 akan mengaktifkan fungsi reload secara otomatis pada saat Timer 2 mengalami overflow atau tidak ada transisi negatif di T2Ex (dengan syarat EXEN=I). Bit cP/RL2

CP/RL2,

2.

DISRTO,

3.

9.

Susunon

aktif

saat perintah movx atau movc dieksekusi. DISALE=0 pin ALE bekerja normal, DISALE=I pin ALE hanya aktif pada saat mengeksekusi perintah movx atau movc. Pin ALE pada kondisi normal akan mengeluarkan pulsa

sebesar 1/16 frekuensi osilator. Hal ini akan membuat pin ALE mengeluarkan radiasi elektromagnetik (EMI = electromagnetic interefence)- Mematikan fungsi ini (DISALE=I) akan mengurangi efek ini.

DCEN

lcgi$er 12[100

DISALE, bit untuk mengarur pin ALE, apakah pin ALE akan aktif pada keadaan normal (pada kecepatan 1/16 frekuensi osilator) atau hanya

LsB

Gombor 3.2

bit unruk mengatur pin RST. DISRTO=I akan membuat pin

RST tetap sebagai pin masukan, sedangkan DISRTO=O akan membuat pin RST mengeluarkan logika tinggi setelah time-out WDT.

berfungsikalauTimer2dipakaisebagaipembangkitbaudrateuntukport serial (RCLK=I atau TCLK=l). T2OE

Susunon tegister AUIR

WDIDLE, merupakan bit pengatur mode idle Timer Watchdog (WDT). WDIDLE=I akan membuat WDT berhenti pada mode idle sedangkan WDIDLE=O akan membuat WDT tetap bekerja pada mode idle.

bit pemilih

MsE

DISALE

1.

timer. 8.

DISRTO

4.

Bit-bit yang lain tidak dipakai.

Bit 2 - bit 7, tidak diPakai

alternatif 10. T2OE, bit untuk mengaktifkan outPut Timer 2 (pin T2' fungsi

P1.0).T2oE=lakanmembuatT2sebagaikeluaranuntuksinyalclock

yang dihasilkan Timer 2, sedangkan T2OE= 0 akan memfungsikan T2 sebag"i pin masukan clock untuk Timer 2 atau sebagai fungsi dasarnya (port I/O). 11. DCEN (Down counter Enabte),bituntuk memfungsikan Timer 2 sebagai DCEN=I counter naik atau rurun yang ditentukan juga oleh pin T2EX' akan memftrngsikan Timer 2 sebagai counter naik atau turun' berganrung naik' pada pin T2EX. DCEN=0, Timer 2 akan berfungsi sebagai counter

3.I.3

REGISTER.REGISTEN, AUXITARI

Register-register auxilari terdiri atas register AUXR dan AUXRI. Register nuxn dipakai untuk mengatur Timer watchdog dan mengatur pin ALE' sedang,kan AUXRI dipakai untuk memilih

DffR

mana yang, diaktiftan'

Gombor 3.4

Susunon Register AUXRI

I bit yang dipakai

Bit DPS dipakai unruk memilih DPTR yang aktif. DPS=0 akan membuat DPTR perrama (sama dengan 8051 standar) yang aktil sedangkan DPS=I akan memilih DPTR Register ALIXR1 hanya

(DPS).

kedua.

3.1.4

REG|STER TTMER WATCHDOG (WDT)

Timer watchdog (WDT) dikendalikan oleh register WDTRST (beralamat di A6H). WDT diaktilkan dengan menulis lEH dan EIH secara berurutan ke register WDTRST. WDT akan membuar pin RST menjadi berlogika tinggi pada saat WDT mengalami overflow. WDT juga dikendalikan oleh register AT,IXR.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l.likrokontroler

64

3.2

AT89552

l'likrokontroler AI89552

65

STRUKTUR MEMORI AT89S52 FFF

SFR (Fengalamatan langsung)

Iu{em,m Frogram Eksternal (55 KB)

128

(64 KB)

128 bpe bawah

perrgalanratan Langsung dati tak iangsung)

+

C--.*'.**.l KB) I

tnternat (B

(64 KB)

tak langsung)

EkstEnral

FFFH

atas

(?engalamatan

Mem'a'i Frograrrr

I

hlte

Ittlenun Data EkstErud

|

0000H

Gombor 3.6 Struktur Memori Gombor 3.5 Slruktur Memori Progrom

selain memori data eksternal, AT89s52 dilengkapi dengan RAM internal

AT89552

AT89S52, seperti halnya 8051 standar, bisa mengalamati memori Program sebesar 64 KB dan memori data sebesar 64 KB dengan adanya pemisahan sinyal baca/tulis untuk memori program dan data. Alamat awal memori program bisa berada pada memori program internal (AT89S52 memiliki memori program internal sebesar 8 KB) atau langsung ke memori Program eksternal bergantung pada keadaan

pin EA. fika pin EA

dihubrngkan ke

VCC (berlogika tinggi), alamat awal memori program akan menempati memori program internal (0000H-1FFFH), sedangkan alamat memori program eksternal akan dimulai pada alamat 2000H-FFFFH, dan jika pin EA terhubung ke ground (logika rendah), alamat awal memori program akan berada pada memori program eksternal. Memori data 64 KB seluruhnya merupakan memori data eksternal.

Doto AT89S52

sebesar 256 byte. 128 byte awal merupakan

RAM yang sama dengan g05l

standar, sedangkan 128 byte atas merupakan RAM internal tambahan. Alamat RAM internal tambahan menempati alamat yang sama dengan alamat sFR (80H

-

FFH).

F'A'M internal tambahan hanya bisa diakses dengan mode pengalamatan tak langsung (indirect addressing). Mengakses alamat 80H FFH dengan

-

pengalamatan langsung akan mengakses SFR, sedangkan mengakses alamat tersebut dengan mode pengalamaran tak langsung akan mengakses RAM internal tambahan. Instruksi

mov

80H,

#l-5H

akan memberikan data l5H ke alamat 80H (p0). sedangkan insrruksi mov R0, #80H mov #t_sH mov GRO, A

A,

akan memberikan data l5H ke alamat RAM internal tambahan gOH.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89l52

66

3.3

AT89S52 dilengkapi dengan Timer 2, di samping Timer 0 dan Timer l. seperti halnya Timer 0 dan Timer l, Timer 2 merupakan timer 16 bit yang bisa difungsikan sebagai rimer atau pencacah. sebagai timer sumber pulsa berasal dari frekuensi osilator dibagi 12, sedangkan sebagai pencacah pulsa berasal dari sumber luar melalui pin T2 (fungsi alternatif pin P1.0). Ada 3 mode operasi yang bisa dilakukan oleh Timer 2: mode caPture' auto-reload 16 bit (penclcah naik atau turun) dan pembangkit baud rate untuk port serial. Tohel 3.2 Mode (erio Timer

Mode

0

1

Auto-reload 16bit

0

I

i

Capture 16bit

I

x

I

Pembanglitbaud rate

x

x

0

man

CP/RL2

0

penambahan fungsi yairu transisi 1-ke-0 di pin T2EX akan menyebabkan data di register TL2 dan TH2 diambil atau di-caprure ke register RCAp2L dan RCAP2H. selain itu, transisi di pin T2EX akan membuat bit ExF2 register

T2coN di-set dan juga bisa digunakan unnrk membangkitkan interupsi Timer 2.

Gombor 3.7 lilode (opture limer

Timer 2 dikendalikan oleh register T2CON dan T2MOD sePerti yang telah dijelaskan dalam Subbab 3.1.2. Data Timer 2 disimpan dalam 2 register 8 bit (yang dikaskade membentuk register 16 bir) yaitu register TL2 dan TH2. Seperti halnya Timer 0 atau Timer 1, register-register ini akan menyimpan hasil pencacahan pulsa yang dilakukan oleh Timer 2. Sebagai timer, pulsa berasal dari frekuensi osilator setelah dibagi 72 (l/12 frekuensi osilator), sedangkan sebagai pencacah pulsa berasal dari sumber luar melalui T2. Untuk fungsi capture disediakan register RCAP2L dan R2CAPH' Saat fungsi caPture diaktifkan, data di TL2 dan TH2 akan disimpan ke register-register caPnre

ini. Tabel 3.2 memperlihatkan

T2coN akan diset dan bisa digunakan untuk membangkitkan interupsi Timer 2. fika ExEN2=l' Timer 2 tetap bekerja sebagai rimer atau counrer 16 bit dengan

2

TR2

tK

fungsi-fungsi kerja Timer

2 besena bit

pengendalinya.

3.3.I

61

pencacah 16 bit. saat mengalami overflow, bit TF2 register

TIMER 2

RCTX+TG

llikrokontroler AI89$5 2

MODE CAPTURE

Dalam mode capture, ada 2 pilihan yang bisa ditentukan melalui bit EXEN2 di register T2CON. Pada saat EXEN2=O, Timer 2 bekerja sebagai timer atau

2

Sumber pulsa dipilih melalui bit C/T2 register T2CON. C/T2 = 0, Timer 2 akan berfungsi sebagai timer dan sumber pulsa diambil dari frekuensi osilator (setelah melalui pembagi l2). Sedangkan jika c/T2 = l, pulsa diambil dari sumber luar melalui pin T2. Bit TR2 akan mengatur apakah Timer 2 diaktilkan atau tidak. TR2 = I akan mengakti{kan Timer 2. Register TL2 dan TH2 akan mulai melakukan pencacahan pulsa yang diterimanya. TL2 dan TH2 yang difungsikan sebagai pencacah 16 bit akan mengalami overflow setelah mencapai FFFFH. Hal ini akan mengeset bit TF2. Mode capnrre ditentukan oleh bit EXEN2 yang akan mengaktifkan pin T2EX sebagai sinyal

kendali mode capture. EXEN2 = 1 akan mengaktifkan mode capture sehingga

jika pendeteksi transisi mendeteksi adanya transisi 1-ke-0 di pin T2EX, akan mengakibatkan data yang pada saat iru tersimpan di register TH2 dan TL2 akan di-capture ke regisrer RCAP2H dan RCAP2L. selain itu, bit EXF2 akan di-set. TF2 dan EXF2 di-oR-kan sebagai sumber interupsi rimer 2, sehingga iika salah satu bir di-set, Timer 2 akan membangkitkan interupsi.

68

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AT89l52

l'likrokontroler

AT89552

59

Pada saat pin T2EX berada

3.3.2 MODE AUTO.RELOAD Timer2yangbekerjapadamodeauto.reloadmerupakantimerataucounter transisi 16 bit. Auto-reload bisa diatur secara otomatis atau ditenrukan oleh 1-ke-0 pin T2EX. Hal ini ditentukan oleh bit EXEN2 register T2CON. Jika

di logika 1, Timer 2 akan melakukan

naik. Timer 2 akan mengalami overflow setelah cacahan mencapai nilai FFFFH. Setiap kali mengalami overflow, data yang tersimpan di register RCAP2H dan RCAP2L akan di-auto reload ke register TH2 dan TL2. Bit TF2 akan di-set.

(jika DCEN = EXEN = 0, Timer 2 akan mengalami auto-reload secara otomatis Saat 0, register TH2 dan TL2 akan melakukan cacahan naik sampai FFFFH). mengal"-i overflow, Timer 2 akan melakukan auto-reload dan bit TF2 akan Data auto-reload ditentukan secara software di register RGAP2H dan

(NILAI RELOAD CACAHAN TURUN)

di-set. oleh RCAP2L. Sedangkan, pada saat EXEN = 1, auto-reload ditentukan di-set. akan adanya transisi 1-ke-o di pin T2EX. Bila hal ini terjadi, bit EXF2 Timer Bir TF2 dan bit EXF2 bisa digunakan untuk membangkitkan interupsi

Ol/EFf,LO1,tr

c/E=o

1_

2.

bit selain sebagai timer arau counter dengan cacahan naik, dengan menSatur naik counter atau timer sebagai DCEN = 1, Timer 2 juga bisa dioperasikan

l-t-

lc/Tz=1

II-ITERUPSI TIMEP2

ARAHCACAHAN NAIK

pin atau turun. Cacahan naik atau turun ditentukan oleh keadaan logika

T2Ex.)ikapinT2EXberadapadalogika0,Timer2akanmelakukancacahan turun(cou,tdown)dariFFFFHsampaidatayangtersimpandiregisterTH2 RCAP2L. dan TL2 sama dengan nilai yang tersimpan di register RCAP2H dan di-set' akan TF2 Pada kondisi ini, Timer 2 akan mengalami underflow dan bit TH2 dan Setiap kali underflow, nilai FFFFH akan di-auto reload ke register TL2 dan pencacahan turun dimulai lagi'

cacahan

1 = 0 =

Gombor 3.9

Mode Aulo-relood Timer 2 (D(tN

TURUN

= l)

Pada mode pencacah naiVturun, bit EXF2 akan mengalami toggle (berubah dari 1 ke 0 bergantian) setiap kali Timer 2 mengalami overflow (cacahan naik) atau underflow (cacahan turun). Bit ini bisa digunakan sebagai bit ke-17 dari resolusi timer. Bit ini tidak akan membangkitkan flag interupsi.

3.3.3 PEMBANGKIT BAUD RATE PORT SERIAI 'fimer 2 difungsikan sebagai pembangkit baud rate untuk port serial dengan cara men-set bit TCLK dan atau RCLK di register T2CON. Bit TCLK dipakai untuk baud rate pada saat pengiriman, sedangkan bit RCLK dipakai untuk baud rate penerimaan. Dengan demikian, baud rate pengiriman dan penerimaan bisa diatur sama dengan cara mengeset kedua bit, atau diatur berbeda dengan cara mengeset salah satu bit (TCLK atau RCLK) dengan 'l'imer I dipakai untuk membangkitkan baud rate yang lain.

DGI\I2

Gsmbor 3.8

t'tode Aulo-relood limer 2 (D(tll

=

0)

70

leknik Antarmuka dan Pemrograrnlllllrokonrgler AI89t5l

dengan IRCAP2H, RCAP2L] adalah isi register RCAP2H dan RCAP2L sebagai register 16 bit (bilangan bulat 16 bit). Jika baud rate diketahui, RCAP2H dan RCAP2L bisa dicari sebagai berikut (sebagai bilangan 16 bit):

OI'ERTLOIVIUERT

T"EKUET.TST

OSILATORDIBAOI 2. BU(AN T2

7t

llikrokontroler lI89S5? ,l

i

I

RCAP2H,RCAP2L = 65536 -

Frekuensi Osilator

{ {

i l

i

32 x Baud Rate

Gambar 3.10 hanya valid kalau salah satu bit RCLK atau TCLK = 1. Pada saat dipakai sebagai pembangkit baud rate, overflow di register TH2 tidak akan mengeset TF2 dan tidak akan membangkitkan interupsi. Selain itu, adanya transisi 1-ke-0 di pin T2EX akan mengeset EXF2, tetapi tidak akan menyebabkan proses pengisian [TH2, TL2] oleh data [RCAP2H, RCAP2L]. Oleh karena itu, pada saat Timer 2 dipakai sebagai pembangkit baud rate, pin T2EX bisa dipakai sebagai pin untuk interupsi eksternal tambahan (dengan alamat vektor interupsi sama dengan vektor interupsi Timer 2).

Gombor 3.10 Iimer 2 sebogoi Pembongkit

Buod

lote

yaitu Pembangkit baud rate pada dasarnya sama dengan mode auto-reload' (TH2 2 Timer data pud" ,"":t overflow akan menyebabkan register-regisrer di ian TL2) akan diisi kembali (auto-reload) dengan data yang tersimpan registerRCAP2HdanRCAP2Lyangsebelumnyadiisisecarasoftware. yang bisa diatur oleh Seperti telah dijelaskan oleh bab sebelumnya, baud rate serial ditentukan Timer adalah baud rate pada mode I dan 3. Baud rate port oleh Timer 2 dengan Persamaan sebagai berikut: Baud rate =

Laiu Overflow Timer2

----

L6

Ketika Timer 2 hidup (TR2

pembangkit baud rate, dilarang melakukan pembacaan atau penulisan data ke register TH2 dan TL2. OIeh

karena Timer diperbarui setiap

dengan persamaan: Baud rate =

Frekuensi Osilator 32 x (65536

- [RCAP2H,RCAP2L])

state (1/2 frekuensi osilator), hasil

boleh dibaca tetapi tidak untuk ditulisi karena proses penulisan akan menimpa data yang telah ditulis sebelumnya (sebagai penentu baud rate) dan akan menyebabkan error. Untuk bisa membaca register Timer 2 (TH2 dan TL2) atau register RCAP2H dan RCAP2L, Timer harus dimatikan terlebih dahulu (TR2 = 0). Tabel 3.3 memperlihatkan baud rate port serial yang bisa dibangkitkan oleh Timer 2 dengan beberapa frekuensi osilator.

2

setiaplsiklusmesin(1/l2frekuensiosilator)Padapembangkitbaudrate' dan dihitung register Timer 2 akan diperbarui setiap ,1 frekuensi osilator

1

pembacaan atau penulisan tidak akan akurat. Register RCAP2H dan RCAP2L

pada bisa dioperasikan sebagai timer atau counter walaupun (CP/TT= O)'Operasi kebanyakan aplikasi Timer 2 bekerja sebagai timer TimerpadasaatdioPerasikansebagaipembangkitbaudrateberbedadengan 2 diperbarui op"r"ri Timer biasa. Pada operasi Timer biasa' register Timer

Timer

= 1) sebagai

Tobel 3.3 Boud Role dengon Timer

2

RCAPzH-RCAP2L

1f.692MlIz

,l2MIIz,

110

w-57

3ff)

FD-8F

FB.8O

FB-18

F9-7D

6m

FE-C8

FD-CO

FD_8F

FC.8F

l2m

FF-&

FE-EO

FE-C8

FE.5F

EE-3F

t7

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89552

I'likrokontroler

7l

AT89352

RCAP2H.RCAP2L

BaudRate:

.'(bpe)

6MHz

11.0592MHz

24C0

FF-B2

FF_70

FF-64

FF-30

4800

FF-D9

FF.B8

FF_82

FF-98

96m

FF-DC

FF-D9

FF-CC

19200

FF-EE

FF.E6

38400

FF-F7

FF-F3

12

MHz

16MI-IZ

TzOE (TzMOD.1)

L

FF-FA

56800

DETEKTOR

TRrtlrlsIsi

P1.1

]NTERUPSI

3.3.4 PEMBANGKIT CTOCK

E)€II2

Timer 2 bisa difungsikan untuk mengeluarkan sinyal clock (gelombang kotak) dengan siklus kerja 50 o/o melalui pin T2 (pin P1.0). Pada dasarnya pin P1.0 mempunyai 2 fungsi alternatif, yaitu sebagai masukan (input) untuk Timer 2 dan sebagai output clock (siklus kerja 50 o/o) dengan frekuensi yang bisa diprogram dari 67 Hz - 4 MHz (dengan frekuensi osilator 16 MHz). Fungsi ini diaktifkan dengan membuat Timer 2 bekerja sebagai timer

Gombor 3.I

I Timer 2 Sebogoi pembongkil

0ock

3.4 INTERUPSI

fCtT2=Ol dan bit untuk mengaktifkan outpur Timer di-set (T2OE = 1). Bit TR2 dipakai untuk menghidupkan dan mematikan Timer. Frekuensi clock ditentukan oleh frekuensi osilator dan nilai reload yang tersimpan di register

AT89s52 mempunyai struktur interupsi yang sama dengan 8051 standar dengan penambahan interupsi Timer 2, sehingga AT89S52 mempunyai 6 vektor interupsi yaitu 2 interupsi eksternal ( INI.I0 dan iNTt ), 3 interupsi timer (Timer 0, i, dan 2) dan 1 interupsi porr serial. Semua interupsi sama dengan interupsi yang sama dengan mikrokontroler standar, kecuali interupsi

RCAP2H dan RCAP2L dengan persamaan sebagai berikut:

Timer 2.

Frekuensi clock =

Frekuensi Osilator 4 x (65536 -[RCAP2H, RCAP2L])

Seperti halnya Timer

2 yang digunakan untuk membangkitkan baud

rate,

setiap kali Timer 2 mengalami overflow, Timer 2 tidak akan membangkitkan interupsi. Dimungkinkan juga Timer 2 difungsikan sebagai pembangkit baud rate dan pembangkit clock sekaligus (walaupun baud rate dan frekuensi clock

tidak bisa diatur secara terpisah mengingat kedua fungsi register RCAP2H dan RCAP2L secara bersamaan).

ini

menggunakan

Interupsi rimer 2 diatur dengan mengeset atau mereset bit ET2 (bit ke-5 register IE) Prioritas interupsi rimer 2 diatur oleh bit pr2 (bit ke-5 register IP). Sumber interupsi Timer 2 terdiri atas 2 bit yaitu bit TF2 dan EXF2 yang di-OR-kan, sehingga apabila salah satu bit di-set, maka interupsi bisa dibangkitkan. Pada saat terjadi interupsi rimer 2, software akan melompat ke alamat vektor interupsi rimer 2 yang terletak di alamat o02BH. Bit-bit sumber interupsi rimer 2 ini akan direset secara hardware pada saat seluruh instruksi yang ada di rutin pelayanan interupsi (ISR) dan instruksi RETI dieksekusi, walaupun dalam beberapa aplikasi, software bisa melakukan polling untuk mengecek bit mana yang sebenarnya membangkitkan interupsi, sehingga software-lah yang harus mereset bit TF2 dan EXF2.

Ieknik Antarmuka dan Pemrognman ilikrokontroler AT89l52

I4

llikrokontroler AI8 9S52

75

ditangani dengan benar. Noise-noise listrik (akibat rancangan PCB yang kurang baik) ataupun masukan dari luar yang tidak seharusnya bisa menyebabkan sistem berada dalam keadaan yang tidak pernah terpikirkan oleh para perancang. Ini semua bisa menyebabkan sistem menjadi hang atart menyebabkan kerusakan pada hardware. Penanganan secara otomatis atau

pengembalian

ke

keadaan awal (recoverfi adalah tugas urama Timer

Watchdog (WDT = warchdog timer). I 1

I

sofrware tidak bisa me-reset WDT sehingga WDT akan mengalami overflow. Pada saat itulah WDT akan me-reset sistem sehingga sistem akan berjalan

TFI

normal kembali.

ll+\

nr#

yang berada

Sumber lnlerupsi AI89S52

Dalam struktur interupsi AT89S52, Timer 2 memiliki urutan prioritas yang terendah. Bit PT2 digunakan untuk mengatur agar interupsi Timer 2

memiliki prioritas yang lebih tinggi. Urutan prioritas interupsi AT89S2 ditetapkan sebagai berikut:

l. 2. 3. 4. 5. 6.

Eksternal0(IE0) Timer 0 (TFO) Eksternal 1 (IE1)

Timer

1 (TF1)

Port serial (TI dan RI) Timer 2 (TFZ dan EXF2)

3.5

WDT diatur oleh register WDTRST (watchdog rimer reset) alamat A6H SFR dan sebuah counter i4 bit. Untuk mengaktifkan WDT, software harus menuliskan data IEH dan EIH secara berurutan ke register WDTRST. Sekali diaktifkan, WDT akan melakukan cacahan setiap satu siklus mesin sehingga waktu overflow WDT ditentukan oleh frekuensi osilator. Tidak ada cara untuk menghentikan WDT setelah diaktifkan kecuali sinyal reset (baik reset hardware melalui pin RST atau reset karena WDT overflow). Pada AT89S52,

TFI EXFT

Gombor 3.12

WDT sebenarnya adalah sebuah timer yang jika diaktifkan akan mereset sistem setiap kali WDT mengalami overflow. Pada saat aplikasi berjalan normal, sofware harus memastikan agar WDT tidak mengalami overflow dengan cara me-resetnya secara berkala. Ketika sistem menjadi hang,

TIMER WATCHDOG (WDT)

Pada dasarnya tidak ada software, walaupun software yang paling sederhana sekalipun, yang bebas dari masalah (Dujt). Aplikasi bisa terjebak dalam sebuah

lingkaran yang tak berujung (endless loop). Error yang ridak diharapkan pada kode kode aplikasi bisa menimbulkan masalah yang sangat serius jika tidak

di

Software harus selalu mengirimkan data lEH dan ElH ke register WDTRST agar WDT tidak mengalami overflow (register counter 14 bit akan kembali ke cacahan 0000H ketika WDTRST menerima data ini). Apabila WDTRST tidak

menerima data lagi (karena sistem menjadi hang misalnya), counter 14 bit akan mengalami overflow setelah cacahan ke 16383 (3FFFH). Ini berarti software harus menulis data 1EH dan ElH ke WDRST (me-reset WDT), setidaknya setiap 16383 siklus mesin (dengan frekuensi osilator 12 MHz, 1 siklus mesin adalah I mikrodetik). WDTRST adalah regisrer yang hanya bisa ditulisi, sedangkan counter 14 bit tidak bisa didisi araupun dibaca. Pada saat mode penghemaran daya (bit PD di register PCON di-set), osilator berhenti bekerja yang berarti WDT juga berhenti bekerja. Sehingga, software tidak perlu melayani WDT agar tidak overflow. Ada 2 cara untuk keluar dari mode penghematan daya yaitu dengan reset hardware atau dengan interupsi

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman tlikrokontroler

16

AT89S52

eksternal yang diaktifkan dengan level logika rendah (level activated). lika keluar dari mode penghematan daya melalui reset hardware, wDT bisa diatur seperti halnya pada saat AT89S52 mengalami reset biasa' Berbeda apabila keluar dari mode penghematan daya melalui interupsi eksternal. Sinyal interupsi harus ditahan pada logika rendah selama mungkin sampai osilator kembali bekerja secara stabil. Ketika sinyal interupsi menjadi tinggi,

interupsi akan dilayani. Untuk menjaga agar WDT tidak overflow atau mereser AT89S52 pada saat sinyal interupsi berlogika rendah, WDT tidak akan bekerja sampai sinyal interupsi menjadi tinggi. Disarankan untuk melakukan reset terhadap WDT pada saat melayani interupsi. Dan untuk meyakinkan WDT tidak overflow beberapa saat setelah keluar dari mode penghematan

daya, disarankan untuk me-reset WDT sebelum masuk ke

mode

penghematan daya. Pada mode idle, di mana osilator masih bekerja, WDT bisa diatur untuk tetap

bekerja arau berhenti melalui bit wDIDLE di register AUXR. Jika wDIDLE = 1, WDT akan berhenti bekerja dan akan melanjutkan cacahan setelah keluar dari mode idle. Sedangkan iika WDIDLE = 0, WDT akan tetaP bekerja pada

idle. Untuk itu

sebuah timer (Timer 0, misalnya) harus diaktifkan WDT agar tidak mengalami overflow (pada mode idle timer untuk melayani tetap bisa bekerja) setelah itu masuk ke mode idle kembali. mode

3.6 MEMORI FIASH INTERNAL AT89S52 dilengkapi dengan memori program internal (Ilash memory) sebesar 8 KB. Memori flash ini bisa diprogram ulang/dihapus sampai i000 kali. Ada 2 cara untuk memprogram memori flash yaitu secara Paralel Qtarallel mode) dan secara serial (serial mode). Mode paralel dilakukan dengan menggunakan tegangan 12 Volt untuk mengaktifkan mode pemrograman memori flash dan kompatibel dengan pemrograman konvensional. Sedangkan mode serial cukup menggunakan tegangan 5 Volt (VCC) untuk melakukan pemrograman dan bisa dilakukan di dalam sistem (LSP = In-System Programming).

Secara umum kedua mode pemrograman menyediakan fasilitas-fasilitas untuk:

1. 2. 3.

Menulis atau memprogram Membaca untuk verifikasi Menghapus

l'l

5

ikrokontroler

4. 5.

AT8 9S52

t1

Memprogram bit pengunci memori (Memory Lock bit)

Membaca bit signature untuk mengetahui pembuar dan tipe mikrokontroler. untuk AT89s52 akan menghasilkan data sebagai berikut:

a. b. c.

Alamat 000H = 1EH menandakan chip dibuat oleh ATMEL Alamat l00H = 52H menandakan tipe chip adalah AT89S52 Alamat 200H = 06H (tidak ada keterangan mengenai data ini)

Bit pengunci memori berfungsi untuk melindungi agar program yang telah diprogramkan ke memori flash tidak bisa dibaca lagi (copy protection). Ad,a 4 mode yang bisa dipilih, seperri ditunjukkan oleh Tabel 3.4. Seperti yang tercantum dalam Tabel 3.4, mode 1 pada dasarnya bit pengunci

memori tidak diaktifkan; artinya, setelah diprogram, memori flash bisa kembali untuk diprogram ranpa perlu menghapus terlebih dahulu dan isi memori masih bisa dibaca lagi. Memprogram bit pengunci memori pada mode 2 akan membuat memori flash tidak bisa diprogram lagi tanpa dihapus terlebih dahulu. Mode ini;'uga akan membuat instruksi movc yang dieksekusi dari memori program eksternal tidak akan bisa mengambil data/kode byre dari memori internal. Instruksi movc sering dipakai dalam pencarian data dalam tabel (look-up table). Dalam

hal ini movc berada di memori eksternal, tetapi data tabel berada dalam memori internal, maka instruksi movc ini tidak bisa membaca data dari tabel tersebut. Selain itu pin EA akan dicuplik dan di-latch saar reser. Jika AT89s52 tidak di-reset pada saat perrama kali diberi daya Qtower oN reser),

Ef akan berada pada logika acak dan akan tetap berada pada logika rersebut sampai diterima sinyal reset. Nilai logika yang di-latch harus sama dengan Ievel logika pada pin EA ug.r AT89s52 bisa bekerja secara normal. pada mode ini memori flash masih bisa dibaca lagi.

AI89l52 Ieknik Anarmuka dan Pemrognman llikrokontrohr

?8

Tobel 3.4 fttode Bit Pengunti Memori

l{ikrokontroler AI89tl2

79

untuk alamat) dan P0.0 - P0.7 (8 bit untuk data). Sedangkan 5 bit data digunakan unnrk memilih apakah menulis, membaca, atau menghapus memori. Gambar 3.13 memperlihatkan antarmuka pemrograman paralel. Gambar sebelah kiri adalah antarmuka untuk proses pemrograman (memori atau bit pengunci) sedangkan gambar sebelah kanan adalah antarmuka untuk pembacaan.

Secara sederhana algoritma pemrograman mode paralel bisa dijelaskan sebagai berikut (setelah pin RST di-set):

1. 2. 3. 4. 5.

Prognmmd (DiProgram)

lJ = tin -pngnmmed(tidak diprogram)

2' tetapi memori flash tidak bisa Mode 3 pada dasarnya sama dengan mode dibacalagi.Mode4samadet'ga"mode3'cetapiAT8SS52tidakbisamengeksekusi program dari memori eksternal'

di dalam mode paralel yaitu fuse Ada satu fasilitas yang hanya bisa dilakukan

f"-rogr"r"r, ,"ri"l (serii

programming rtse)' Fasilitas ini' jika diaktiftan'

memoriflashAT8gSs2tidakbisadiprogramsecaraserialkecualidihapus dipasarkan' fuse pemrogram dahulu melalui Pemrogram paralel' Pada saat siap untuk diprogram' serial tidak diaktifkan-d"n me*ori dalam keadaan secara serial atauPun Paralel'

3.6.1

Kirimkan 5 bit data mode pemrograman. Naikan pin

Ef

meniadi 12 Volt.

Berikan satu kali pulsa (200 nano detik - 500 nano detik) pada pin ALU PROG untuk memprogram saru byte memori flash atau bit pengunci. Waktu penulisan memori biasanya tidak akan lebih dari 50 pdetik. Ulangi langkah I dan seterusnya untuk memprogram alamat seterusnya.

Keterangan: P=

Kirimkan l3 bit alamat pada bus alamat (Pl, P2.0 -P2.4). Kirimkan 8 bit data pada bus data (P0).

Pemrogromon Mode Porolel

menggunakan tegangan 12 Pemrograman mode paralel diiakukan dengan 12 Volt dihubungkan Volt dan memori diprogram byte demi byte' Tegangan Alamat dan data pin il /VPP setelah pin RST di-set (logika dnggi)' dengan

memori dikirimkan secara paralel melalui P'l '0

-

Pl '7 dan P2'0 - P2'4 ( l3 bit

Proses pemrograman memori bisa dipantau melalui polling data untuk mengetahui apakah proses pemrograman sudah selesai atau belum. Ini dilakukan dengan membaca kembali (verifikasi) data yang diprogramkan. Pada saat pemrograman memori masih berlangsung, pembacaan data akan menghasilkan komplemen dari data yang diprogramkan di pin P0.7. Setelah proses pemrograman selesai, data yang diprogramkan akan muncul di bus data (P0). P0 membutuhkan resistor pull-up pada proses pembacaan. Proses polling data bisa dilakukan kapan saja setelah perintah pemrograman dikirimkan.

Proses pemrograman juga bisa dipantau melalui sinyal RDY/ffi Qeady/ bus) di pin P3.0. Sesaat setelah pin ALE menjadi tinggi pada proses pemrograman, pin P3.0 akan menjadi logika rendah untuk memperlihatkan bahwa proses pemrograman sedang berlangsung (bus/. Pada saat pemroSraman selesai, P3.0 akan berlogika tinggi (ready).

|l Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

80

AT89S52

l,likrokontroler AI89$2

8l Tobel 3.5 Mode Pemrogromon Porolel

ALAMAT oflooH/ IITFH

LIHAT

.AI.E7

EAI

PROG

VPP

TAEEL 3,4

Menulis

vff /vE RDY/

Membaca

H

Memori

Data

P2.7

P33

P3.6

P3.7

L

H

H

H

H

Dn'r

H

Drl,r

L

H

L

L

H

Menulis Lockbit MEMEACA MEMORI

MENULIS MEhI,]RI

Gombor

3.I3

Antormuko Pemrogromon Porolel

Data yang baru diprogramkan bisa langsung dibaca kembali untuk verifikasi selama bit pengunci LB1 dan LB2 belum diprogram. Proses verifikasi ini dilakukan untuk mengetahui apakah proses pemrograman berjalan dengan benar atau tidak. Aplikasi pemrogram disarankan untuk memprogram ulang apabila proses verifikasi pertama tidak berhasil (setidaknya sampai 5 kali atau

Menulis

lockbit

3

1'12AO

H

H

x

x

t2v

H

H

H

L

L

x

x

12Y

H

L

H

H

L

x

x

H

H

H

L

H

L

P0.3,

X

P0.4

Menghapus

Memori flash sebaiknya dihapus terlebih dahulu sebelum diprogram. Proses penghapusan dalam mode paralel dilakukan dengan memberikan 5 bit

Membaca

perintah dan memberi pulsa ke pin ALE/PROG selama 200 nano detik - 500 nano detik. Proses penghapusan memori akan berlangsung selama kurang lebih 500 mili detik.

Membaca

IDAtmel ID Chip Membaca

ID Chip

t2v

H

L

H

L

L

X

x

H

H

L

L

L

L

L

1EH

0000H

H

H

L

L

L

L

L

52H

0100H

H

H

L

L

L

L

L

06H

0200H

Keterangan:

I{ = Logika tinggi L = Logika rendah

(5\)

(0\|

X = tidak peduli (bisa rendah, bisa tinggi) berada dilogika rendah

l'>in RST berada

(0\)

di logika tinggi

vCC.. 5V l,t'bar pulsa

AO

H

1,2,3

pin FSEN

At2-

H

H

Memori

tidak, AT89S52 akan rusak.

o,P1

P0.2,

tockbit

sudah tidak bisa diprogram lagi).

Hal yang perlu diperhatikan ketika downloader) AT89S52 mode paralel adalah tegangan 12 V. Seperti ditunjukkan oleh tabel, tegangan 12 V diperlukan dalam mode pemrograman (memori ataupun bit pengunci). Perhatikanlah agar tegangan 12 V dihubungkan dengan pin EA setelah pin RST di-set menjadi tinggi. ]ika

P,l4:'

H

Membaca

lebih, bila masih belum berhasil juga ada kemungkinan memori tersebut

merancang sebuah programmer (atau

Atauat

72V 1

Menulis Lockbit 2

PO

P2.6

t2v

Memori 3-33MHz

DataPerinuh

ALII 2m

500 nano detik

{ Ieknik Anarmuka dan Pemrograman llikrokontroler AI89552

8?

I

llikrokontroler

AIS

gii2 83

3,6.2

6.

Pemrogromon Mode Seriol

Berbeda dengan pemrograman mode paralel yang menggunakan 12 V untuk

mengaktifkan mode pemrograman, pemroBraman mode serial cukup menggunakan tegangan 5 V. Selain itu byte data yang akan diprogramkan serta byte-byte perintah dikirimkan bit demi bit sehingga antarmukanya menjadi lebih sederhana. Kedua keadaan ini, hanya menggunakan tegangan 5 V dan antarmuka yang lebih sederhana, memungkinkan untuk merancang

Setelah proses pemrograman selesai, pin RST bisa diberi logika rendah sehingga AT89S52 bisa langsung mengeksekusi program yang baru diterimanya.

INPUTDATA/

r

sebuah pemrogram dalam sistem (ISP).

II.ISTRUKST

OUTPUTDATA

Pemrograman mode serial dilakukan dengan menggunakan protokol komunikasi serial SPI (serial peripheral interface), sebuah protokol komunikasi serial sinkron (membutuhkan clock untuk menggeser atau mensinkronkan bit data antara pengirim dan penerima). AT89S52 yang diprogram bertindak sebagai slave sedangkan pemrogram (sebuah PC misalnya) bertindak sebagai master. Byte data dan perintah dikirimkan melalui pin MOSI (master out slave in), sedangkan pembacaan dilakukan melalui pin MISO (master in slave out).

INPUTCLOCK

Pl.5/MOSt

Pl.6/Mrso Pl.7/SCK XTAL2

3 -33

Mrt T-l

irl

1l

Sinyal clock sinkronisasi dikirimkan oleh master melalui pin SCK. Pada AT89S52 port SPI adalah pin P1.5 untuk MOSI, pin P1.6 untuk MISO dan Pl.7 unruk SCK. Pin-pin ini hanya akan bekerja sebagai port SPI pada mode

pemrograman di mana AT89S52 berada dalam keadaan reset berlogika tinggi).

(pin

RST

Secara sederhana, algoritma pemrograman mode serial adalah sebagai berikut:

1. 2.

Hubungkan tegangan catu daya 5 V melalui pin VCC dan GND Set pin RST menjadi logika tinggi. Apabila digunakan sumber osilator luar tunggu selama 10 mili detik. Frekuensi osilator, baik kristal maupun sumhr luar, yang diizinkan adalah 3 - 33 MHz.

3. Aktiftan

mode pemrograman serial dengan mengirimkan byte perintah untuk mengaktifkan pemrograman Qtrogramming enable) melalui pin MOSI (P1.5). Frekuensi sinyal clock yang dikirimkan melalui pin SCK (PI.7) tidak boleh lebih dari l/16 frekuensi osilator.

4.

Kirimkan byte-byte data memori yang akan diprogramkan baik dalam mode byte atau mode halaman Qtage mode). Proses pemrog,raman memori biasanya memerlukan waktu kurang dari 0.5 mili detik pada tegangan 5 V. Verifikasi (baca ulang) data yang diprogramkan melalui pin MISO.

il

Gombor 3.14 Antormuko pemrogromon 5eriol

AT89s52 menggunakan format perintah 4 byte, artinya byte data atau perintah dikirimkan daram format 4 bpe. pada

proses'p"-rogr"*"n dan pembacaan memori flash, byte pertama adalah byte kode perintah, byte ke-2 lan ke-3 adalah byte-byte alamar, sedangkan byte ke-4 adalah byte data. Tabel 3.6 memperlihatkan prorokol 4 byte ini. Byte perintah atau data dikirimkan bit demi bit dengan bit yang paring signifikan (MsB = most signifrcanr 6rr) dikirimkan terlebih dahulu. Gambar 3'14 memperlihatkan diagram pewaktuan unruk

i

mode pemrograman serial.

Frekuensi SCK tidak boleh lebih dari 1/16 frekuensi osilator. INPUT DATA SERTAL

PrNXoot(P1.5) i

OUTPUTDATA SERIAL prN Mtso (Pl.t)

li

ii[S*'[S'*^' Gombor 3.1 5

Diogrom pawoktuon pcmrogromon 5eriol

ril

rl

I'likrokontroler AI8 9552

dengan mengirimkan seperti telah dijelaskan, pemrograman serial diaktifkan enable) setelah pin RST byte perintah untuk -e,,g"tifk"tt nya Qtrogramming akan mengirimkan data 69H menjadi logika tinggi. fad"a byte ke-4' AT89S52 serial telah pada pin ftAiSO ,LU"g.i tanda bahwa mode Pemrograman

85

Format Perintah

Perintsh

[Bytel] tByte2l tgyte3l [Byte4]

Membaca

(mode

[0011 0000] [,ood12] [A11

halaman)

- A8] [Byte 0] fByre 1 -

Byte 255]

diaktifkan.

memori flash internal bisa Setelah mode pemroS,raman serial diaktifkan' perintah untuk pemrograman langsung diproiram. By," p"""-a adalah-kode dan ke-3 adalah 12 bit alamat' Data yang akan t

-"i,orir"aurrlkun Uyi" "-z

Memprogram

[010] 0000] [roodl2 Al

(mode halaman)

diprogramkan dikirimkan melalui byte ke-4'

Prosepemrogramanmemoribisadipantaumelaluipollingdata.Pembacaan

81= 0, 82 =0 B1=0, B2=1

melalui pin MISO. dibaca. sedangkan byte ke-4 ke-2 dan ke-3 adalah alamat memori yang akan adalah proses pembacaan data di pin MISO' Iobel 3.6

Mode Pemrogromon Seriol

tBvtell [Bvte2l tByte3l tBYte4l

Pemrograman

[1010 1100] [0i01 0011] [>ooooooo<] [>ooo<>oooi] rhvre ke-4 MISO akan mengirim 0110 1001)

Menghapus

>ooo<] [>ooooooo<] [1010 1100] [lOOx lorrc<] [rcoo<

Membaca (bYe)

trnl

Memprogram

A8] [A7 - A0] [D7 - D0] [0100 0000] [)ood12 A1l -

Pengaktifan

o

-)

Mo
1

) Mode 2 B1=1, 82{ ) Mode3 B1=1, B2=1

-)

Mode 4

Dalam pemrograman serial, pengiriman atau pembacaan dara memori bisa dilakukan dengan 2 mode, yaitu mode byte dan mode halaman. Mode byte akan memprogram atau membaca data per alamat atau per byte. Format perintahnya seperti yang telah diterangkan di atas. Pada mode halaman, data akan diprogramkan atau dibaca per 256 byte (per

FormatPerintah Perintah

Byte 255]

Keterangan: X = ridal peduli (bisa rendah, bisa tinggi) Mode bit pengunci:

akan menghasilkan data outPut data pada saat proses penulisan berlangsung yang dikirim' Proses penulisan yang mempurrlai ko-pl"men MSB dari data 5 V' ui U"rturrgsung selama kurang dari i mili detik pada tegangan "t untuk proses verifikasi Data yang sudah diprogramkan bisa dibaca ulang periitah pembacaan dikirimkan pada byte pertama- Byte

l - A8] [Byte 0] [Byte 1 -

rrml [xrxAl2 A11 - A8l tA7 - A0] [D7 -

D0]

256 alamat secara berurutan). Format perintahnya berbeda dengan format mode byte. Byte pertama adalah byte perintah untuk penulisan atau pembacaan memori mode halaman. Byte ke-2 adalah alamat memori orde tinggi (A8 - Al2) sedangkan byte ke-3 adalah byte data ke-0. Byte ke-4 dan seterusnya adalah byte data ke-l sampai byte ke-255. AT89S52 akan memperlakukan byte ke-4 dan setemsnya sebagai data sampai data byte ke255 dicerima atau dikeluarkan. Setelah menerima atau mengirim 256 byte data, AT89S52 siap untuk menerima instruksi selanjutnya.

I

I

(modebpe) Memprogram Lockbit

>ooo<] [1010 1100] [1i 10 00B1B2] [>om<

Membaca Lockbit

[0010 1m0]

[>ooo< >ooo<]

Membaca Signature

t0010 10001

[)oodl2 A11 - A8]

[>ooo< roooc]

t* @ [A7>oo< xro<0]

[Byte signature

pin RST bisa langsung diatur menjadi logika rendah sehingga AT89S52 bisa langsung mengerjakan

Setelah pemrograman dan verifikasi selesai, program yang baru diterimanya.

Gambar 3.15 memperlihatkan antarmuka pemrograman serial. Dari gambar terlihat, hanya 4 pin AT89S52 yang diperlukan untuk memprogram memori flash secara serial, sehingga AT89S52 bisa diprogram dalam sistem. Dalam pemr()grarnan scrial port SPI (MOSI, MISO dan SCK) mungkin tidak bisa rttt,rrr,rirnl bytr' pcrintah ittitu (1il(ir rlischabkan lrt bcrapa hal berikut:

I

rT

Ieknik Antarmuka dan Pemrognman llikrokontrohr

86

l.

AI89S52

Port SPI berfungsi untuk menggerakkan perangkat berimpedansi rendah (kaki basis transistor misalnya).

2.

port sPI berfungsi sebagai port masukan (menerima data dari ADC

BAB 4

BAHI\.rA AJTEMBLER BO5I

misalnya).

oleh karenanya, hubungan port SPI dengan perangkat tersebut perlu diputus terlebih dahulu sebelum memProgram memori flash.

Dalam menjalankan program, mikrokontroler akan melakukan pembacaan data yang tersimpan dalam memori program (internal atau eksternal). Alamat memori yang harus dibaca disimpan dalam sebuah register yang dinamakan program counter (PC). Data yang terbaca akan diartikan sebagai perintah yang harus dikerjakan oleh mikrokonrroler. Perintah ini bisa berbentuk pemindahan data (data transfer), pengolahan data (data processing) atau mengubah alur program Qtrogram control). Setelah melaksanakan perintah, mikrokontroler akan memperbarui isi PC dengan alamat memori selanjutnya sehingga mikrokontroler bisa mengeksekusi perintah selanjutnya.

Perintah-perintah mikrokontroler bisa dikodekan dalam 1 byte dara atau

lebih sehingga mikrokonrroler harus membaca beberapa byte instruksi sebelum benar-benar mengeksekusi sebuah perintah. Kode-kode ini biasanya merupakan data heksadesimal dan dinamakan sebagai bahasa mesrn (machine code). Setiap perintah mempunyai kode data yang unik, sebagai contoh inc A

dikodekan dengan byte 04H, sebuah instruksi

I

byte. Artinya, setiap mikro-

kontroler membaca data 04H dari memori program, isi register A (akumulator) akan ditambah 1. setelah itu isi PC juga akan ditambah 1 dan mikrokontroler akan melaksanakan instruksi selanjutnya. Contoh lain

inc 35H Arti perintah ini adalah mikrokontroler

akan menambah I nilai RAM internal di alamat 35H. Perintah ini memerlukan 2 byte data, byte pertama adalah byte yang menyatakan perintah unruk menambah nilai RAM internal di sebuah alamat yang dinyatakan dalam byre selanjutnya (dikodekan dengan 05H). setiap mikrokonrroler membaca data 05H artinya mikrokontroler harus menambah I nilai yang ada di alamat sebuah RAM internal. Untuk mengetahui alamar RAM yang dimaksud, setelah membaca 05H pC akan ditambah I dan mikrokonrroler akan membaca nilai, dalam contoh ini, 35H.

AI89S52 Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

88

perintah selanjutnya' lsi pc pun dinaikkan sekali lagi untuk membaca byte 2 kali' Dalam melaksanakan perintah ini PC dinaikkan

KeluargaMCS-5ldilengkapidenganinstruksi-instruksiuntukpemindahan dan pengendalian d,aa (data tansfe), p"lrrgotut utt data (data processing) dalam 1 baris dinyatakan instruksi program \prrtgram ,o,io4' Setiap atau codelopcode) (operation yang terdiri atas sebuah kode operasi untuk "rrJ-Uf"r, (pseudo-op) yang diikuti 1 atau lebih operand

pseudo-operarr'on Opcode *"rryu,"kr, lokasi alamat di memori, register atau sebuah konstanta' mnemonic' bentuk dalam ditulis adalah instruksi bahasa assembler unik yang hampir sama dengan opcode' pseudo-op Sedangkan inc. misalnya mov atau saat di-assembler' t"t"pi tiduk akan dikodekan ke dalam bahasa mesin pada program awal alamat misalnya pernyataan yang menyatakan 0000H org

diawali di

alamat 0000H' mnemonic org berarti origin, artinya Program assembler iuga bisa memunyai Selain opcode, pseudo-op utu" op"'und' bahasa

sebuahlabelatau.u,".",(comment).Satubarisbahasaassemblerbisa dicontohkan sebagai berikut

Start: mov

Instruksi

; isi register A dengan 45H A, #45H ini akan mengisi register A dengan data 45H' Di sini' StarL

dengan alamat awal dari adalah label yang pada" dasa*ya adalah sama sebuah subrutin instruksi tersebut. Label berguna pada instruksi pemanggilan mov adalah Sedangkan di mana label adalah ,ru-" du'i sebuah subrutin' Operand (A #45H)' dan operand opcode untuk instruksi ini dan memiliki dua p"rau*.,A,menyatakanregistertujuanpemindahandatasedangkanoperand -dutu yang akan dipindahkan' Tanda pagar (#) kedua, #45H, merupuku,,

bukan alamat memori (iika menyarakan bahwa 45H adalah sebuah konstanta

tidakadatandapagar45Hberartialamatmemori)'Kalimatsetelahtandatitik memberikan catatan koma (;) adalah catatan' Biasanya digunakan untuk 8051 akan mengabaikan terhadap instruksi yang bersangkutan' Assembler titik koma dalam satu baris' setiap kata amu huruf ylng terletak setelah tanda operand: Perhatikan notasi-notasi yang digunakan untuk 1. Rn adalah salah satu regisrer R0 - R7 dari bank register yang aktif atau SFR adalah alamat 8 bit RAM internal (00H - FFH)

2.

direct

Bahasa Assembler 8051

89

3.

@Ri adalah alamat 8 bit RAM internal (00H ditunjukkan oleh R0 atau R1

4. 5. 6.

#data adalah konstanta 8

-

FFH) atau SFR yang

bit (1 byte)

#data16 adalah konscanta 16 bit (2 byte)

addr16 adalah 16 bit alamat tujuan yang dipakai dalam instruksi jmp, ljmp dan lcall. Alamat ini bisa di mana saja dalam daerah 64 KB memori proSram.

7. addrll adalah 11 bit alamat tujuan yang dipakai oleh instruksi ajmp dan acall. Alamat ini harus berada dalam blok memori 2 KB yang sama.

8.

rel adalah alamat relatif, dipakai oleh instruksi sjmp dan semua instruksi lompat bersyarat. Alamat ini akan berada 128 byte sebelum instruksi

I

ii

yang sekarang atau 127 byte setelahnya.

9.

Bit adalah alamat bit dari RAM internal yang bisa dialamati per bit (20H - 2FH) atau SFR yang bisa diakses per bit.

4.1 PEMINDAHAN DATA MCS-51 memiliki instruksi-instruksi pemindahan data yang sangat berguna dan bisa digunakan untuk memindahkan data byte atau bit. Sumber atau tujuan bisa berupa data konstanta, register fungsi khusus (SFR) atau alamat di memori data atau program (internal maupun eksternal). Bagian penting dari konsep pemindahan data MCS-51 adalah mode-mode pengalamatan yang dimilikinya. Mode pengalamatan merupa-kan cara bagaimana byte atau bit sumber dan tujuan ditentukan. Sebagai contoh, dalam sebuah operasi pemindahan data, byte data sumber bisa tersimpan dalam sebuah register, RAM internal, memori program atau memori data eksternal. Sementara byte alamat sumber bisa dituliskan langsung sebagai bagian dari instruksi assembler atau disimpan dalam sebuah register.

1i

1

AI89S52 Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

90

Bahasa Assembler 8051

Tobet 4.1 lnstruksi Pemindohon Dslo

Mode

langsung (Direcd

Register

Tak

bwe data konstanta ke A

Simpan

mov Rn, #data

Simpan 1 bYe data ke Rn (n{'1'2'" '7) dari bank register Yang akdf

1

Simpan

1

Simpan konstanta 16 bit ke DPTR

mov A, direct

IsiAdenean RAIWSFR

mov direct, A

Isi RANI/SFR dengan A

mov direct,direct

Isi RAIWSFR dengan RAIWSFR lain

movA, Rn

tsi A dengan R0

mov Rn. A

Isi R0

mov direct, Rn

Tsi

-

-

Isi R0

-

movA,@Ri

-

Stack

(Data

R7 dengan RAIWSFR

mov direct, @Ri

Isi RAM/SFR dengan RAMYang ditunjukkan oleh R0 atau tlIsi RAM yang ditunjuklan oleh R0 atau R1 densan RAIWSFR

Isi RAM yang ditunjukkan oleh R0 atau mov @Ri, #data

Rl deneankonstanta

mowxA, @DPTR

Baca alamat RAM e}sternal di DPIR dan simpan di A (16 bit alamat)

(16 Kirim A ke RAM eksternal di DPIR

bit alamat)

movx A, @Ri

Baca

Simpan RAM/SFR di alamat stack (SP)

RAM eksternal di alamat R0 atau

Operasi

bit

Ambil RAIWSFRyang tersimpan di stack

xchA, Rrr

Perrukarkan A dengan R0

xch A. direct

Perrukarkan A dengan RAM/SFR

xchA, @Ri

Pertukarkan A dengan RAM yang dirunjukkan oleh R0 atau R1

xchdA, @Ri

Pernrkarkan nibble rendah A dengan RAM yang ditunjukkan oleh R0 atau RI

movC, bit

Isi bit C (carry) dengan bit di RAM/SFR.

movbit, C

Isi bit RAIWSFR dengan C

ExchangS

Rl

R1 denganA

movx@DPTR,A

pop direct

Data

R7

mov@Ri,A

mov @Ri, direct

memori program

dengan alamat awai di PC dan alamat

offset di A. Data disimpan di A.

Pernrkaran

Isi RAM yang ditunjukkan oleh R0 atau

(Indirect)

Baca byte data dari

push direct

R7 dengan A

oleh R0 atau

Baca byte data dari memori program dengan alamat awal di DPTR dan alamat offset di A. Data disimpan di A.

Operasi

Isi A dengan RAM Yang ditunjukkan

Langsung

movcA, @A+DPTR

movcA, @A+PC

R7

RAIWSFR dengan R0

Kirim A ke RAM eksternal di R0 (8 bit)

(indexea)

InternaVSFR

(8 bit alamat)

movx@Ri, A

Berindel<s

byte data ke RAM

mov DPTR, #data16

mov Rn, direct

Ketemngen

Rl dan simpan di A

mov A, #data

mov direct, #data

BenftkPerintah

Keterangan

BerffikPerintah

Segera

(Immediate)

Mode

9t

MCS-51 memiliki 5 mode pengalamatan:

1. 2. 3. 4. 5.

Pengalamatansegera (immediate) Pengalamatan langsung (direcr) Pengalamatan register Pengalamatan tak langsung (indirect) Pengalamatanberindeks (indexed)

-

R7

l

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89S52

92

selain mode-mode pengalamatan tersebut di atas (yang

semuanya

Bahasa Assembler 8051

perintah ini akan mengisi DPTR dengan data 4578H atau sama dengan mengisi DPH dengan 45H dan DPL dengan 78H. Perintah ini sama dengan

menggunakan mnemonic mov, movx atau movc), MCS-51 juga memiliki instruksi pemindahan data berorientasi memori stack (stack oriented) dan

perintah

pertukaran data (data exchange) antarregister serta pemindahan data beorientasi bit. Tabel 4.1 memperlihatkan rangkuman instruksi pemindahan

mov mov

data.

93

i

DPH. #45H DPL, #7BH

tetapi hanya memerlukan satu baris perintah.

4.I.I

4.1,2

MODE PENGATAMATAN SEGERA

Mode pengalamatan segera (immediate addressing mode) adalah mode pengalamatan di mana byte sumber dinyatakan sebagai sebuah konstanta dalam baris bahasa assembler, sedangkan tujuan bisa sebuah bank register (R0 - R7), SFR atau sebuah alamat RAM internal. Sebagai contoh

org mov mov mov mov mov mov

0000H A, #45H PSW. #0 Rl-, #01

PSW, #B

R1,

#07

30H,

#0AH

end

; ; ; ; ; ; ; ;

alamat awal Program isi register A dengan pilih bank register 0

program mempunyai alamar awal 0000H. Program diawali dengan memberi register A dengan data 45H kemudian akan memberi register PSW dengan 0, artinya akan memilih bank register ke-0 (RSI,RSQ = 0). Selanjutnya register R1 akan diisi dengan data 7 (desimal). R1 akan berada di alamat 01H di RAM internal (karena bank register yang aktif saat itu adalah bank register ke-O, yang beralamat 00H - 07H). Kemudian program akan memilih bank register

ke-1 dengan mengisi register PSW dengan data 8 (RS1=0, RS0=i) dan mengisi R1 dengan d.ata 7. Sekarang R1 berada di alamat 09H di RAM internal. Perintah selanjutnya adalah mengisi register yang beralamat di 30H dengan data OAH. Alamat 30H adalah sebuah alamat di RAM internal. Baris terakhir

program (end) menyarakan akhir dari program mengharuskan pernyataan end di akhir program.

ini.

DPTR, #45'/BH

mov mov

A,

70H

90H, A

Instruksi pertama akan mengisi regisrer

A

dengan data yang tersimpan di

alamat 70H (RAM internal), kemudian data di register A akan dikirimkan ke register sFR yang beralamat 90H. Alamat sFR 90H adalah alamat untuk port 1' Pada kedua instruksi tersebut, data yang akan dipindahkan disimpan di sebuah register (register 70H dan akumulator).

Dalam pemrograman assembler, RAM internal bisa dinyatakan dengan langsung menuliskan alamatnya seperti dicontohkan oleh program di atas atau dengan mendeklarasikan sebuah variabel menggunakan pseudo-op equ (equal atau sama dengan). Penulisan langsung akan membuat listing program "susah dibaca"; selain itu, apabila karena sesuaru hal alamat harus diganti maka semua alamat RAM tersebut harus diganti saru per satu. Dengan menggunakan variabel, program lebih mudah dipahami dan seorang programer biasanya lebih mudah mengingat sebuah kata daripada sebuah alamat memori. Jika akan mengganti alamat RAM, cukup dengan mengganti deklarasinya saja.

My_Byte equ

Assembler MCS-51

MCS-51 juga memiliki sebuah instruksi untuk pemindahan data 16 bit ke register SFR yang berpasangan, dalam hal ini register DPTR. Sebagai contoh

mov

Mode pengalamaran langsung (direct addressing mode) adalah pemindahan data antarregister (baik RAM internal maupun sFR). Data sumber disimpan di sebuah register (RAM internal maupun SFR). Misalnya:

45H

isi R1 dengan 7 (desimal) pilih bank register 1 isi R1 dengan 7 (desimal) isi register 30H dengan OAH akhir program

MODE PENGATAMATAN TANGSUNG

org mov

70H

0000H

A,

My_Byte

end Baris pertama program di atas adalah pendeklarasian bahwa My_Byte adalah s.hualr alanrat llAM, dalam hal ini 70H. Program ini akan membaca data

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman tlikrokontroler

94

AT89552

yang ada di My-Byte atau di alamat RAM 70H dan menyimpannya di akumulator (register A). Jika alamat My-Byte akan diganti, cukup dengan mengubah pendeklarasiannya, misal

My-Byte

equ

'71-H

alamat My-Byteakan berubah menjadi 7lH.

RAM internal (dengan menggunakan alamat langsung atau pendeklarasian) atau juga menggunakan notasi atau simbol yang telah didefinisikan oleh assembler 8051 (simbol-simbol SFR bisa dilihat di Tabel 2.2). Carayang terakhir lebih banyak digunakan. Contoh: SFR juga bisa dinyatakan seperti

My-Byte

Portl

org mov mov mov

equ equ

4.1.4

eksplisit. Mode pengalamatan ini menggunakan register R0 atau Rl sebagai register untuk menyimpan alamat sumber atau tujuan. Simbol @ dituliskan di depan R0 atau Rl untuk menyatakan bahwa register ini menyimpan alamat sumber atau tujuan pemindahan data. Sebagai contoh

My_Byte1 My_Byte2 org

0000H

My_Byte1,

A

Dua perintah terakhir memiliki arti yang sama, bedanya perintah terakhir memerlukan pendeklarasian bahwa Portl mempunyai alamat 90H.

fYIODE PENGALAMATAN REGISTER

Mode pengalamatan register (register addressing mode) adalah pemindahan data di mana sumber atau tujuan adalah salah satu dari 8 register dari bank register yang aktif (R0 - R7). Sebagai contoh 0000H

mov mov mov mov

PSW,

70H '71H

mov mov mov mov mov

A

org

equ egu

90H

0000H

Port1,

MODE PENGATAMATAN TAK IANGSUNG

Mode pengalamatan tak langsung (indirect addressing mode) ad,alah mode pengalamatan di mana alamat sumber atau tujuan tidak dinyatakan secara

A, My_Byte Dl

95

I

70H

end

4.I.3

Bahasa Assembler 805

#O

R0, R1,

A,

#OEH

#My*Byte1 #My_Byte2

@RO

GR1, A

end

My-Bytel dan My_Byte2 adalah alamat di memori 70H dan 7lH. Program diawali dengan memberi konstanta OEH ke register My_Bytel. Kemudian register R0 menyimpan konstanta My_Byrel (70H) dan Rl akan menyimpan konstanta My_Byte2 (71H). R0 akan menyimpan alamat register sumber Rl akan menyimpan alamat tujuan pemindahan data. Baris instruksi selanjutnya, yang merupakan mode pengalamatan tak langsung, akan memindahkan data dari alamat yang ditunjukkan oleh register pemindahan data, sedangkan

R0 ke akumulator. Dalam hal ini" byte data yang tersimpan di register My_Bytel akan dipindahkan ke akumulator. Baris terakhir program akan memindahkan data akumulator ke alamat yang ditunjukkan oleh register Rl,

RO, A

yaitu My_Byte2.

R7,

Dari contoh program di atas terlihat, register R0 dan

B,

A

R7

end Program di atas diawali dengan memilih bank register 0 sebagai bank register yang aktif. Kemudian isi akumulator akan dibaca dan disimpan di register R0 dan R7. Selanjutnya, isi register R7 akan digandakan ke register B.

2

register

Rl (perlu diingat

hanya

ini

yang bisa dipakai) menyimpan alamat sumber dan tujuan pemindahan data. Oleh karena itu, dalam mode ini alamat sumber dan tujuan bisa dilihat sebagai sebuah konstanta. Dengan memanipulasi isi register R0 atau Rl (dengan menambah atau mengurangi misalnya), mode ini bisa

dipakai untuk memindahkan data yang berulang-ulang dengan alamar sumber dan tujuan berurutan. Program cukup mendefinisikan alamat awal dan menyirnpannya di R0 atau Rl. Kemudian saat program berjalan, R0 atau Rl ditanrbahkun sirtu sampai alamat akhir. Programer harus memperhatikan

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

96

alamat awal

ini

AT89S52

agar pada saat dijalankan, pemindahan data tidak sampai

menimpa alamat memori yang menyimpan informasi penting, misalnya alamat stack yang menyimpan alamat kembali setelah perintah call'

Mode pengalamatan tak langsung juga berguna untuk mengakses RAM internal tambahan AT89S52. Seperti yang telah dijelaskan pada Bab 3, RAM internal tambahan menempati alamat yang sama dengan alamat-alamat SFR. Pengalamatan langsung, pada alamat yang sama, akan mengakses SFR' sedangkan pengalamatan tak langsung akan mengakses RAM internal tambahan. Perhatikan baris program di bawah ini. mov mov mov

Bahasa Assembler 8051

Data yang tersimpan di alamat ini akan dibaca dan disimpan di A. Perhatikanlah bahwa perintah movx akan mengaktifkan pin P3.6 dan P3.7 sebagai sinyal kendali tulis t Wn I atau baca ( RD ). Oleh karena itu, kedua pin ini tidak bisa digunakan sebagai pin IO multiguna pada saat mengakses memori eksternal. Begitu pula dengan P0 dan P2 karena port ini digunakan sebagai bus data dan bus alamat.

Selain DPTR, register R0 atau R1 bisa digunakan untuk membaca memori eksternal melalui perintah movx. Misalnya program di atas bisa diganti dengan program sebagai

mengakses RAM internal tambahan AT89S52.

Selain untuk pemindahan data antarmemori-internal (SFR atau RAM), mode

berikut

)

org 0000H mov A, #45 mov R0, #0 mov P2, #0 mowx GR0, A

90H, #45H Rl_, #90H

Instruksi pertama adalah mode pengalamatan langsung. Perintah ini akan memindahkan konstanta 45H ke register 90H, dalam hal ini alamat SFR untuk P1. Instruksi terakhir adalah mode pengalamatan tak langsung. Perintah ini akan mengirim konstanta 45H ke alamat yang ditunjukkan oleh R0 (dalam hal ini 90H). Perintah ini tidak akan mengirim data ke P1, tetapi akan mengirim data ke alamat RAM internal tambahan di alamat 90H. Ingatlah unruk menggunakan mode pengalamatan tak langsung untuk

91

mov mov

R0, P2,

movx A,

#34H

#L2H

0R0

end R0 atau R1 hanya menyimpan alamat orde rendah (A0

tinggi (A8

-

mikrokontroler akan mempertahankan data sebelumnya.

antar-akumularor dan memori data (RAM) eksternal. Mnemonik yang digunakan adalah movx. Perhatikan contoh program berikut

4.1.5

A,

mov

DPTR,

0000H #45 #OOOOH

MO\rX @DPTR, A mov DPTR, t*L234H mo\a( A, @DPTR

MODE PENGATAMATAN BERINDEKS

Mode pengalamatan berindeks dipakai untuk membaca byte dara arau konstanta yang tersimpan dalam memori program dan menyimpannya di akumulator. Alamat memori program yang berisi byte data yang akan dibaca disimpan di dalam DPTR atau PC. Alamat ini adalah alamar dasar (base address) karena alamat yang sesungguhnya didapat dengan menjumlahkan

isi akumularor (alamat offset). Instruksi

end

DPTR atau PC dengan

Byre data yang akan dikirimkan disimpan di akumulator, sedangkan alamat memori eksternal disimpan di DPTR (0000H). Perintah selanjutnya adalah mengirimkan data yang disimpan di register A ke alamat memori eksternal

digunakan adalah movc dengan format instruksi

yang tersimpan di DPTR. Dua perintah terakhir adalah perintah untuk membaca data dari memori eksternal. DPTR akan menyimpan alamat 1234H.

orde

tinggi tidak dikirimkan (karena memori atau perangkat luar hanya memerlukan 8 bit alamat), P2 bisa digunakan sebagai port outpur karena

pengalamaran tak langsung juga bisa digunakan unruk pemindahan data

org mov

A7), sedangkan orde

- Al5) dikirimkan secara langsung ke P2. Apabila alamar

movc A,

@A+DPTR

movc A,

@+PC

atau

yang

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

98

AT89552

Dalam bahasa assembler terdapat Pernyataan untuk mendefinisikan konstanta dalam memori program. Pernyataan itu adalah db (define byte). Konstanta ini misalnya digunakan untuk menyimpan data yang akan ditampilkan melalui LCD atau menyimpan data untuk mengubah bilangan menjadi data display 7 segmen. Sebagai contoh

db

OCOH

db

OF9H OA4H

db db db

OBOH

db db

092H

db

OFSH

db db

080H 090H

099H 082H

pendefinisian data di atas adalah pendefinisian data untuk mengubah angka 0 sampai 9 menjadi data display 7 segmen sebelum dikirimkan ke sebuah port d".!u' pX.g dihubungkan ke segmen a sampai PX.6 dihubungkan dengan ."g-"., g. Angka 0 akan dikonversi menjadi 0C0H dan angka 9 menjadi 90H' Angka yang akan diubah disimpan di register A' Contoh programnya

Segrnent-Converter: mov DPTR, #0100H

MOVC A, ret org db db db db db db db db db db

@A+DPTR

0100H 0c0H 0F9H 0A4H 0B0H

099H

o92H 082H OFBH

080H 090H

atas adalah sebuah subrutin yang akan mengkonversi angka desimal menjadi data display 7 segmen (dengan nama subrutin segmentAtnverter). Misalnya jika register menyimpan angka 3, DPTR akan diisi oleh

program

di

Bahasa Assembler 8051

99

alamat awal pendefinisian data. Ketika perintah movc dieksekusi, DPTR akan menyimpan 0103H (0100+0003H) sehingga data yang terbaca adalah 0B0H.

|ika PC yang digunakan program di Segrnent*ConverLer :

inc A movc A, ret db db db db db db db db db db

atas akan menjadi

GA+PC

0c0H 0F9H 0A4H 0B0H

099H

092H 082H 0F8H 0B0H

090H

Perbedaan yang terlihat adalah, PC tidak diisi dengan alamat awal pendefinisian data tetapi dengan mengambil nilai PC yang sekarang. Perintah movc dikodekan 1 byte dalam bahasa mesin (baik menggunakan DPTR atau PC). Perintah inc A diperlukan untuk menaikkan isi register A ini karena ada instruksi ret sebelum pendefinisian data. |ika register A menyimpan angka 3 maka setelah dinaikkan menjadi 4 oleh perintah inc, perintah movc akan membaca data di alamat perintah movc ditambah 4 (dalam hal ini 0B0H). Pendefinisian data atau disebut tabel data dengan menggunakan PC harus tepat setelah instruksi ret, sedangkan jika menggunakan DPTR, tabel data bisa diletakan di mana saja dalam area program memori.

4.1.6

PEMINDAHAN DATA BERORIENTASI STACK

Pemindahan data berorientasi stack adalah mode pemindahan data dengan SFR SP (stack pointer) sebagai register sumber dan tujuan. Instruksi yang digunakan adalah push dan pop. Perintah push akan menyimpan data ke SP (SP sebagai tujuan), sedangkan perintah pop akan mengambil data dari SP (SP sebagai sumber). SP akan ditambahkan dengan 1 setelah perintah push dan dikurangi I sctelah perintah pop. Setelah reset SP akan menyimpan data 07H st.hingga alarnat awal yang dipakai adalah 08H, tetapi alamat awal bisa

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89S52

100

dimodifikasi oleh progam. Seorang programer harus berhati-hati dalam menentukan alamat awal SP. Oleh karena SP akan menempati alamat RAM internal, maka jika penempatan alamat awal salah, operasi stack bisa meng-

org

0013H

Externall_ISR:

push push push push

akibatkan menimpa alamat RAM yang menyimpan data penting. Pada dasarnya operasi SP menggunakan mode pengalamatan langsung menggunakan semua register SFR dan RAM internal (termasuk SP sendiri). Khusus unruk akumulator, notasi yang digunakan harus ACC. Perintah push dan pop tidak mengenal notasi A. Sebagai contoh

push push

t0l

Bahasa Assembler 8051

;Simpan ;Simpan ;Simpan ;Simpan

ACC

DPH

DPL B

data akumulator data DPTR orde tinggi data DPTR orde rendah data register B

INSTRUKSI

ACC

pop pop pop pop reti

A

Perintah kedua akan mengakibatkan assembler 8051 membangkitkan pesan

;Ambi1 kembali data regisLer B ;Ambil kembali dat.a DPL ;Ambil kembali data DPH ;Ambil kenrlcali data akumulator ;Rutj-n interupsi berakhir

B

DPL DPH

ACC

Contoh program operasi SP 0000H SP, #2FH A, #45H ACC

B,

1

TNSTRUKS]

kesalahan.

org rnov mov push mov pop

;Vektor interupsi eksternal

#0

B

end Alamat awal SP ditenrukan di alamat 2FH. Register A akan menyimpan data 45H. Kemudian perintah push dieksekusi sehingga data yang sekarang disimpan di A akan disimpan di memori SP (dalam hal ini alamat 30H). Instruksi berikutnya akan menyimpan konstanta 0 ke register B. Perintah pop akan mengambil data di alamat SP (30H) dan menyimpannya ke register B" Alamat SP kemudian akan menjadi 2FH.

Operasi SP adalah operasi untuk penyimpanan data sementara untuk kemudian diambil kembali. Operasi ini biasanya dipakai di rutin pelayanan interupsi (ISR). Sebagai contoh program yang berjalan sekarang menggunakan register A. Kemudian interupsi eksternal diaktifkan sehingga program akan melompat ke ISR. Di dalam ISR, register A, DPTR dan register B digunakan untuk sebuah operasi aritmatika. Agar data register A, DPTR, dan register B yang lama tidak tertimpa oleh data yang baru maka di awal ISR, isi register-register tersebut harus disimpan di dalam SP unttrk dibaca kembali setelah seluruh instruksi di ISR dieksekusi. Contoh prograrnnyir

di SP artinya membuat tumpukan data dari alamat awal SP. Untuk mengambil kembali tumpukan tersebut, harus dimulai dari tumpukan paling aras, artinya data yang paling akhir disimpan ke SP. Oleh karena itu, perlu diperhatikan agar perintah pop dimulai dengan register yang paling akhir disimpan, dalam contoh di atas adalah register B, diikuti DPL, DPH dan ACC. SP, sesuai namanya, adalah tumpukan data. Menyimpan data

4.1.7

PERTUKARAN DATA

Salah satu bentuk pemindahan data yang lain adalah pertukaran data (data cxchange) secara langsung antara akumulator dengan register yang lain tanpa harus menggunakan register tambahan. Perhatikan contoh program di bawah

ini

mov mov mov mov mov

A, B,

#45H #34H

R0,

A

A, B B, R0

l'rogam di atas akan menukarkan isi register A dengan register B, data rt'gistcr A akan dipindahkan ke register B dan sebaliknya. Program ini rnt.nggurrakan register R0 sebagai register untuk menyimpan sementara data rr.gistcr A.

Ieknik Antarmulo dan Pemrograman Mikrokontroler AI89552

t02

Dengan rirenggunakan operasi pertukaran data, penggunaan R0 bisa dihilangkan. Keluarga 8051 mengenal 2 perintah pertukaran data yaitu perintah xch (semua byte) dan xchd (hanya nibble rendah). Perintah xch akan menukarkan data akumulator dengan SFR, RAM internal, salah satu dari 8 register (R0 - R7) atau dengan alamat RAM yang ditunjukkan oleh register R0 atau R1. Sedangkan xchd merupakan perintah Pertukaran data dengan register-register yang ditunjukkan oleh R0 atau R1 (tak langsung), retapi hanya untuk nibble bawah (bit 0 - bit 4). Perhatikan contoh program di bawah ini yang merupakan perubahan dari program di atas.

mov mov xch

A, B, A,

#45H #34H B

penggunaan R0 dihilangkan dengan perintah xch. Perhatikan juga contoh program di bawah mov mov mov mov mov

xch xch xch alamat

xchd di

A, B,

ini #45H

#23H

R0, R1,

#0 #30H

3OH,

#ODH

A,B A, RO A, @R]A,

@Rl-

simpan ; simpan ; simpan ;simpan ;simpan

;

45H 23H

0 di

di di

Untuk mengakses bit SFR yang lain bisa juga seperti halnya mengakses P1 atau dengan menggunakan definisi bit yang telah didefinisikan oleh assembler 8051. Sebagai contoh, untuk mengakses bit carry di PSW bisa dengan notasi PSW.7 atau cukup dengan norasi C. Untuk akumulator notasi yang dipakai adalah ACC.O, ACC.1, ..., ACC.7.

RAM internal yang bisa dialamati per bit (alamat 20H - 2FH) memiliki alamat bit yang diatur sebagai berikut. Bit ke-j dari RAM internal i akan 8x

B

30H

dengran

bawah alamaL Yang ada

;R1

4.I.8

Alamat 90H bisa sebagai alamat Pl pada operasi byte atau sebagai alamat P1.0 pada operasi bit.

(i-

20H)

+

j, dengan i = 20H, 2lH, ...,2FH, dan j

R0

di R1 ODH di alamat 30H ;tukarkan isi data A dengan B ; tukarkan isi data A dengan R0 ; tukarkan isi data A dengan ;nibble

karena 90H nibble rendahnya adalah 0, maka P1 bisa dialamati per bit. Mengakses bit bisa dilakukan dengan beberapa cara, yaitu dengan menggunakan notasi P1.n (dengan n = 0...7) atau dengan menggunakan alamat bit secara langsung. Alamat bit ke-O, 1,2,...7 adalah 90H,91H,92H,...97H.

memiliki alamat

A

;yang ada di R1 ; tukarkan nibble bawah A

t0l

Bahasa Assembler 8051

PEMINDAHAN DATA BERORIENTASI BIT

Selain pemindahan data dalam ukuran byte, sePerti yang telah diielaskan sebelumnya, bahasa assembler 8051 juga mengenal operasi pemindahan data dalam bentuk bit. Seperti diketahui, 8051 memiliki SFR yang bisa dialamati per bit. RAM internal yang beralamat di 20H - 2FH juga bisa dialamati per

bit. SFR-SFR yang bisa dialamati per bit adalah SFR yang mempunyai alamat (X)ll' nibble rendah 0 atau 8. Sebagai cotrtoh Port I (Pl) mempunyai alurrrlt

Sebagai contoh

= 0, 1,

...,7

bit ke-2 RAM 23H akan memiliki alamat

8x(23H-20H)+2=1AH Dari persamaan di atas, bisa didapatkan bahwa bit yang beralamat n adalah bit ke-j dari register i, di mana

i=int(1)+2oH 8

j=n

-

8 (i

-

20H), dengan n = 0, 1,

...,7FH

int adalah nilai integer (bilangan bulat). Sebagai contoh bit yang beralamat di 65H, maka

i-int(l)+2oH 8

inr('865II)+2oH 2CII

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

t04

AT89552

j=n-8(i-20H) = 65H

-

8(2CH

-

Bahasa Assembler 8051

r05

internal yang beralamat di 20H digunakan untuk menyimpan status LED dan didefinisikan sebagai LED_Flag (bit ke-0).

20H)

Tobel 4.2 Alomol 8il RAM lnternol 20H

=5H

-

zfH

Sehingga bit yang beralamat di 65H adalah bit ke-5 dari RAM 2CH.

RAM

Tabel 4.2 memperlihatkan alamat-alamat bit dari RAM internal 20H - 2FH' Selain dengan menggunakan alamat seperti ditunjukkan tabel, alamat RAM 20H - 2FH bisa diakses dengan menggunakan pernyataan equ, misalnya

2FH

7FH

7EH

7DH

7CH

7BH

7AH

79H

78H

2EH

77H

76H

75H

74H

73H

72H

7tH

70H

2DH

6FH

6EH

6DH

6CH

68H

6A'H

69H

68H

2CH

67H

66H

65H

64H

63H

62H

61H

60H

2BH

5FH

5EH

5DH

5CH

5BH

5A.H

59H

58H

2AH

57H

56H

55H

54H

s3H

52H

5lH

50H

49H

48H

equ 20H equ My-Flag.0 egu My_Flag.1

My_Fl-ag LED_F1ag

Motor_F1ag

My-Flag adalah RAM internal yang berlamat di 20H, sedangkan LED-Flag dan Motor-Flag adalah definisi bit ke-0 dan ke-1 dari register My-Flag. LED-Flag d,alam program akan memiliki alamat yang sama dengan 20H.0 dan 20H.1 atau alamat bit 00H dan 01H. Pada dasarnya alamat yang bisa diakses per bit bisa dibaca dan dipindahkan ke alamat bit yang lain, walaupun ada beberapa operasi bit yang tidak diizin-

kan oleh assembler 8051. Sebagai contoh

mov mov mov mov

20H.0,

C

TI, C TI,20H.0

20H.0, Tr

Dua perintah terakhir akan menimbulkan Pesan error oleh assembler 8051. Perhatikan contoh program di bawah LED_CTRL

eqFr

P1 .1

My_F1ag LED_F1ag

egu equ

20H

org mov mov mov

My_F1ag.

Bit6

Bit5

Bit 4

Bit3

Bit2

Bit I

Bit0

29H

4FH

4EH

4DH

4CH

48H

zlAH

28H

47H

MH

45H

44H

43H

42H

41H

40H

27H

3FH

3EH

3DH

3CH

38H

3AH

39H

38H

26H

37H

36H

3sH

34H

33H

32H

31H

30H

25H

2FH

2EH

2DH

2CH

2BH

2AH

29H

28H

24H

27H

26H

25H

24H

23H

22H

21H

20H

23H

1FH

IEH

IDH

1CH

lBH

IAH

l9H

18H

22H

17H

16H

15H

14H

13H

72H

llH

10H

21H

OFH

OEH

ODH

OCH

OBH

OAH

09H

08H

20H

07H

06H

05H

04H

03H

02H

01H

00H

0

0000H

c,

P1.0 LED_F1ag, LED-CTRL,

BitT

C C

end Program di atas mengasumsikan 2 buah saklar yang terhubung ke P1.0 untuk menyalakan sebuah LED yang terhubung ke LED-CTRL (Pl.l). RAM

4.2 PENGOTAHAN DATA Mikrokontroler 8051 memiliki sebuah unit aritmatika dan logika (ALU) yarrg berfungsi untuk melakukan pengolahan data (data processing) melalui operasi-operasi aritmatika dan logika. Oleh karena itu, 8051 dilengkapi dengan instruksi-instruksi untuk melakukan pengolahan data yang dibagi menjadi 2, yaitu instruksi-instruksi aritmatika dan instruksi-instruksi logika.

Instruksi-inst*rksi urirmatika digunakan untuk melakukan operasi-operasi i. gr.rr jurnlahan, pengurangan, dan perkalian, Sedangkan

urit rnatika sr.Pr.rl

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

r06

AT89552

Bahasa Assembler 8051

instruksi-instruksi logika digunakan untuk melakukan operasi-operasi logika, seperti perkalian digital (instruksi AND) atau penjumlahan digital (oR).

4.2.1

Instru}si

!NSTRUKSI.INSTRUKSI ARITMATIKA

Instruksi-instruksi aritmatika digunakan untuk melakukan operasi-operasi aritmatika seperti, peniumlahan' pengurangan dan perkalian' Tabel 4'3

r07

Bentuklnsmd<si

Keterangan

subb A, direct

Pengurangan A oleh RAIWSFR

subb A, @Ri

Pengurangan A oleh register tak langsung yang dirunjulkan oleh R0 atau

subb A, #data

merangkum instruksi-instruksi 8051 yang tergolong instruksi aritmatika.

Rl

Pengurangan A oleh konstanta Perkalian register A dengan B. Hasilnya

lobel 4.3 lnslruksi-lnslruksi Arilmoliko Perkalian

Instruksi

Keterangan

Bennrklnsuuksi Penjumlahan addA, Rn

add A, direct

addA, @Ri addA, #data

addc A, Rn

isi

register R0

-

R7

dengan isi akumulator, hasil disimpan di akumulator

Penjumiahan

Pembagian

isi

register R0

Penaikan

-

RAM

register A dengan internaVSFR. Bit C ikut

addcA, @Ri

Penurunan (decremenr)

Pengurangan

subb A, Rn

inc direct

Naikkan RAIWSFR sekali

Yang ditunjukkan oleh R0 atau R1 dengan A.

A

Pengaturan Desimal

isi RAM internaVSFR yang ditunjukkan oleh R0 atau Rl sekali Nailckan

Naikkan isi DPTR sekali Turunkan register A sekali

dec Rn

Turunkan register R0 - R7 sekali

dec direct

Turunkan RAM/SFRsekali

dec @Ri

isi register

Bit C ikut dil'umlahkan addc A, #data

Naikkan register R0 - R7 sekali

dec

dijumlahkan

Penjumlahan

inc Rn

inc DPTR

akumulator

addc A, direct

Naikkan register A sekali

R7

isi

A dengan B. Hasil pembagian disimpan di A, sedangkan B

incA

inc @Ri

dengan isi akumulator di mana bit carry C ikut dijumlahkan, hasil disimpan di

Penjumlahan

divAB

(incremen)

Penjumlahan konstanta dengan A

i6 bit, byte orde

rendah disimpan di A sedangkan byte orde tinggi disimpan di B

akan menyimpan sisa pembagian

isi register

Yang ditunjulkan oleh R0 atau R1 dengan A

adalah bilangan

Pembagian register

Penumlahan isi register A dengan RAM internaVSFR.

Penjumlahan Penjumlahan

mulAB

daA

Turunkan isi RAM internaVSFR yang ditunjukkan oleh R0 atau R1 sekali Pengaturan register A, ketika mengolah data BCD

Penjumlahan konstanta denganA. Bit C

4.2.1.1 lnstruksi Peniumlohon

ikutdijumlahkan Pengurangan disimpan di A

A

oleh R0

-

R7. Hasil

2 peri,tah untuk operasi penjumlahan, yaitu add dan addc. perintah l)('r'tarna adalah pt'rirrralr Pcrrjurnlahan dengan tidak mengikutsertakan bit b:rw:r:rrr ((: < irr r y), sr.rlirrrgkirrr pcrintah kedua merupakan perintah Acla

Teknik Antarmuka dan Pemrograman i'likrokontroler

r08

AT89552

penjumlahan dengan mengikutsertakan bit C dari hasil operasi sebelumnya. Kedua perintah ini menggunakan akumulator sebagai operand Pertama (operand pertama selalu akumulator), sedangkan operand kedua bisa sebuah konsranta, salah satu register R0 - R7 dari bank register yang aktif, alamat di RAM internal atau sFR, atau alamat RAM tak langsung yang ditunjukkan oleh R0 atau R1. Hasil penjumlahan selalu disimpan di akumulator.

Bit-bit PSW yang dipengaruhi oleh perintah ini adalah bit C (carry)' AC (auxitiary carry), dan bit oY (overllow). Bit C akan di-set jika hasil pen-

Bahasa Assembler 8051

Perintah addc (penjumlahan dengan carry), biasanya berguna untuk

menjumlahkan bilangan lebih dari 8 bit. Misalnya X dan y adalah 2 bilangan bulat 16 bit dengan XL dan YL menyatakan byte rendah kedua bilangan dan XH dan YH menyatakan byte tinggi kedua bilangan. Contoh program berikut akan menjumlahkan bilangan X dan Y. XL, XH, YL dan yH dinyatakan sebagai alamat RAM internal. Hasil penjumlahan akan disimpan sebagai bilangan Z, dengan ZL dan ZH menyatakan byte rendah dan tinggi bilangan Z. Keduanya juga dinyatakan sebagai alamat RAM. XL

jumlahan melebihi FFH dan di-reset kalau sebaliknya. Bit AC akan di-set jika penjumlahan menghasilkan bawaan (carry) dari nibble rendah ke nibble tinggi, yaitu bawaan dari bit 3 ke bit 4, dan di-reset jika sebaliknya. Bit AC berguna dalam penjumlahan bilangan BCD. Sedangkan bit ov akan di-set jika ada bawaan bit 7 tetapi tidak dari bit 6, atau ada bawaan dari bit 6 tetapi tidak bit 7. OV berguna dalam penjumlahan bilangan bertanda (positif atau negatifl di mana bit 7 dipakai sebagai bit yang menandakan tanda positif atau negarif. Ada 2 keadaan yang bisa mengeset ov. Pertama" jika hasil penjumlahan antara 2 bilangan positif melebihi 7FH tetapi kurang dari FFH, hasilnya, dalam notasi komplemen 2, terlihat sebagai bilangan negatif. ov akan di-set untuk menandakan bahwa hasil penjumlahan bukan bilangan negatif. Keadaan yang kedua, penjumlahan 2 bilangan negatif akan selalu menghasilkan bit carry eksternal. |ika hasil penjumlahan tersebut berada di antara 0 dan 7FH (100H dan 17FH dengan carry eksternal), maka ov akan di-set untuk menandakan bahwa hasil penjumlahan bukan bilangan positif.

XH

YL YH

ZL ZH

org

mov add end

0000H

A, A,

#1

R7,

A,

#2

R7

45H,

A,

simpan 1 di A, A=1 ;tambahkan A dengan 2, A=3 ,'simpan 2 di R7 ;tambahkan A dengan R7, A=5 ; simpan 2 di alamat 45H ;tambahkan A dengan alamat 45H, ;A-7 ;simpan 45 di R0 ' ;tambahkan A dengan RAM yang

#2

45H

R0, #45H

A, @.R0

;ditunjukkan oleh R0,

A=9

30H 31-H

32H 33H

34H 35H

0000H

mov mov mov mov

xH, #L2H xL, #34H YH, #L2H

mov add mov

A, A,

mov addc mov

;

#2

egu eqnr egu equ egu equ

\,1,,

;Y=12EFH

#OEFH

XL YL

ZL,

;X=1234H

A

;

jumlahkan byt.e rendah

,'simpan

hasil di

ZL

;ZL = 34H+0EFH ; =23u

Perhatikan contoh program perintah add berikut.

org mov add mov add mov add

r09

cnd

A, XH A, YH ZH, A

;

C=1

,'Jumlahkan byte tinggi ;bit C juga ikut dijumlahkan ;ZH = L2H+L2H+C

;

=25H ;Hasi-l akhlr

Z=2523H

Misalnya X = 1234H dan Y = 12EFH, maka XL = 34H, XH =12H,

yL = EFH

tlan YH = l2H. Pertama jumlahkan byte rendah kedua bilangan, hasilnya sirnpan sebagai byte rendah hasil (ZL). Berdasarkan hasil penjumlahan ini bit

carry akan di-set atau tidak, dalam contoh progam bit C akan di-set (34H + l'lfll = 123H, I adalah carry). Kemudian jumlahkan byte tinggi kedua hila.gan dengan mengikutsertakan carry dari hasil pen;'umlahan byte rendah.

il0

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89l52

Bahara Assembler 8051

4.2.1.2 lnslruksi Pengurongon Operasi pengurangan menggunakan perintah subb. Seperti halnya operasi penjumlahan, perintah subb menggunakan akumulator sebagai operand pertama, sedangkan operand kedua bisa sebuah konstanta, salal'r satu register R0 - R7 dari bank register yang aktii alamat di RAM internal atau SFR, atau alamat RAM tak langsung yang ditunjukkan oleh R0 atau R1. Hasil pengurangan selalu disimpan di akumulator. Dalam operasi pengurangan, bit carry (C) akan selalu diikutsertakan, dengan kata lain perintah subb adalah operasi pengurangan akumulator oleh bit carry dan alamat atau data yang ditunjukkan oleh operand kedua. Artinya jika bit C di-set sebelum perintah subb, hasil pengurangan akan dikurangi 1. Bit C akan di-set jika operasi peng,urangan membutuhkan pinjaman (borrow) eksternal.

Bit C ini bisa digunakan dalam operasi pengurangan bilangan bulat lebih

bit

misalnya. Prosesnya dilakukan sePerti halnya penjumlahan 16 bit, kurangkan dulu byte rendah kemudian kurangkan byte tingginya. Namun karena bit C selalu diikutsertakan, pastikan bit C ini di-reset dahulu sebelum proses pengurangan pertama (byte rendah). Hal ini bisa dilakukan dengan menggunakan perinrah berorientasi besar daripada 256. bilangan 16

mov mov subb

R0,

A,

#1 #45H

@RO

;simpan 1 di alamat 45H ; simpan 45 di R0 ,'kurangkankan A dengan RAM yang ;ditunjukkan ofeh R0, A=FD, ;C di-reset

Perhatikan

5 baris program terakhir. Hasil perintah sebelumnya A akan bit c bernilai nor. Kemudian A akan dikurangi oleh isi alamar 45H (birangan 7). pengurangan ini akan menghasirkan menyimpan bilangan 6 dan

bilangan FFH dan

bit c akan di-set lkarena membutuhkan pinjaman A akan dikurangi ragi oreh aramar 45H meralui

eksternal). selanjurnya

pengalamatan tak langsung (45H menyimpan bilangan 1). Hasilnya adarah FEH, namun karena bit c sebelumnya di-sei, maka hasil akhir adalah FDH.

Perhatikan program pengurangan bilangan XL XH

YL YH

ZL LN

equ equ equ egu equ egu

16

bit berikut

30H 31H

32H 33H 34H 35H

C

Bit AC dan OV juga akan terpengaruh oleh perintah subb. Bit AC akan di-set jika diperlukan pinjaman untuk nibble rendah (bit 3), sedangkan bit OV akan di-set kalau diperlukan pinjaman untuk bit 7 tetapi tidak untuk bit 6, atau diperlukan pinjaman untuk bit 6 tetapi tidak untuk bit 7. Bit OV berguna saat bekerja dengan bilangan bulat bertanda yang dinyatakan dalam komplemen 2.

Perhatikan contoh program berikut

org clr mov subb c1r mov subb clr mov subb

;A=FFH)Cakandi_set

45H,

end

bit

cl-r

ilr

A, A,

#10 #2

C

R7,

A,

*2

R7

C

45H,

A.

#'1

45H

;nol-kan bi-L C ; simpan 10 di A,

A=10

;kurangkan A dengan 2,

A=8

clr

C

;kurangkan A denq;rn ,t l,tttt.tt 4rrll,

0000H

XH, *l2H

A, A,

XL

yL

ZL,

A

mov A, XH s;ubb A, yH rn()v ZH, A

simpan 2 di R7 ;kurangkan A dengan R7, A=6 ;

;simpan 7 di alamat 45ll

XL, #34H yH, #11H yL, #35H

mov subb mov

0000H C

org mov mov mov mov

,'tr,l

;x=7234H ;Y=1135H

;Kurangkan byte rendah ;XL-YL=34H-35H ;ZL=FFH)Cakandi_set ;Kurangkan byte tlnggi ;XH - YH = 12H - 1l-H =1 ;Hasil akhir karena C di_set ;ZH = 1-1 =0

;X-Y =

1-234H

-

1135H

=

00FFH

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

il2

AT89552

dikurangi Y=1135H' Keful bilangan Dalam Program di atas, X=1234H akan XH dan XL untuk,bilangan X ini dinyatakan dengan 2 byte, masing-masing

menyimpan bilangan 0, maka pembagian akan menghasilkan bilangan yang tidak terdefinisi, pada keadaan ini bit OV akan di-set.

dikurangi oleh byte

akhir pengurangan adalah 00FFH'

4.2.1

.3

lnstruksi Perkqlion

perkalian' yaitu Keluarga 8051 hanya mengenal saru perintah

mu1

AB

A (8 bit) perintah ini akan mengarikan birangan yang tersimpan di register

adalah yuttg-t""i*pan di register B (juga 8 bi$' Hasilnya orde rendah' sedangkan B akan bilangan 16 bit; A "ku" m"t'yitpa' byte tidak akan melebihi FFFFH menyimpan byte orde tinggi' Hasil perkalian

dengan bilangan

tidak akan pernah di-set' Bit OV (karena FFHxFFH = fEOlHilsehlngga bit C d,ata

bilangan

Bentuk perintahnya adalah inc untuk penaikan dan dec untuk penurunan, rnisalnya

*2

A, B,

#0FFH

.4

#2

lnslruksi Pembogion

satu perintah pembagian Bahasa assembler 8051 juga hanya mengenal

AB

tersimpan di register A dengan Perintah ini akan membagi bilangan yang A akan mt'nyirnp;rrr hasil bilangan yang tersimp"' ii '"gitter B' Register p"-b'giatr akatr disimpan di rtp'istr'r lt liktt Il ,edungk'n pembagian,

#6

#30H

A R/ 30H GRO

ini

akan membuat

A menyimpan bilangan 5, R7 menyimpan

'i'o

45,

scclangkan alamat RAM 30H akan menyimpan 8, karena dinaikkan 2 kali,

rlt'ngan pengalamatan langsung dan tak langsung. Contoh instruksi

AB

div

30H,

R0,

i-nc inc l'rogram

#4 #45

R7,

ANC

menyimpan 1' Bit OV akan di-set' Hasilnya A akan menyimpan FEH dan B

4.2.1

A,

mov mov mov mov inc

AB

mov mov mul

l.

Instruksi penaikan (increment) dan penurunan (decremenr) memungkinkan untuk menaikkan atau menurunkan isi bank register, SFR atau alamat RAM internal (langsung atau tak langsung) secara langsung tanpa melalui akumulator terlebih dahulu. Instruksi ini sama dengan penjumlahan atau pengurangan dengan bilangan satu dengan tidak melibatkan bit carry.

#1

menyimpan bilangan 2 sedangkan B Hasil program di atas adalah' A akan di-set' akan menyimpan bilangan 0' Bit OV tidak

*2

AB

4.2.1.5 lnstruksi Penoikon don Penurunqn

bukan 0' Perhatikan contoh berikut

A, B,

mov mov muI

#7

Hasil progam di atas A akan menyimpan bilangan 3 dan B menyimpan

akandi-setkalauhasilperkalian-"t"uit'i00FFH,dalamhaliniregisterB menyimpan

A, B,

mov mov div

danYHdanYLuntukbilanganY.Pertamabyterendahbilanganx(xL=34H) bit C di-reset' rendah-bilangan Y (YL=35H)' sebelumnya HasilnyaadalahFFHdandisimpandiZHdenganbitCdi_set'Selanjutnya 00H (karena C di-set)' Hasil byte tinggi ya.,g diku'"ngi' Uasllnya adalah

il3

Bahasa Assembler 8051

t

dec

irrggal mengganti mnemonic inc dengan dec.

l't'rintal.r inc juga mengizinkan untuk menaikkan isi DPTR, perhatikan .rrtoh proBram berikut rn()v DPTR, #L234H

r

rrrc

llrrsrlrrya

DPTR

l)l/l'li akan menyimpan data 1235H. Assembler 8051 tidak

urr'nll(.r)irl pt'r'irrtah dt'c I)1'}'l'R.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

il4

AT89S52

penunjuk ke data' Perintah inc dan dec berguna dalam pencacah loop atau di RAM melalui misalnya dalam pengiriman 20 byte data yang tersimpan tak langsung)' por, ,"riul. R0 dipakai sebagai penunjuk RAM (pengalamatan programnya sedangkan R7 dipakai sebagai pencacah loop' Contoh

org mov mov Loopl:

mov mov jnb i-nc djnz

0000H R0, #30H R7, #20

A,

@R0

SBUF, A

TI,

S

Bahasa Assembler 8051

Instruksi pengaturan desimal (mnemonic da) menyederhanakan proses pengaturan di atas dengan menambahkan 6 ke nibble rendah atau 06H ke byte hasil (2BH+6=31H). Pengaturan juga dilakukan jika jumlah kedua nibble rendah melebihi 16. Instruksi da mendeteksi keadaan ini berdasarkan

kenyataan bahwa bit AC akan di-set jika instruksi add atau addc menghasilkan carry dari bit 3 ke bit 4. Selain itu, jika penjumlahan nibble tinggi melebihi 9, perintah da akan menambahkan 6 ke nibble tinggi atau menambahkan 60H ke byte hasil. Dengan demikian instruksi pengaruran desimal bisa dipandang sebagai penambahan 0, 6, 60H atau 66H ke akumulator, bergantung pada isi akumulator dan PSW. Perhatikan contoh program berikut

R0

org

R7, LooPl

0000H

end

mov mov

Dengan pengalamatan Data yang akan dikirim mempunyai alamat awal 30H'

add

A, #1_2H B, #19H A,B

da

A

untuk t"k turrgr.,rg, data yang akan dikirim dipindahkan ke akumulator

port serial (melalui register SBUF). Perintah irjt' (iump

kemudian dikirim t" atau belum' if no bit) digunakan ,ttrk rn"t'gecek apakah pengiriman selesai untuk digunakan zero) no if Sedangkan perintah djnz (decriment and iump perintah Kedua uyt" data sudah terkirim atau belum. m"rrgJc"k apakah t

"_io

end Setelah instruksi add, akumulator akan menyimpan 2BH (bukan bilangan BCD). Dengan instruksi da, akumulator akan menyimpan bilangan BCD yang benar, yaitu 31H. Perhatikan contoh program berikutnya

org

iniakandibahasdibagiarr-selanjutnya.Selamake-20bytebelumterkirim,R0 RAM yang akan akan dinaikka.t sehiigga akan memperlihatkan alamat

mov mov

dikirim selanjutnYa.

4.2.1.6 lnshuksi Pengoiuron Desimol dalam memproses Instruksi pengaturan desimal (decimal adjust) berguna Dalam bilangan (operasi p"rrj.r*tut u.r) bilangan BCD (binary coded decimaf '

nCn,r"riupnibbleakan-el"mbangkandigitdesimal'sehinggasetiapnibble 12 dan 19 dalam BCD uk"., *u*p.rnyai nilai 0..'9' Misalnya 2 bilangan BCD kedua bilangan akan dilambangkan sebagai 12H dan 19H' Penjumlahan bilangan 2BH' menghasilkan akan (dengan add atau addc tanpa bit carry)

bilangan 9, sehingga Bilangan 2BH bukan bilangan BCD karena BH melebihi dengan mengurangdiperiukan sebuah pengaturan' Pengaturan ini dilakukan ditambahkan ke harus bawaan dan 10 kan nibble rendah duig"r, bilangan (BH l0 - =1) dan nibble nibble tinggi, sehingga iiUUtu rendah akan bernilai tinggi akan bernilai (2+1=3)' |adi, hasil akhir adalah 31H'

il5

add

daA

0000H

A, #55H B. #66H A,B

end Setelah instruksi add, akumulator akan menyimpan BBH (juga bukan bilangan BCD). Karena penjumlahan nibble rendah dan nibble tinggi samasama melebihi 9, maka instruksi da akan menambahkan 66H ke hasil penjumlahan, sehingga hasil akhir adalah BBH+66H=121H. Akumularor akan rnenyimpan 21H dan bit C akan di-set.

lnstruksi da tidak bisa mengubah bilangan heksadesimal ke bilangan desimal sccara langsung.

il6

Teknik Antarmuka dan Pemrograman llikrokontroler AI89S52

4.2.2

INSTRUKSI-INSTRUKSILOGIKA

Bahasa Assembler 8051

L:smrksi

Instruksi logika adalah instruksi yang akan melakukan operasi-operasi logika seperti, logika AND, OR, eksklusif-OR (XOR). Operasi komplemen akumulator, memutar bit akumulator, dan operasi swap juga termasuk ke dalam operasi logika ini. Operasi logika bisa digunakan untuk data berbentuk byte atau bit. Tabel 4.4 merangkum instruksi-instruksi logika ini.

Logika OR (Bir)

salah satu register (R0

anl A, direct

AND (byt.)

anlA, @Ri anl A, #data

anl direct,

A

anl direct, #data

LogikaAND

anl C, bit

(Bit) an-l C,

Logika OR

(Bi'te)

/bit

orlA, Rn orl A, direct

orlA, @Ri

-

Iogika

R7)

XOR

AND-kan akumulator dengan RAM

(Byt")

internaVSFR

A

AND-kan

OR-kan RAI\,[/SFR dengan konstanta

orl C, bit

OR-kan bit C dengan bit (RAIWSFR)

orl C, /bit

OR-kan C dengan komplemen bir

xrlA, @Ri

AND-kan RAIWSFR dengan A. Hasii disimpandi RA1WSFR

AND-kan RAM/SFR

-

OR-kan

A

dengan register

OR-kan A dengan konstanta

orl direct, A

OR-kan RAM/SFR clct.rgatr A

A

dengan register yang

ditunjukkan oleh R0 atau Rl

XOR-kan RAM/SFR dengan A

XOR-kan RAI\,I/SFR dengan konstanta

cpl bit

Komplemenkan bit

rlA

Putar A ke

Putar

rlc A

PutarA ke kiri

(Rotar)

rrA

PutarAkekanan

1

ITC

Putar A ke kanan

I bit melalui carry

Swap

Clear Yang

dirunjukkan oleh R0 atau R1

orl A, #data

XOR-kan

Komplemenkan C

R7)

OR-kan A dengan MM/SFR

saru

XOR-kan A dengan RAM/SFR

xrl direct, A

(RAM/SFR)

(R0

dengan salah

R7)

cpl C

Komplemen

AND-kan C dengan komplemen bit OR-kan A dengan salah satu register

-

Komplemenkan Akumulator

konstanta

(RAM/SFR)

A

register (R0

cpl A

dengan

AND-kan bit C dengan bit

XOR-kan

XOR-kan A dengan konstanta

xrl direct, #data

AND-kan A dengan konstanta

(RAM/SFR)

xrl A, #data

dengan register yang

ditunjukkan R0 atau R1

Keterangan

orl direct, #data

xrl A, direct

AND-kan isi akumulator dengan

anl A, Rn

Logila

Keterangan

BentukInstruksi

Bentuklnsoriksi

xrlA, Rn

Tobel 4.4 lnstruksi-lnstruksi Logiko

Instrtrksi

lt7

Operasi Sct bit

swap

A

kiri 1 bit 1

bit melalui carry

bit

Swap (rukarkan) nibble

clrA

Clear (nol-kan) akumulator

clr bit

Clear (reset) bit

clr C

Clear (reset) C

setb

c

scrl) bit

rendah

dengan nibble tinggi akumulator

Set C Set

bit

lr8

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AI89552

4.2.2.1 Instruksi AND, OR don XOR Instruksi AND, OR dan XOR akan melakukan operasi loglka and, or dan xor (exclusive or). Operasi ini memerlukan 2 operand yang bisa berupa byte atau bit (semua instruksi bisa berlaku untuk bit kecuali instruksi XOR). Pada mode byte, instruksi-instruksi ini menangani bit-bit operand pertama dengan operand kedua, perhatikan contoh berikut

mov anl-

A, A,

il9

akan di-XoR-kan dengan alamar 31H secara tak rangsung melarui R0, hasilnya akumulator akan meyimpan 24H. Register 30H akan di-AND-kan

dengan akumulator' hasilnya regisrer 30H akan menyimpan 24H. Baris terakhir adalah meng-oR-kan regisrer 3lH dengan 0FH, hasirnya regisrer

31H akan menyimpan 1FH.

untuk mode bit (hanya berlaku unruk insrruksi AND dan oR), c

selaru

menjadi operand perrama, sedangkan operand kedua adarah SFR arau RAM

#34H

#l2H

yang bisa dialamati per bit. Misalnya

Program di atas akan meng-AND-kan akumulator dengan konstanta 12H (yaitu 34H AND 12H), dalam bilangan biner dinyatakan sebagai

an1 or1

C,

C,

ACC.0

/ACC.0

Baris pertama akan meng-AND-kan bit

0011 0100 0001 0010 0001 0000

C dengan bit ke-0 akumulator,

sedangkan baris kedua akan meng-OR-kan bit C dengan komplemen dari bit ke-0 akumulator.

dengan meng-AND-kan antar-bit, hasilnya adalah 10H. Tidak ada yang terpengaruh. Perhatikan contoh program lain di bawah

org mev mov anl mov orl mov mov xrl anI orl

Bahasa Assembler 8051

bit PSW

ini

0000H

R7,

A, A,

#OFH

#76H R7

30H, #34H

A,

30H

31H, #L2H

R0,

A,

#31H

@R0

30H, A 31H, #0FH

end Register R7 dan akumulator masing-masing menyimpan OFH dan 76H. Akumulator di-AND-kan dengan R7, hasilnya akumulator akan menyimpan 06H. Perhatikan, dengan di-AND-kan dengan OFH, isi register menjadi 06H, artinya nibble tinggi "dipaksa" menjadi 0 sedangkan nibble rendah tidak berubah. Selanjutnya register 30H akan meyimpan 34H dan akumulator diOR-kan dengan register 30H. Hasilnya akumulator akan meyimpan 36H. Baris perintah selanjutnya akan menyimpan data 12H di register 3l H dan R0 dipakai untuk menyimpan 30H sebagai alamat tak lang,surrg,. Akttnrrrlator

4.2.2.2 lnstruksi Putor Instruksi putar (rotate) akan memurar isi akumulator r bit ke kanan' Pemuraran ini bisa dengan atau tanpa melarui bit

kiri

atau ke

carry. Instruksi putar ini hampir sama dengan operasi register geser, bedanya bit yang diputar akan menjadi bit baru yang masuk, jika diputar ke kanan bit ke-0 (LSB) akan menjadi bit ke-7 (MSB) dan jika diputar ke kiri bit ke-7 (MSB) akan menjadi bit ke-O (LSB). ]ika diputar melalui carry, bit yang diputar akan menempati bit carry, sedangkan bir carry akan menjadi bit baru. perhatikan conroh program berikut, asumsikan bit carry awalnya 0. mov A, #000111001b

rrA r1 rrc rlc

A

A A

Program dimulai dengan menyimpan dara 001il001B (39H). Kemudian

perintah putar ke kanan akan membuat regisrer A menjadi r0011100B (9cH), Ialu diputar ke kiri sehingga data kembali menjadi 001ll00lB (39H). Program selanjutnya adalah memutar akumulator meralui carry ke kanan, bit carry akan di-set, sedangkan A akan menyimpan 0001r 1008 (1cH). perintah terakhir akan memular A ke kiri merarui carry, sehingga A akan menyimpan (X)lll00l B (:l9ll) rlan bir carry 0.

AI89552 Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

r20

data per bit (serial)' Perhatikan Perintah Putar bisa dipakai untuk mengirim melalui P1.0 secara serial dengan conroh berikut. Isi akumulator akan dikirim harus diputar ke kiri melalui carry, data dikirimkan MSB dahulu, untuk itu A

bitcarry_IahyangakandikirimkePl.0.RTbertindaksebagaipencacah(8 bit) sampai semua bit A terkirim'

org mov mov

0000H A, #45H

R7,

#B

rlc mov djnz

Contohnya

#11110000B

ACC.0

Setelah di-komplemenkan isi akan menjadi 0.

A akan menjadi 000011118' dan bit ke-0 akan

InstruksiswaPakanmenukarnibblerendahdengannibbletinggi (ke mana A diputar 4 kali akumulator. Instruksi ini sama dengan register pun tanpa melalui carry)' Contohnya

mov swap

bit akan mengeset sebuah bit

(kebalikan perintah clr).

C

A

ACC.0

set).

tor menjadi 1' Perhatikan diubah menjadi 0 dan, sebaliknya' 0 akan diubah contoh program berikut

A,

A,

Setelah perintah terakhir, C akan di-set dan A akan menjadi 01H (bit ke-0 di-

akumulaInstruksi komplemen adalah instruksi untuk mengomplemenkan yang bernilai 1 akan (dalam byte), C atau alamat bit (dalam bit)' Bit-bit

cPI

#O1H ACC. O

setb c1r setb

4.2.2.3 Komplemen, Swop, Cleor, don Set Bit

A

mov

#45H

Setelah perintah clear, akumulator akan menjadi 0. Perintah terakhir adalah meng-clear bit ke 0 register A.

end

A,

A

clr

Pl-.0, C R7, LooPl

cpl

A,

cl-r

Contohnya

A

mov

mov

Perintah set

Loopl:

t2t

Bahasa Asembler 8051

arah

#45H

A

Setelah perintah swap, A akan menjadi 54H'

Perintahclearakanmembuatakumulatorataualamatbitmenjadinol. 0 ke akumulator' Perintah ini sama dengan memberikan konstanta

4.3 PENGATURAN AIUR PROGRAM Dalam sebuah aplikasi, mikrokontoler mungkin tidak akan mengerjakan perintah secara berurutan, tetapi akan berpindah dari subrutin yang satu ke yang lainnya bergantung pada data yang terbaca. Misalnya mikrokontroler yang dipakai sebagai pengendali pemanas ruangan akan mengerjakan hal yang berbeda, menghidupkan pemanas atau mematikannya bergantung pada pengaturan suhunya. Mikrokontroler akan menghidupkan pemanas jika suhu mangan terukur kurang dari suhu yang diinginkan dan akan mematikannya jika suhu ruangan telah sesuai dengan yang diinginkan. Hal ini meng-

haruskan mikrokontroler untuk mengambil keputusan untuk kemudian mengerjakan subrutin yang sesuai.

Seperti telah dijelaskan, mikrokontroler mengerjakan program dengan membaca isi memori program, dan data yang terbaca akan diartikan sebagai perintah yang harus dikerjakan. Alamat memori program yang harus dibaca ditunjukkan oleh SFR PC (program counte). Setelah mengeriakan sebuah instruksi, PC dinaikkan dan menunjuk ke alamat untuk instruksi selanjutnya. f ika sebuah instruksi menyimpan data yang berbeda ke dalam PC, maka rnstruksi selanjutnya yang harus dikerjakan oleh mikrokontroler bisa terletak tli alarnat mallil[)trrI

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l''likrokontroler AI89S52

r22

Instruksi-instruksi yang akan mengubah

Eahasa Assembler 805 I

r2l

isi PC dinamakan instruksi

pencabangan (branching instructions) karena instruksi ini akan membuat alur program bercabang. Instruksi-instruksi yang termasuk ke dalam instruksi pencabangan adalah instruksi lompat (lu-p), yang akan rnelompat ke sebuah

alamat 11 bit dan harus berada dalam blok 2 KB memori

alamat program; dan instruksi panggil (call), yang akan memanggil sebuah

lompat )auh (long jump). Alamar rujuan berada di mana

subrutin di memori program, termasuk instruksi kembali (return) setelah instruksi panggil. Instruksi lompat bisa dibagi menjadi lompat tak bersyarat (unconditional iump) dan lompat bersyarat (conditional

saja

Sama dengan

jr*p).

INSTRUKSI LOMPAT TAK BERSYARAT

Instruksi lompat tak bersyarat digunakan untuk membuat mikrokontroler melompat ke sebuah alamat program secara langsung dengan tidak melihat kondisi sebelumnya. Tabel 4.5 merangkum instruksi lompat tak bersyarat. Pada dasarnya yang membedakan instruksi-instruksi yang ditunjukkan oleh tabel adalah jangkauan alamat tujuan lompatan. Instruksi sjmp memiliki jangkauan lompatan yang terendah, hanya 727 alamat ke depan dan 128 alamat ke belakang. Jika alamat tujuan melebihi batas tersebut, assembler 8051 akan menimbulkan error. Instruksi ljmp dan jmp memunyai alamat tujuan ke semua lokasi memori program (64 KB). Instruksi ini bisa menggantikan instruksi sjmp dan ajmp secara langsung, namun yang perlu diperhatikan, instruksi jmp dan ljmp dikodekan dengan lebih banyak byte

Alamat program dimurai di 0000H. program ini akan membaca p1 untuk disimpan di akumulator dan dikirimkan ke p0. seterah itu program akan melompat ke alamat 0000H (alamat awal progam). penulisan arum"t rujuan lompat bisa langsung dituliskan aramatnya arau menuliskan laber. Dengan

menuliskan alamat secara langsung, jika alamat awal berubah, maka alamat tujuan juga harus diperbarui. lika tidak, program tidak akan berjalan dengan baik' Dengan menggunakan label, hal itu tidak perlu dilakukan. perhatikan contoh program berikut

org

org mov mov sjmp

mov mov sjmp

A 0000H

ajmp addrl

I

A

start

Perhatikan contoh program berikut

Iobel 4.5 lnskuksi-lnslruksi

sjmp rel

pl-

p0,

baik karena label .grarrakan menjadi 0100H.

Pl-

P0,

BeffirklDstruksi

A,

/ika alamat awal berubah menjadi 0r00H, program terap akan bekerja dengan

0000H

A,

0000H

Start.:

daripada sjmp dan ajmp. Perhatikan contoh program berikut:

ljmp

lompat berindeks. Alamat rujuan adalah isi DPTR serelah dijumlahkan dengan akumularor

jmp@A+DPTR

4.3.I

dalam 64 KB memori program

[ompot Tok Bersyorol

Start: sjmp

start

lompat pendek (short jump). Alamat tujuan didapat

Jika program dijalankan maka akan terjadi loop yang tak berhenti. program atas bisa digantikan dengan mengganti alamat tujuan lompatan dengan tanda $.

dengan menjumlahkan rel (relatif) dengan PC setelah PC dinaikkan 2 kali. Alamat tujuan akan berada 127 byte ke

Start: sjmp

depan atau 128 byte ke belakang.

akan mempunyai arti yang sama dengan program sebelumnya.

Ketermgarl

Lorrpat absolur (absolure iump). Alunrut trrltlrr arlalirh

di

S

Teknik Antarmuka dan Pemrograman i'likrokontrohr AI8955?

r24

Instruksi lompat berindeks cara kerjanya hampir sama dengan operasi pemindahan data mode pengalamatan berindeks. Bedanya pada operasi pemindahan data, yang dilakukan adalah membaca byte konstanta dari tabel konstanta yang ada di memori program, sedangkan instruksi lompat berindeks akan membaca dan mengerjakan program atau subrutin dalam sebuah

tabel instruksi. Dalam instruksi lompat berindeks, digunakan DPTR dan akumulator. DPTR akan menyimpan alamat awal (Dase address) dari tabel, sedangkan akumulator akan menyimpan alamat offset yaitu alamat sebenarnya ke mana program akan melompat. Perlu diperhatikan program atau subrutin dalam tabel instruksi mungkin membutuhkan beberapa byte instruksi, karena itu akumulator perlu disesuaikan sebelum perintah lompat berindeks dikerjakan. Perhatikan contoh program berikut

org

0000H

Start: mov

A, A, B,

mu1

AB

mov

DPTR, #Routine-Table

jmp

@A+DPTR

mov

an1

PO

#3

#5

Routine_Tabl-e:

mov sjmp

B,

mov sjmp

B,

P2

mov sjmp

B,

P3

Routine-Table-Exit

mov mul ljmp

A,

#0 :

#0AH

AB

Start

atas akan membaca data dari P0 dan disimpan di akurnulator. FIasil pcrnba<'aan akatr menentukan apakah prog,ram akatt tttctttlr:tt rt l'1, l'2,

di

ada

4

Ini berarti

akan

kemungkinan tabel instruksi yang akan dilaksanakan, karena itu akumularor di-AND-kan dengan 3 untuk memastikan akumulator berada di antara 0 sampai 3. Masing-masing tabel insrruksi terdiri atas 2 instruksi: instruksi pemindahan data dan instruksi lompat pendek. Kedua instruksi ini akan dikodekan menjadi 5 byte data, artinya setiap tabel instruksi akan berjarak 5 byte alamar. oleh karena itu, akumulator harus dikalikan dengan 5. Jadi' perintah lompat berindeks akan melompat dengan kelipatan 5 sesuai dengan isi akumulator.

Jika tabel instruksi memerlukan instruksi-instruksi yang memerlukan lebih banyak byte-byte kode, program di atas bisa dimodifikasi untuk membaca tabel lompatan. Perhatikan program berikut. org 0000H

Start: mov anl mov mul mov jmp

A, A, B,

p0 #3 #3

AB

DPTR, #Jump_Tab1e GA+DPTR

ljmp ljmp ljmp ljmp

FirsL_Routine Second_Routine

Third_Routine Fourth_Routine

mov ljmp

B,

p1

Jump_Table_Exit.

Second_Routine:

end Program

P3 atau konstanra 0 untuk kemudian dikarikan dengan OAH.

First_Routine:

Routine-Table-Exit

Routine-Table-Exit

125

Jump_Table:

P1

Routine-Tab1e-Exit

B,

Bahasa Arsembler 8051

mov ljmp

B,

p2

Jump_Table_Exit

Thi-rd_Routine:

mov ljmp

B,

p3

Jump__Tab1e_Exit

IJ
IrK)v

ll,

il 0

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89S52

r26

Jump_Table_Exit

mov mul ljmp

A,

Bahasa Assembler 8051

t27

Bennrk Instruksi

:

#0AH

AB

jnc rel

Start

Keterangan Program akan melompat ke alamat relkalau bir C tidak diset. |ika bit C di-set, progam akan melanjutkan ke alamar selanjutnya.

end

Tabel lompatan sekarang hanya terdiri atas 1 instruksi, yaitu instruksi lompatan panjang (lj-p). Instruksi ini akan dikodekan menjadi 3 byte, karena itu akumulator disesuaikan dengan mengalikannya dengan 3. Oleh karena instruksi yang akan dieksekusi berada dalam subrutin lain (seperti terlihat dalam tabel lompatan ada 4 subrutin), maka subrutin tersebut bisa berisi

jb bit, rel

jnb bit, rel

Program akan melompat ke alamat relkalau Dli(di SFR atau RAM internal y*g bisa diakses per bit) di-set. Jika ridak, program akan melanjutkan ke alamat selanjutnya. Program akan melompat ke alamat relkalau Dri(di SFR atau RAM internal yang bisa dial<ses per bit) tidak di-set. |ika di-

melanjutkan ke alamat selanjutnya.

instruksi-instruksi yang panjang (selama dalam kapasitas 64 KB).

set, program akan

4.3.2

Program akan meiompat ke alamat relkalau 6ri (di SFR atau MM internal yang bisa diakses per bit) di-set setelah itu bit

INSTRUKSI TOMPAT BERSYARAT

jbc bit, rel

Instruksi lompat bersyarat digunakan untuk membuat mikrokontroler melompat ke sebuah alamat program tertentu apabila sebuah persyaratan terpenuhi. Sebagai contoh, jika isi akumulator nol maka program akan melompat ke alamat program yang dimaksud. Jika tidak nol, program akan melanjutkan ke alamat selanjutnya. Seiain akumulator, persyaratan iuga bisa didapat dari bank register, SFR, alamat RAM (langsung atau tak langsung), atau juga didapat dari sebuah bit. Tabel 4.6 memperlihatkan instruksiinstruksi yang termasuk ke dalam instruksi lompat bersyarat.

Program akan melompat ke alamat rel jika isi akumulator cjne A, direct, rel

cjne A, #data, rel

cjne Rn, #data, rel

jz rel

Keterangan

jrzrel

cine @Ri, #data, rel

Program akan melompat ke alamat rel jlka akumulator nol, Jika tidak nol, program melanjutkan ke alamat selanjutnya. Program akan melompat ke alamat rel

j*a akumulator tidak

nol. Jika nol, program akan melanjutkan ke

alamat

Program akan melompat ke alamat re1 kalau bit carry ( C )

di-set. Jika tidak, program akan melanjutkan kc alitrrrat selanjutnya.

Program akan melompat ke alamar rel jika isi akumulator tidak sama dengan by"te konstanta. |ika sama, program akan melanjutkan ke alamat selanjutnya. Program akan melompat ke alamat rcl jtka isi saiah saru register (R0 - R7) tidak sama dengan byte konstanta. jika Program akan melompat ke alamat rel jrka isi alamat RAM yang dirunjukl
djnz Rn, rel

Kurangi satu isi register Rn (n =0,1,2,...,7); jika belum nol melompat ke alamat rel, j*a sudah nol lanjutkan ke alamat selanjutnya.

selanjutnya.

jc rel

melanjutkan ke alamat selanjutnya.

sama, program akan melanjurkan ke alamat selanjutnya.

Tobel 4.6 lnstruksi-lnstruksi lompot Bersyorot

Benrukhstruksi

tidak sama dengan isi alamat langsung RAM atau SFR. iika sama, program akan

Semua alamat tujuan lompat bersyarat adalah relatif, artinya alamat lompatan

akan berada 128 byte sebelumnya atau 727 byte sesudahnya.

akan di-nolkan (clear). Jika tidak, program akan melanjutkan ke alamat selanjutnya.

cljnz direct, rcl

Kurangi satu isi RAM atau SFR; jika belum nol melompat ke alamat rc|, jika sudah nol lanjutkan ke alamat selanjutr:rya.

r28

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l,likrokontroler AT89552

Instruksi jz dan jnz akan mengecek isi akumulator apakah nol atau tidak. Pada insruksi jz program akan melompat jika akumulator nol, sedangkan dengan instruksi jnz program akan melompar jika akumularor tiJak nol. Perhatikan contoh program di bawah ini:

My_LED1 equ My_LED2 equ

org setb setb mov mov Start: mov jz

P1.0 P1.

1

A,

#0FFH #0FFH

P0

LEDI_ON My_LED1

Check_LED2

LEDI-ON:

clr

Instruksi jc dan jnc akan mengecek bit c apakah di-set atau tidak. Dalam instruksi jc, program akan merompat jika C diser, sedangkan daram instruksi jnc program akan melompat jika C tidak di-set. perhatikan conroh program berikut.

0000H

P0, P2,

My_LED1

r29

menenrukan apakah P2 nol atau tidak. Iika tidak nor, My_rED2 akan dinyalakan, jika sebaliknya, My_LED2akan mari.

My_LED1 My_LED2

LEDI_OFF:

seLb sjmp

Eahasa Assembler 8051

My_SW1 equ My_SW2 equ

D1

My_LED1 equ My_LED2 egu

P0

org setb setb setb setb Start: mov jc

P1

.0 1

P0.0 .1

0000H My_SW1 My_SW1

My LED1 My_LED2

C,

My_SW1

TurnON LED1

TurnOFF_LED1: Check_LED2:

mov jnz

A,

setb sjmp

P2

LED2_ON

TurnON_LEDL:

My_LED2

Check

clr

LED2-OFF:

setb sjmp

Start

LED2_ON:

clr sjmp

My_LED1

Check_SW2

My_LED2

My_LED1 SW2:

mov jnc

C,

setb sjmp

My_LED2

My_SW2

TurnON_LED2 TurnOFF LED2:

Start

end

start

TurnON_LED2: Program akan mengendalikan 2 buah LED yang terhubung dengan bit 0 dan bit 1 Pl (My-LEDI dan My_LEDl. My_LEDt akan menyala kalau p0 yang difungsikan sebagai port inpur berada dalam logika nol semua, sedangkan My_LED2 akan menyala kalau P2 (yang juga difungsikan sebagai port inpur)

tidak nol. P0 dibaca dan disimpan di akumulator kemudian dicek dengan perintah jz apakah nol atau tidak. |ika nol program akan menyalakan My_LEDl, jika tidak nol My_LEDl dipadamkan. Program selanjutnya membaca P2 dan disimpan di A kemudian dicek dengan pcrinrah jrrz rrrrrtrk

clr sjmp

My_LED2

start

end Program di atas akan mengendalikan 2 buah LED yang terhubung ke p0.0 t (My-LEDI oreh 2 buah saklar yang terhubung ke pt.0 (M.y_SlVl) dan Pl .1 (llfy_9wtr. My_LEDl akan dinyalakan kalau My_SWl tt'rlrrrbtrng kc l.gika ringgi cran dimatikan karau My_srl/ terhubung ke I.gikir rt'.tluh. S.rlrrrrgkir. AI, r,t,.'t)z aka. dinyalakan kalau Mv sw2

(MY-LEDU dan P0.

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89S52

r30

terhubung ke logika rendah dan dimatikan kalau terhubung ke logika tinggi. saklar Status logika My-SW| dan My-SW2 dicek dengan membaca kedua jnc, status tersebut dan disimpan di c. Dengan menggunakan instruksi ic dan logika kedua saklar tersebut bisa diketahui'

Instruksi instruksi

jb dan jnb hampir sama dengan instruksi jc dan jnc, bedanya jb dan jnb digunakan untuk mengecek status sebuah alamat bit

(RAM internal arau SFR yang bisa diakses per bit). Dalam instruksi jb, program akan melompat ke alamat tujuan (rel) jika bit yang dimaksud di-set melanjutkan ke instruksi selaniutnya jika bit tersebut tidak di-set. d"r, ut ".r jnb merupakan kebalikan dari instruksi jb; program akan melompat Instruksi jika bit tidak di-set dan akan melanjutkan ke instruksi selanjutnya jika bit tersebut di-set. Perhatikan contoh program berikut' P1 .0 My-SW1 equ P1.1 My-SW2 equ P0.0 My-LED1 equ P0 - 1 My-LED2 equ

org setb setb setb setb Start: jb

MY-LED1 MY-LED2

MY-SW1, TurnON-LED1 TurnOFF-LED1:

setb sjmp

MY-LED1 Check-SW2

T\rrNON-LED1

clr

:

MY-LED1

Check-SW2:

jnb

MY-SW2, TurnON-LED2

TuTNOFF-LED2: seLb MY-LED2

Start

sjmp

TurnON-LED2:

clr sjmp

end

Program di atas bekerja seperti program sebelumnya, yaitu mengendalikan 2 buah LED yang terhubung ke P0.0 (My_LEDI) dan P0.1 (My_LEDI melalui 2 buah saklar My_SWl (P1.0) dar. My-SW2 (P1.1). Pengecekan kondisi logika My_SWl dan My_SW2 dllakukan tidak melalui bit C, tetapi langsung dengan instruksi jb dan jnb. Seperti terlihat dari program, pada saat My_SWl diset (berada di logika tinggi), program akan melompar ke alamat untuk

menyalakan My_LED| (label TurnON_LEDI). Begitu juga pada saat mengecek My_5W2, program akan melompat ke alamat untuk menyalakan My_LED2 (label TurnON_LED4 kalau My_SW2 berada di logika rendah (dengan instruksi jnb).

Instruksi jbc bekerja seperti instruksi jb, namun ketika status bit berlogika tinggi (di-set), program akan melompat ke alamat tujuan dan bit akan direset. Perhatikan contoh program berikut

MY-LED2

Start

org

0000H

mov

A.

Start:

#101011118

Loop:

jbc jbc

0000H MY-SW1 MY-SW1

t3r

Bahasa Assembler 8051

ACC.0, Loop ACC.1, Start

end

Program diawali dengan menyimpan konstanta 101011118 (AFH) ke akumulator. Instruksi jbc yang pertama akan mengecek bit 0. Karena bit 0 diset, maka bit 0 akan di-reset dan program akan melompat ke label Loop dan akumulator akan menjadi 101011108. Program akan mengecek bit 0 kembali dengan instruksi jbc, namun karena bit 0 telah dinolkan sebelumnya, maka program akan melanjutkan ke instruksi jbc selanjutnya yaitu mengecek bit 1. Oleh karena bit 1 bernilai 1, program akan melompat ke label Start dan akumulator akan menjadi 101011008. Program akan dimulai lagi dari awal.

Instruksi cjne (compare and jump if no egual) akan membandingkan data dalam akumulator, salah satu bank register (R0 - R7), alamat RAM tak langsung dengan alamat RAM langsung, SFR atau sebuah konstanta. Khusus untuk bank register dan alamat RAM tak langsung hanya bisa dibandingkan dengan konstanta. Program akan melompat jika kedua data yang dibandingkan tidak sama dan akan melanjutkan ke instruksi selanjutnya jika kedua data yang dibandingkan sama. Perhatikan contoh program di bawah.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman llikrokontroler AI89552

r32

My-LED1 egu My_LED2 equ

org Start.:

mov anf

P0 P0

.0 .1

0000H

A, A,

P1

#03H

Check-Command:

cjne sjmp

A, #00H,

cjne sjmp

A,

Check-Commandl

LEDI-ON Check_Commandl:

#01-H, Check-Command2

LEDI_OFF

Check-Command2:

cjne sjmp

A, #02H, LED2-ON

Check-Conrnand3

cjne sjmp

Check-Command3

:

A, #03H. Start

melompat ke alamat berlabel Check_Commandl unruk mengecek apakah akumulator bernilai I atau tidak, dan seterusnya. Instruksi terakhir yang termasuk ke dalam instruksi lompat bersyarat adalah instruksi djnz. Instruksi djnz (decrement and iump if no zero) akan mengurangi isi salah satu regisrer (R0, Rl, ..., R7), alamat RAM langsung arau SFR dan akan melompat iika belum nol. Instruksi ini sering digunakan pada subrutin tunda atau sebagai pencacah (counter) pada program berulang (loop). Perhatikan contoh program berikut My_LED1 egu P0 .0 My_LED2 equ P0.1

org Start: setb clr mov mov

LED2-OFF

LEDI_ON:

c1r Sjmp

My-LED1

djnz

My-LED1

Start

LED2_ON:

c1r sjmp

My-LED2

Start

LED2-OFF:

setb sjmp

My-LED2

My_LED1 My_LED2

;Matikan LED1 ;Nyalakan LED2

R6,

;Waktu tunda, dilakukan dengan ,'meng.urangi R6 dan R7 sampai 0

#0

R7, #0

Loopl Loopl

dj nz

R6, R7,

clr setb

My_LED1 My_LED2

;Nyalakan LED1 ;Matikan LED2

mov mov

R6, #0 R7, #0

;Wakt-u

tunda, dilakukan

dengan

;mengurang'l R6 dan R7 sampai

0

Loop2:

Start

end Program di atas akan mengendalikan 2 buah LED yang terhubung ke P0.0 (My-LEDI) dan P0.1 (My-LED|. Data di Pl akan menentukan keadaan kedua LED tersebut. Data P1 dibaca dan disimpan di akumulator kemudian di-AND-kan dengan 3 untuk memastikan bahwa data tidak akan melebihi 3. Program kemudian akan mengecek isi akumulator dengan membandingkannya dengan bilangan 0 sampai 3 melalui instruksi cjne. lika akumulator bernilai 0 maka program akan melanjutkan ke instruksi selanjutnya' yaitu menyalakan My-LEDl. jika akumulator tidak sama deng,an 0 progrartl itkan

0000H

Loop1:

Start

LEDI-OFF:

setb sjmp

Bi

Bahasa Assembler 8051

end

djnz djnz

R6, Loop2 R7, Loop2

sjmp

Start

;Ulangi terus

menerus

Program di atas akan mengendalikan 2 buah LED yang terhubung ke P0.0 (My_LEDI) dan P0.l (My_LED). Kedua LED ini akan dikendalikan sehingga akan nampak berkedip dengan My_LEDI dan My_LED2 nyala dan mati

lrergantian (jika My_LED1 nyala, My_LED2 akan mati dan sebaliknya). Waktu kedip rlitcntukan clengan program tunda menggunakan instruksi djnz. ll6 dan ll7 tligrrnirkrrn sr,hrgai rcgisrer tunda. Program tunda terdiri atas 2

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

B4

AT89552

peruIangan (loop). Perulangan pertama adalah mengurangi R6' sedangkan p"*tu.t!.., kedua mengurangi R7. Kedua perulangan akan dilakukan perulangan sebunyuk 256 kali, yaitu R6 dan R7 dikurangi sampai 0. Jadi, total

65536 kali. |ika instruksi djnz yang digunakan memerlukan 2 siklus mesin, maka dengan osilator 12MHz akan memerlukan waktu sekitar 65536 x 2 mikro detik = 131072 mikrodetik atau 0'13 detik.

adalah 256

x

256

=

Perhatikan contoh subrutin berikut di bawah

ini'

B,

#B

Seri a1-S inkron-S end-LooP

r1c

A

mov

SDAT,

c1r

SCK

:

C

nop nop nop

setb

nop nop nop

djnz ret

SCK

akan melompat ke alamat memori program berlabel Serial_sinkron* Send_Loop untuk mengirimkan bit selanjutnya sampai semua bit (8 bit) terkirim. Jika semua bit telah terkirim (B telah 0), program akan mengerjakan instruksi ret (return). Keterangan instruksi ret bisa dilihat di subbab berikutnya.

4.3.3

INSTRUKSI CALL, RET, DAN RETI

subrutin dinamai sesuai dengan fungsinya).

Instruksi yang dipakai adalah instruksi call. Instruksi pemanggilan subrutin

B, Seriaf-sinkron-Send-LooP

pada dasarnya hampir sama dengan instruksi lompat, bedanya dalam instruksi

submtin di atas digunakan untuk mengirimkan data dalam mode serial sinkron (register geser). Data yang akan dikirimkan disimpan di akumulator dan dikirim bit demi bit melalui pin SDAT dengan bit MSB dikirimkan

untuk terlebih dahulu. Pin SCK digunakan sebagai sinyal clock sinkronisasi pencacah menggeser bit data di penerima. Register B digunakan sebagai karena data yang akan dikirimkan adalah 8 B akan diisi dengan 8'

p"rgiil-",

t35

Dalam alur program bahasa assembler yang terdiri atas subrutin-subrutin program, mikrokontroler akan mengerjakan perintah yang ada dalam subrutin tersebut dengan cara melompat ke alamat subrutin tersebut (seperti telah dijelaskan sebelumnya) atau dengan cara memanggil subrutin. Keuntungan utama mengembangkan program dengan subrutin-subrutin adalah program lebih mudah untuk dikembangkan dan dilacak kesalahannya. Subrutin utama (subrutin tingkat tinggi) akan terdiri aras saru atau lebih subrutin tingkat rendah. Program akan lebih mudah untuk dipahami asalkan subrutin menggunakan nama atau label yang mudah dipahami (misalnya

Serial-sinkron-Send:

mov

Bahasa Assembler 8051

bit sehingga register

Data dikirimkan dengan memutar data melalui bit C kemudian dengan yang insrruksi mov bit c akan dikirimkan melalui pin sDAT. Pin scK' membuat awalnya berlogika tinggi, akan menghasilkan sinyal clock dengan pin ini berlogika rendah (dengan instruksi clr) kemudian dibuat berlogika tinggi (instruksi setb). Periode sinyal clock ditentukan oleh instruksi nop' tidak Instruksi nop (to operation) adalah instruksi di mana mikrokontroler sebag'ai melakukan apa-apa dengan periode 1 siklus mesin' Register B (). l)r()8rilm pencacah bit akan dikurang,i dengan instruksi dinz; fika bclurn

lompat program tidak akan bisa kembali ke alamat di rnana instruksi lompat berada, kecuali ada instruksi lompat lain untuk itu. Dalam instruksi call,

program akan bisa kembali ke alamat semula (tepatnya alamat program setelah instruksi call) dengan menuliskan instruksi kembali atau ret (return) di akhir subrutin. Instruksi call akan menyimpan alamat program (PC) ke memori stack (seperti

instruksi push) kemudian instruksi ret akan mengambil alamat program untuk kembali dari memori stack. Dengan kata lain instruksi ret pada dasarnya sama dengan instruksi lompat jauh (ljmp) dengan alamat tujuan tersimpan di stack. Berdasarkan jangkauan alamat memori program yang bisa dipanggil, instruksi

call terbagi menjadi 2, yaitu call absolut (acall) dan instruksi call jauh (lcall). Instruksi acall adalah instruksi pemanggilan subrutin dengan jangkauan alamat l1 bit (2 KB). Instruksi acall akan menaikkan PC 2 kali kemudian menyimpannya ke dalam memori stack (instruksi ini dikodekan 2 byte). Scclangkan instnrksi k lll utatr call adalah instruksi pemanggilan subrutin

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler IT89552

r36

3 kali kemudian dengan jangkauan alamat 16 bit (64 KB)' PC akan dinaikkan disimpan di memori stack (instruksi ini dikodekan 3 byte)'

Perhatikan kembali contoh Program instruksi djnz yang mengendalikan

org Start:

call akan diyadikan sebuah subrutin dengan label Detay dan instruksi

singkat' memanggil subrutin tersebut, maka program bisa menjadi lebih program di bawah Selain iiu, program lebih bisa "dibaca". Perhatikan contoh

org Start: setb c1r call

equ equ

MY-LED2

DelaY

sjmp

Start

Loopl:

djr.z dinz ret

#1OH

c1r

A

push

ACC

org

001-0H

mov sjmp

;Matikan LED1 ;Nyalakan LED2

B,

#45H

Start.

Program diawali dengan menyimpan konsranra 10H ke register A kemudian menyimpannya ke stack melalui instruksi push. Selanjutnya register A akan

DelaY

call

mov mov

ACC

end MY-LED1-

MY-LED1 MY-LED2

;Subrutin

A,

push

Test:

PO.l-

0000H

clr setb

Delay:

P0.0

0000H

mov

ret

ini. My-LEDL My-LED2

t37

akan bisa kembali ke alamat yang benar. Program berikut akan memperlihatkan instruksi ret yang mirip dengan instruksi ljmp.

2

buahLED.Da]amcontohprogramtersebutterdapatbeberapabarisinstruksi yang diulang, yaitu baris waktu tund'a (detay)' fika baris-baris perintah

,..rlbr,

Bahasa Asembler 8051

di-nol-kan dengan instruksi

;Nyalakan LED1 ;Matikan LED2

;Ulangi terus

menerus

DelaY

R6, #0 R7, #0

;Waktu tunda, dllakukan dengan ;mengurangi R6 dan R7 samPai 0

R6, LooPl R7, Loopl

end instruksi Seperti telah dijelaskan bahwa instruksi ret hampir sama dengan Oleh stack' memori ljmp dengan alamat tujuan lompat terdapat di dalam

ku,",uitu,pastikanuntukmenuliskaninstruksipopsebelumitlstrtrksiret ticlak, prolir;rrrr ti
clr dan menyimpannya di

stack. Dengan

demikian stack akan berisi data 10H di alamat awal stack dan 00H di alamat atasnya. |ika alamat stack tidak ditentukan, maka alamat awal srack akan berada di 07H. Dengan demikian alamat 07H akan berisi l0H dan alamat 08H berisi 00H. Ketika instruksi ret dikerjakan, program akan membaca memori stack sehingga akan terbaca alamat 0010H dan program pun akan melompat ke alamat 0010H (dalam conroh program di atas alamat tersebut memiliki label Tesrdengan instruksi mengisi register B dengan data 45H dan melompat ke alamat awal program).

Instruksi terakhir yang dimiliki oleh keluarga 8051 adalah instruksi reti. Instruksi ini adalah instruksi yang digunakan di akhir subrutin pelayanan interupsi (ISR). Pada dasarnya, pada saat terjadi interupsi (yang bisa terjadi kapan saja), mikrokontroler akan memanggil ISR di alamat vektor interupsi yang sesuai. Pada saat itu juga isi PC akan disimpan di stack. Oleh karena iru, di akhir ISR harus ada instruksi yang akan membuar program kembali ke alamat di mana interupsi terjadi. Instruksi yang dimaksud adalah instruksi rcti. Selain akan membaca memori stack untuk menentukan alamat kembali, instruksi reti jutria akan me-reset bir-bir pembangkit interupsi. Contoh

t]8

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

penggunaan instruksi reti bisa interupsi.

dilihat di bab yang membahas

AT89552

BAB 5

aplikasi

OPER/\N PORT INPUT/OUTPUT

Seperti telah dijelaskan pada bab sebelumnya, mikrokonrroler AT89S52 me(masing-masing 8 biQ yang bisa digunakan sebagai port input

miliki 4 port

maupun port output. Keempat port tersebur adalah P0, Pl, P2 dan P3.

ini dan seterusnya akan memberikan penjelasan bagaimana menggunakan port-port AT89S52 sebagai port input/outpur muhiguna dan juga bagaimana menggunakan fasilitas-fasilitas inrernal yang dimiliki oleh Bab

4T89S52. Semua contoh program menggunakan bahasa assembler dengan sistem minimum mikrokontroler AT89S52 seperti yang akan dijelaskan di bab terakhir buku ini.

5.I

OPERSAI PORT OUTPUT

Driver output P0 mampu menggerakkan sampai 8 input TTL dengan resistor pullup eksternal, sedangkan Pl, P2 dan P3 mampu menggerakkan sampai 4

input TTL dan tidak membutuhkan pullup eksternal. Resistor pullup yang diperlukan biasanya berkisar 1 KO - 47 KA- Selain itu port-port ATB9S52 juga bisa digunakan untuk menggerakkan basis transistor, misalnya untuk mengendalikan relay atau digunakan langsung untuk mengendalikan sebuah LED.

5.I.I

MENGENDATIKANLED

LED (light emitting diode) adalah sejenis dioda yang jika dibias maju akan memancarkan cahaya dengan warna yang ditentukan oleh materialnya. LED

bisa dihubungkan dengan AT89S52 dengan 2 cara, yaitu dihubungkan langsung atau menggunakan driver (transistor misalnya). Gambar 5.1 menunjukkan kedua cara ini. Cara pertama t,ED dihubungkan langsung dengan kaki katoda terhubung ke salah satu pin nrikrokorltrolcr, sedangkan kaki anodanya terhubung dengan

surnbcr t(',lanll.rn (lrilsirrrya

5 volt) melalui

sebuah resistor

Rl. LED

akan

AI89552 Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

r40

berada di logika rendah (arus bisa menyala kalau port AT89S52 yang dipakai mengatur kecerahan LED dan mengalir melalui LED)' Ri aig';uh" untuk mikrokontroler' biasanya bernilai membatasi ams yang masuk ke LED dan dipakai' tidak dinerll\an resistor 100 - 560 C). Dengan cara ini' jika P0 yang pullup bagi driver output pullup eksternal karena LED dan resistor meniadi P0.

r4l

0perasi Port lnput/0utput

5.l.t.l

LED Berkedip

Sebuah LED terhubung ke P1.0 sementara 8 buah LED yang lainnya dihubungkan ke P0. Semua LED dihubungkan secara langsung (tanpa driver). Untuk mengendalikan LED yang terhubung dengan P1.0 digunakan instruksi bit, setb untuk mematikan LED, dan clr untuk menyalakannya. Sedangkan LED yang terhubung ke P0 dikendalikan dengan instruksi pemindahan data mode pengalamatan segera. Untuk menyalakan LED, konstanta 0 dikirim ke P0; dan untuk mematikannya, konstanta FFH yang dikirimkan. Subrutin Delay dipanegil untuk menghasilkan waktu tunda antara LED nyala dan mati. Instruksi djnz digunakan dengan register R6 dan R7 diisi konstanta 0.

File assemblernya bisa dilihat di CD pendukung (lSample ProgramlBab 5ILED_Berkedip.asm). ,.

===================

,'Proqram

,'File

Title : "Flashing

LED"

: LED_Berkedip.asm

name

: 1.0 : Septenber 19, 2006 ;Programmer : Usman - ******************************************************* ;Version

;Created dal-e

(a ) Huburrg,an

Largsurrg

Gsmbor

5'l

(b J hleng,g'rne}an

driuer

Menghubungkon LtD dengon 8051

mengendalikan ffn flllmemiliki Metode kedua biasanya digunakan untuk LED 12 VoIt' ri"g dibutuhkan lebih besar' misalnya tegangan keria atau

"-' mikrokontroler tetapi melalui LED tidak langsung dihubungkan ke port sebuahtransistorsebagaid,i.,"..Basistransistorinilahyangakan resisror yang berfungsi untuk dikendalikan oleh mikrionrroler. R1 adalah R2 ad'alah resistor basis Ql (1 membatasi arus LED (100 - 560 f))' sedangkan *"tpunyai arus yang cukup KO 10 KC)). Transis* ru', digunakan ht*'

-

jika basis Ql mendapat bias' unruk menyalakan LED' LE; 'iu" -""ytla tinggi (kebalikan dengan cara artinya port mikrokontroler berada di logika maka resistor pertama). fika P0 yang digunakan sebagai Port Pengendali' pullup eksternal mutlak diperlukan'

.*

** **

**

** ** ** **

**

** * **

**

;Microcontroler Pin/Port

**

******

** **

**

**

***

****

**

AssigrnmenL

.*************************************************

My_8LED equ My_LED1 egu

;Main Program . * ** ** * * ** ** ****

org

**

***

*

P0

P1.0

**

** * **

**

***

***

**

**

** **

***

** ** ** * * ** ** **

0000H

Main_Prog:

mov setb call call caIl

**** **

My_8LED,

#OFFH

;MaLikan

LED

My_LED1

Delay Delay Delay

lrx )\/

My ltl,l':l ),

,'lt

MV' l,l.ll

,

I

ll

o()ll

;

Tunda

;

Nyal.akan LEI)

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89552

t42

t-_1^--

Cal-L

Dt=LdY

call call sjmp

DelaY DelaY

;Ulangi terus-menerus * * *** * ***** * * ** ** . * ** ** ** * * ** ** ** * * * * * * * * * * * ** ** * * ** **** ;Delay Routine * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * . * * * *i * * * * * * * * * *

mov mov

R6, R7,

Delay-LooP:

rJlnz djnz ret

TiLle name ;File ;Version ;Created date ; Prograrnrner ,.Program

Main*Prog

Delay:

0perasi Port lnput/0utput

"Runninq LED" LED_Berjalan.asm 1.0 September 2L, 2006 Usman

**** **** ***** *** ** * ** **** ** ** ** ** * * ** ** *** ** * * ** ** ** * *

.*

**

****************************************************

;Microcontroler Pin/Port Assignment

#0 #0

.***************************************************

My_8LED equ

R6, DelaY-LooP R7, DelaY-LooP

,.

* * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * *

**

**

**************

************************************************

org

untuk LED yang terhubung dengan akan *.riggrrn"kun driver. Bedanya LED yang terhubung dengan P1'0

** * *

P0

;Main Program -*

di

: : : : :

-*

end Program

t43

*

** * *

0000H

Main_Prog:

atas juga bisa digunakan

*erryuladenganinstruksisetbdanmatiden8aninstruksiclr'sedangkanLED

akan menyala saat yang terhubung ke P0 akan mati saat 0 dikirim ke P0 dan FFH dikirim ke P0.

mov mov

berulang-ulang akan bergeser ke P0.1, P0.2 dan seterusnya' Program dibuat ada jeda waktu agar dipanggil sehingga LUO terlihat berjalan. Subrutin Delay

rlc mov call call call sjmp

rlc menjadi rrc' urutan nyala LED bisa diubah pola rn"n*i"A P0.7, P0.6 dan seterusnya' Data awal pun akan menentukan File assemblernya bisa dilihat 5ILED-Berialan.asm).

Delay Delay Delay Main_Prog_Loop

;

Delay

** * * ** **** * ** * * * * * ** ** * * * * * * * * * *** * * *** ** ****** **** Delay Rout.ine . * * * ** * * **** ** ** ** * * *** ** ** * * ** *** * ** *** * * ** * * ** * * ** ** **

Delay: mov mov

Delay_Loop:

dlnz dj nz

ret

di CD

My_BLED, A

.****

nyala LED"

pendukung (lsample Program\Bab

LED

A

;

saat data digeser.

Dengan mengubah instruksi

;Matiakan

#0FEH

Main_Prog_Loop:

5.1.1.2 LED Beriolon DelapanbuahLEDdihubungkankeP0.LEDdihubungkansecaralangsung instruksi rlc (geser ke tanpa driver. Untuk membuar LED berjalan digunakan ke P0'0 akan terhubung kiri), dengan data awal FEH (111111108) LED yang menyala yang menyala p"r,u*u kali. Kemudian setelah instruksi rlc' LED

My_8LED, #0FFH

A,

lttrl

R6, R'7

,

#0 #0

R6, Delay_Loop R7, Delay_Loop

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

r44

5.1.2

AT89552

0perasi Port lnput/0utput

r45

Motor_ON:

MENGENDATIKAN MOTOR DC

listrik Motor DC adalah alat elektro-mekanis yang akan mengubah tenaga port DC' motor mengendalikan (tegangan DC) menjadi gerak. Agar bisa sepeili driver' mikrokontroler dihubungk".t de,,g^" motor melalui sebuah sebuah ditunjukkan oleh Gambar 5.2. Driver motor DC ini menggunakan dengan transistor Darlington. Transistor Darlington berisi 2 buah transistor transistor, buah 2 resistor pembatas arus. jadi simbol transistor ini adalah harus tetapi resistor pembatas arusnya tidak ditampilkan' Transistor ini

dipilih agar mampu mengalirkan ams yang cukup untuk

menggerakkan motor DC karena transistor *tror. Dioda D1 digunakan sebagai pengaman akan dimatikan' adalah komponen induktif yang' jika tegangan catu VCC Tegangan mengalirkan arus balik induktif yang bisa merusak transistor' 10 - 20 misalnya digunakan' yang motor bergantung pada

bisa bervariasi,

Volt.

setb ret

My_Motor

Motor_OFF:

clr ret

My_Motor

5.2 OPERASI PORT INPUT Untuk memfungsikan porr sebagai input, hal perrama yang harus dirakukan adalah mematikan driver output port yang bersangkutan dengan mengirimkan logika 1. setelah reset semua port akan menjadi port masukan karena CPU akan mengirim data FFH ke semua porr.

port bisa dihubungkan dengan keluaran sebuah IC TTL. Karena Pl, P2 dan P3 bisa langsung dihubungkan dengan keluaran IC TTL dengan keluaran kolektor terbuka (open collector). po Semua

adanya pull up internal,

membutuhkan resisror pullup eksternal agar bisa dihubungkan dengan IC TTL jenis ini.

5.2.1

MEMBACA SAKTAR rdV

I

t Port C_--l

Ke Port

Ke

-

R3

IK

I

;h

ir

_L :

_L :

Gombor 5.2 Driver Molor D(

bias'

Untuk menyalakan motor, transistor Darlington harus mendapatkan artinyaportATSgsS2yangdipakaiharusberadadilogikatinggi.Misalnya merniltikarlnya' instruksi setb akan menyalakan motor dan instruksi clr akan

(a) SaLlar tanpa pullup

ft)

SakJar dengan

Gombor 5.3 Rongkoion Anlormuko Soklor

pullup

AI89552 Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

r46

sebuah saklar

Gambar 5.3 memperlihatkan bagaimana menghubungkan denganmikrokontroler.Gambar5.3.aadalahrangkaiansaklartanparesistor kecuali ini bisa dihubungkan langsung dengan semua port

poUlrp. Rangkaian dengan resistor pullup dan bisa P0. Gambar 5.3.b merupakan rangkaian saklar saklar k" ,"-o" po" t"'*""'k P0' Saklar yang dipakai adalah

dihubungkan

ditekan Saklar ini akan kembali ke posisi semula setelah bitton push '(momentar). pin Pada saat ditekan, saklar akan menghubungkan

Mikrokontroler akan mikrokontroler yang terhubung dengannya ke ground' pin mikrokontroler akan membaca logika 0. Sebaliknyu, littu tidak ditekan' internal atau pullup eksternal terhubung dengan VCC baik melalui pullup Iogika 1' sehingga mikrokontroler akan membaca

Halyangperludiperhatikanketikamembacasaklaradalahbouncing.Saklar "p"rurgt ut elektromekanis; pada saat ditekan saklar tidak akan aaatat

lurgr.r.tgb"r"d"padakeadaanstabil'tetapiakanadagetaranataubouncing' Karena mikroakan membangkitkan pulsa dalam periode milidetik' Saklar

bahwa saklar telah kontroler sangar cepai, *ikrokorrtrol", bisa mengartikan dilakukan secara hardware ditekan beberapa kali. Mengatasi bouncing bisa atau software. Secara

bisa diatasi dengan menggunakan waktu tunda menunggu beberapa milidetik setelah mengetahui

,oft*r."

(delay). Program akan

bahwasaklartelahditekant"*p'ikeadaansaklarstabil'setelahitubaru dilanjutkan untuk mengeksekusi instruksi selanjutnya' DC dengan program berikut akan mengendalikan sebuah motor

Contoh

saklar.MotorDC,denganrangkaiandriversepertiditunjukkanolehgambar 5.2,terhubungkePl'0*SebuahsaklarterhubungkePl'l.Alamat20.0H(bit status motor' apakah ke-0 alamat RAM 20H) dipakai untuk menyimpan sedangmenyalaataumati.Mikrokontrolerakanmembacaapakahsaklar ditekanatauddak.Jikaadapenekanansaklar,mikrokontrolerakanmengecek mati' mikrokontroler akan status motor sebelumnya' fika sebelumnya motor motor menyala' mikromenyalakan motor. S"b"tik"yu iika sebelumnya kontroler akan mematikannYa' di P1'1 rendah atau dibaca dengan mengecek apakah kondisi logika Saklar

rendah' program akan

tinggi dengan instruksi ;U' i*a terbaca P1'1 berlogika Kemudian prog'ram akan memanggil subrutin Delay sebagai antibouncing' tidak ditekan lagi dengan instruksi jnb'

*"rrrnggu sampai saklar

Operasi Port lnput/0utput

t47

Selanjutnya program akan membaca status motor dengan instruksi jnb dan mengecek bit yang menyimpan status motor (MyMotor_Flag). Seperti telah dijelaskan, motor akan dinyalakan jika sebelumnya mati (bit MyMotor_Flag =0) dan akan dimatikan jika sebelumnya menyala (bit MyMotor_Flag=l). Setiap kali status motor berubah, bit status motor juga akan diperbarui. Dalam program inibit MyMotor*Flag akan di-set jika moror sedang menyala dan di-reset jika motor mati.

Title : "Readj-ng SwiLch" : Saklar.asm : 1.0 ;Version ;Created daLe : September 29, 2006 ;Programmer : Usman ;Program

;File

name

.*****

**

***************

**

***************************

** **

.******************************************************

*

;Microcontroler Pin/Port Assignment

******************************************************* My_MoLor egu My_Switch equ

P1.0 P1.1

******************************************************* Internal

RAM

Mapping

*************************************************

My_Flag equ 20H MyMotor_F1ag equ

My_F1ag.0

******************************************************* Main Program

******************************************************* or:g 0000H

Main_Prog:

clr c1r

MyMotor_Flag My_Mot.or

;Clear motor status ;Turn OFF motor

Key_Scan:

jb

My_Switch,

$

;Check switch, loop when no pressed ;Walt for bouncing ; Wa i. r. unt i 1 key released ;

r:a l

jntr

.l

IX.l;ry Mv :;wil('lr,

:;

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'tikrokontroler AT89552

r48

0perasi Port lnput/0utput t49

jnb

MyMotor_F1ag, TurnON_Motor

dengan kolom yang berlogika 0). Hal selanjumya adalah mencari saklar mana yang sebenarnya ditekan' dengan kata lain mencari kolom yang terhubung ke saklar tersebut. Korom dicari dengan cara membuat kolom blrlogika 0 saru per satu (satu kolom berlogika 0 dalam satu waktu semenrara kolori yang rain berlogika 1). Kemudian baris di-scan sekali lagi. Mikrokonrrorer akan mem_ baca logika 0 jika ada saklar yang ditekan. Dengan mengetahui korom mana yang sedang berlogika 0 saat iru, mikrokontroler akan ,I".rg"ruh,ri sakrar di kolom mana yang sedang ditekan.

trrnOFF_Mot.or:

cIr c1r sjmp

MyMotor_Flag ;Update Motor status My_Motor ;Turn off motor Key_Scan

TlrnON_MoEor:

set.b setb sjmp

MyMotor_Flag ;Update MoLor sLatus ;Turn on motor

My_Motor Key_Scan

. * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * ** * * * * * * ;

Delay Rout.ine

** Delay: .***

*************************

mov mov

R6, R?,

**

***********

**

**

** ** ** * *

#0 #0

Delay_Loop:

djnz djnz

R6, Delay_Loop R?, Delay_Loof:

ret. end

5.2.2 MEMBACA KEYPAD MATRIKS 4X4 Beberapa saklar bisa dirangkaikan membentuk sebuah rangkaian keypad. Susunan yang paling sering dipakai adalah 16 buah saklar yang membentuk

keypad matriks 4x4. Rangkaian keypad 4x4 ditunjukkan oleh Gambar 5.4.

Dalam susunan keypad ini terdapat 4 buah kolom (C0, ..., C3) dan 4 buah baris (R0, ..., R3); salah satu kaki saklar akan terhubung ke salah satu kolom dan kaki yang lainnya akan terhubung dengan salah satu baris. Kolom dan

baris dihubungkan ke port mikrokontroler. Jika saklar ditekan, akan menghubungkan baris dan kolom yang terhubung kepadanya. Pembacaan dilakukan dengan melakukan scanke setiap baris dan kolom. Pembacaan baris dilakukan dengan membuat semua kolom berada di logika rendah. Pada saat ini port yang terhubung ke kolom berfungsi sebagai ouput

dan port yang dihubungkan ke baris akan berfungsi sebagai input. Jika tidak ada saklar yang ditekan, semua baris akan terbaca logika L Kt'tik;r s;rltlr satu baris terbaca 0, berarti ada saklar di baris tersehut yang ditr'k;rrr (tr,rlrrrlrrrng

Gombor 5.4 l(eypod l4otriks 4x4

contoh program di bawah akan memperlihatkan bagaimana membaca (menscan) keypad 4x4. Baris dan kolom dihubungkan dengan pl, dengan R0 dihubungkan ke p1.0, Rl ke pl.l, ..., R3 ke pt.3 aan

bO dihubungkan ke ke Pl'5' "" c3 ke p1.4. p0 digunakan unruk mengendarikan g LED yang akan menampilkan data hasil pembacaan keypad.

Pl'4' -

cl

=======================================================

Title ;Fife name ;Version ;Created date ; I)I ()grarnrne ( ;Program

. l I I *tir

*rt

a

^

l.

: : : : ;

"Reading 4x4 Matrix Keypad,, Matriks.asm 1.0 October 10, 2006 U:;rn.rrr

a a t.

^

1..

a

^

r *i

t{**************************

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l''likrokontroler

t50

***** * * ** ** ** **** **** ; Microcontroler Pin/Port Assi-grnment .*****

** ** ** ** **

**

***

** **** ****

AT89552

****

.*******************************************************

KeyData egu

Pl_

LEDDaIa equ

PO

** ** ** * * **** * ** * ** ;Main Proqram .*

*******

**

****

** *****

**

**

**

*** * ** ****

call mov jnc call jc sjmp

Loopl'

*

B

Loop2

Main_Prog

LEDData, a

Loop3:

call

Check-Key_Pressed

C

A,

****

** **

****

***

********

***

*****

**

**

**

KeyDaLa

R0,

rrc ] nc djnz ^'^-setb ret mov subb clr ret

Check_Key_Pressed

A

I\O_Key C

#4

A

Row Found

R0, Try_Next

Row

c

Row_Found:

Display_Data

Loop2:

cpl mov

L

Try=Next-_Row:

Main-Progt

Display_Data:

#0F0h

A

mov mov

Check_xey_Pressed

-**************************************

******

KeyData

; ***** ** ** ** ** ***** Fi-nd Row:

A

Get_Column

Get_Columnl. Find-Column call swap A

call jc sjmp

**

KeyData, #oFh

A, A,

clr ret

Find_Row

A,

**************************** **

No_Key:

.******************************************************

OTl jnc

Loop3

setb ret

Check_Key_Pressed Main_Prog

B,

t-

t5t

Main_prog

mov mov orl cpl )

0000H

Maj-n_Proq:

call jnc

lc jmp

* * * * * * * * * * * * * * * ** ,. Check_Key_pressed:

-*******************************************************

org

0perasi Port lnput/0utput

A, A,

#4 R0

C

-************************************

**

***

**

*********

*

Find_Column:

mov mov push

R0, *4

A,

#0EFh

ACC

Try_Next_Column:

POP mov rl

ACC

Keyl)afa. n

A

**

*****************

l'likrokontroler leknik Antarmuka dan Pemrograman

152

AI89S52

Push mov A, KeYData A, #0F0h or1 A cpl li, "aln, Column-Found R0, Try-Next-Column PoP ACC seLb C ret ACC

Column-Found:

PoP mov c1r subb clr ret

ACC

A,

*4

C

A,

R0

C

end

subrutin Check-Key-Pressed' Subrutin Program diawali dengan memanggil akan berada di logika 0' ini berfungri t"'tt'k- membaca buti'' Kolom ke KeyData input (dengan mengirim data OFH sedangkan baris akan meniadi di-ORdisimpan di register A untuk kemudian atau P1). KeyDaradibaca dan ada saklar yang ditekan' A tidak kan dengan FOH dJ;il*ptu*""1"n' Jika ada saklar yang

t5l

0perasi Port lnput/0utput

per satu (bergantian). R0 menyimpan konstanta 4 sebagai pencacah kolom. Register A akan menyimpan data untuk menentukan kolom mana yang akan berlogika 0, data awal adalah EFH, artinya kolom 4 (C3) yang pertama kali berlogika 0. Register A akan digeser ke kiri (instruksi rl) dan dikirim ke KeyDara. Setiap kali kolom diaktifkan, KeyData akan dibaca kemudian diOR-kan dengan FOH dan dikomplemenkan. ]ika ada saklar yang ditekan, A tidak akan bernilai 0 (karena salah satu bitnya berlogika i); sedangkan jika tidak ada saklar yang ditekan, A akan bernilai 0. Nilai kolom didapat dengan mengurangi konstanta 4 dengan isi R0.

Nilai kolom kemudian akan disatukan dengan nilai baris (baris sebelumnya disimpan di B). Pertama register A, yang menyimpan data kolom, akan diswap kemudian akan di-OR-kan dengan register B, yang menyimpan data baris. Dengan demikian register A akan menyimpan data kolom di nibble atas dan dara baris di nibble bawah. Data kemudian ditampilkan melalui 8 buah LED yang terhubung ke P0. Data kolom dan baris akan bernilai 0 sampai 3. Sebagai contoh jika saklar KEY1 yang ditekan maka data yang akan ditampilkan adalah 10H (KEY1 terhubung ke baris R0 dan kolom Ci). Tabel 5.1 memperlihatkan data yang akan terbaca untuk setiap saklar. Tobel 5.1 Soklor don Doto yong Terboco

Saklar

Data,Terbaca

KEYO

00H

KEYl

10H

ditekan,Aakanbenilai0danbitCakand-i-'"'"t'Programakankembali

KEY2

20H

memanggilrrb-ti'tCi"ck-Key-Pressediikatidakadasaklaryangditekan'

KEY3

30H

KEY4

01H

KEY5

11H

-"tioi baris ditemukan' jika C=l pengecekan instruksi inc, jika bit C=0 berarti yang sebagai pencacah 4' Baris dilanjutkan sampai 4 kali' R0 berfungsi C Bit R0' isi mengurangi bilangan 4 dengan bersangkutan didapat dengan yang baris dan di-reset jika tidak ada akan di-set jika baris dilemukan

KEY5

21H

KEY/

31H

KEYS

02H

KEY9

12H

deng,atr rnernarrggil sttbrtll in Hal selaniutnYa adalah mencarl kolom st't iall kolorll lrt't lr rgrk:r () sltt tt l;inl (,itltttttn. Kolotn tlicari tlt'rrgarr trtt'tnbttal

KTiYIO

22H

akan bernilai 0 dan

bit C

tiu"

di-set' Sedangkan iika tidak

kemudian akan mencari baris dengan |ika ada saklar yang ditekan' Program di KeyData akan dibaca lagi dan disimpan memanggil ,ubrutin Find-Riw' A' Register A mengecek,4 bit bawah register register A. Baris dicari dengan dicek dengan C (instruksi rrc)' Bit C kemudian akan digeser ke kanan

akan disimpan di register B' ditemukan. Data baris selanjutnya

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

154

KEY1l

32H

KEYl2

03H

KEY13

13H

KEY14

23H

KEYl5

33H

AT89S52

BAB 6 ANT.\RM U KA DENGAN Dl,PlzlY

Bab 5 telah membahas bagaimana menggunakan porr-porr AT89S52 untuk menyalakan LED, membaca saklar dan keypad matriks. Bab ini akan menjelaskan bagaimana AT89S52 digunakan untuk mengendalikan perangkat yang biasa dipakai untuk menampilkan data yaitu display arau alat peraga. Display yang digunakan adalah display 7 segmen, dot matriks , LCD karakter dan LCD grafik.

6.I

DISPI.AY 7 SEGMEN 7

segmen merupakan display yang terbentuk oleh 7 buah LED I LED untuk menampilkan titik) yang dirangkai untuk menampilkan bilangan heksadesimal. Kedelapan LED tersebut bisa dirangkaikan membentuk rangkaian common anoda atau common katoda. Pada contoh aplikasi buku ini yang dipakai adalah 7 segmen common anoda karena jenis ini bisa langsung dihubungkan dengan port mikrokontroler melalui sebuah resistor. Gambar 6.1 memperlihatkan konfigurasi segmen dan rangkaian ekuivalen 7 segmen jenis common anoda.

Display

(ditambah

Display 7 segmen, seperti ditunjukkan oleh Gambar 6.1, terdiri aras segmensegmen yang diberi nama segmen A, B, C, D, E, F, dan G serra segmen DP untuk menampilkan tanda titik. Dengan mengatur segmen-segmen mana yang menyala, display 7 segmen bisa menampilkan bilangan heksadesimal (0, i, 2, ..., A, B, C, D, E, F). Tabel 6.1 memperlihatkan segmen mana saja yang harus dinyalakan untuk menampilkan bilangan heksadesimal ini, ON berarti nyala dan OFF berarti mati.

Ada banyak cara untuk mengendalikan display 7 segmen dengan mikrokontroler, di antaranya dengan menggunakan IC dekoder 7 segmen, dihubungkan langsung dengan mikrokontroler, dengan teknik multiplek, dan dengan menggunakan IC register geser. Subbab ini akan membahas teknikteknik tersebut.

AI89Sil Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

156

Antarmuka dengan Display

t57

Segmen

Angka

A

B

C

D

E

r

G

D

OFF

ON

ON

ON

ON

OFF

ON

E

ON

OFF

OFF

ON

ON

ON

ON

F

ON

OFF

OFF

OFF

ON

ON

ON

Common Anoda A

uffi* \H

6.I.I

'fJo"on

IC DEKODER 7 SEGMEN

IC dekoder 7

D (b ) Rangka

{a) Honli6utasi 7 Segmen

Gombsr 6.1

ian Ekirrelen

segmen adalah

IC yang berfungsi untuk

mendekode data

heksadesimal atau BCD (Binary Coded Decimal) menjadi data

7

segmen

(bilangan heksa atau BCD adalah data 4 bit sedangkan 7 segmen membutuhkan data 7 bit). Salah satu contoh IC dekoder 7 segmen adalah IC

DisPloY 7 Segmen

74L547. Tobel 6.1 DisPloY 7 Segmen

Segpen

Angle

IC 74L547 adalah IC dekoder BCD ke 7 segmen (mengubah data BCD menjadi data 7 segmen) dengan kolektor terbuka dan dengan keluaran berlogika rendah pada segmen yang nyala, sehingga sesuai unruk 7 segmen jenis common anoda. Gambar 6.2 memperlihatkan lambang lC 74L547 di

A

B

C

D

E

F

G

0

ON

ON

ON

ON

ON

ON

OFF

OFF

ON

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

1

E?C LTF REI

2

ON

ON

OFF

ON

ON

OFF

ON

OFF

OFF

ON

3

ON

ON

ON

ON

4

OFF

ON

ON

OFF

OFF

ON

ON

5

ON

OFF

ON

ON

OFF

ON

ON

6

ON

OFF

ON

ON

ON

ON

ON

7

ON

ON

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

8

ON

ON

ON

ON

ON

ON

ON

9

ON

ON

ON

ON

OFF

ON

ON

A

ON

ON

ON

OFF

ON

ON

ON

B

OFF

OFF

ON

ON

ON

ON

o!

(.

ON

OFF

OFF

ON

ON

ON

(

)1,'1,'

skematik, pin VCC (14) dan GND (7) tidak ditunjukkan.

ooE EIE

03E E 6 EiTFEE

Gombor 5.2|C741547 Dekoder 8(D ke 7 Segmen

IC 74L547 mempunyai 4 bit masukan (untuk data BCD), 3 bit kendali dan 7 bit keluaran untuk dihubungkan ke display 7 segmen. Pin D0 - D3 adalah pin masukan untuk data BCD. LT , RBI , da., BVRBO adalah pin kendali. Pin

tf qr-p resr) merupakan pin untuk menguji segmen, membuat pin ini di logika rendah akan menyalakan semua segmen (dengan pin BI/ltUO beracla cli logika tinggi). Pin AW (ripple btanking inpur) yang rlihcri logika rt.rrtllh (rlcngan pin LT berada di logika tinggi) akan berada

rn(,rnatikiln s('nllrir \(.Hnr(.rr Plr
Teknik Antarmuka dan Pemrograman ilikrokontroler

158

AT89552

t59

Antarmuka dengan Display

.*****************************************************

Pin BVRBO pin B?REO akan menjadi output dan menjadi logika rendah' pin untuk mematikan (blanking input/ripple blanking outPut) merupakan lain bila berada di yang pin kendali semua segmen dengan tidak melihat output jika pin RBI diaktifkan' logika rendah. Pin ini juga akan menjadi pin G adalah keluaran 7 segmen' Keterangan lebih lengkap Sedangkan

pin A -

ada di CD pendukung' bisa dilihat di lembaran data IC ini yang

egu equ

My_Number BCD_Nlunber

* * * * * **

. * * * * * * * * x * * * * **

30H 31H * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

;Main Program -*********

**

Org

**

*****************

**

*************************

0000H

Main_Prog:

mov mov

Er0

ol

E? B3

Gombor 6'3 Rongkoion 7 Segmen dengon

l(

dengan IC dekoder 74L547 Gambar 6.3 memperlihatkan display 7 segmen AT89S52' Program berikut akan yang dihubungkan dengan mikrokontroler 99 sehingga dibutuhkan 2 buah menampilkan bilangan iesimal dari 0 sampai

rangkaiandiatas.Pinkendalisemuanyatidakdiaktifkan(dihubungkanke dihubungkan ke P1' P1'0 - P1'3 VCC, berlogika tinggi), sedangkan pin data menampilkan bilangan dihubungkan dengan rangkaian pertama unruk p1'z dit"U"ngkan dengan rangkaian kedua untuk satuan, sedangkan Pl.4 ;

====

==--

====

== ==

==

==

,ptoS,tu* TlLle : "7

=

== ==== == == == == == ==

Segmen

====

Display with

: TSeqTmenl ' asm ; File name :1'0 ;Version : November 13' date ;Created

==

=

== ==

==

==

mov call mov cjne mov sjmp

=

r'r tt,r I RAM

m'r1r1r

My-Nlunber, #0FFH Main-Prog-Loop

** * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * ** ;Delay Routine

mov mov

R6, R7,

#0 #0

Delay_Loop:

djnz djnz

P1

re[. r.rrrl

in<;

A, BCD-Number A, #99H, Main-Proq-Loop

"*****

i I

; I nt

BCD-Number

Delay

mov A, My-Number mov B, #10 AB div swap A A, B orl mov BCD_Number, A ret

=

2006

.******

- *****************************************

DisplayData,

HexaToDecimal:

74LS47'

Pin/Port Assignment * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ;Microcontroler ****************************

egu

My-Number

-*******************************************************

* * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * ** * * * .****************************

DisPlaYData

DisplayData,

Main_Prog_Loop: My-Nunber inc HexaToDecimal call

74[547

menampilkan Puluhan'

My-Number, #0

R6, Delay-Loop R7, Delay-Loop

****

**

****************

*

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89S52

r60

Programdiatasmenggunakan2byteRAMinternal(alamat30Hdan3lH). Alamat3OH(My-Number)akanmenyimpanbilanganheksadesimal'sedang. BCD yang akan kan alamat 31H (BCD-Number) akan menyimpan bilangan dikirimkan ke IC dekoder 7 segmen melalui Pl (DisplayDara)' angka 0 sebagai Program diawali dengan membuat My-Numbermenyimpan

nilaiawal.KemudianMy-Numberdinaikkandenganinstruksiinc.Bilangan IC dekoder karena My-Number ini tidak bisa langsung dikirimkan ke hanya tWy-Nu-t", adalah bilangan heksadesimal' sedangkan dekoder ditbah dahulu menerima bilangan BCD. OIeh karena itu' My-Number

t6t

Antarmuka dengan Display

BCD atau heksadesimal menjadi data 7 segmen. Cara yang paling banyak dipakai adalah dengan menggunakan look-up tabel. Perhatikan kembali Tabel 6.1 di atas. Dengan mengganti "ON" dengan "0" dan'OFF" dengan "1"

akan diperoleh data apa yang harus dikeluarkan untuk menampilkan bilangan yang diinginkan. Tabel 6.2 memperlihatkan data-data tersebut dengan segmen A sebagai bit ke-0 sampai segmen G sebagai bit ke-6. Bit ke-7 (tidak dipakai) ditetapkan bernilai

1.

F0.u

Ptr.l

HexaToDesimal' menjadi bilangan BCD dengan memanggil subrutin

P0.2 P0.3

P0.4

SubrutinHexaToDesimalakanmengubahbilanganheksamenjadibilairgan

P0.5 P0.6

yang digunakan cukup BCD sehingga bisa langsung dikirim ke dekoder' Cara dibagi dengan 10 yang disimpan di register B sederhana. Bilangan fr.Lr" "L"" lnstruksi pembagian ini akan menghasilkan dengan instruksi pembagian div' dan bilangan puluhan yrng Jirl*p'n di A (sebagai hasil pembagian)

P't .0

Pt.'l

Pr.t

bilangan pembagian)' Instruksi swap satuan yang disimpu.t di ,"gi'ter B (sebagai sisa BCD dari bilangan dan orl akan membuat register A menyimpan bilangan sebagai nibel atas dan heksa yang diubah d".rgu., bilu"gan puluhan disimpan

P1.3

t.4 Pl.5 P

PI.B

bilangansatuundisimpansebagainibelbawah'Bilanganiniselanjutnya ke dekoder' disimpan di RAM BCD-Number' Kemudian dikirimkan

Gombcr 6.4 Rongkoion Disploy

i

Segmen yong dihubungkon longsung

di

atau belum' Untuk mengetahui apakah bilangan sudah mencapai 99

bawah beker;'a sepefti halnya program sebelumnya. yaitu menampilkan bilangan 0 sampai 99 melalui 2 buah display 7 segmen yang di-

iy-Nu-b"r akan terus dinaikkan dan program berulang kembali' FFH

hubungkan secara langsung. Display 7 segmen pertama dihubungkan dengan P0 yang akan menampilkan bilangan satuan, sedangkan display 7 segmen

belum mencapai 99' digunakan instruksi lompat bersyarat cjne' iika bilangan

akan diisi Sebaliknya iika bilangan sudah mencapai 99' My-Number akan My-Number sehingga setelah *"'lo-put kembali ke Main-Prog' tampilan *".rjudi 0 (instruksi inc). iubrutin Delay dipanggil agar perubahan display tidak terlalu cePat.

6.1.2

DISPLAY 7 SEGMEN LANGSUNG

langsung dengan Display 7 segmen ienis common anode bisa dihubungkan

ATSgs52,tentuSaiasetelahmelaluiresistorseripembatasarus.Untukitu display 7 segmen' Port diperlukan sebuah port untuk mengendalikan sebuah

data yang dikeluarkan tersebut harus mengeluarkan data yang sama dengan display 7 st'gtnt'n oleh dekoder 7 segmen. Rangkaian hubungan langsung' irl;rrr l)rlirrrllirn oleh cambar 6.4. Prog,rarn l'rarus meng,ubalt tl;rtit

clitunjukkan

Program

yang kedua dihubungkan dengan P1 yang akan menampilkan bilangan puluhan.

Hal yang membedakan antara program ini dengan program sebelumnya adalah adanya penambahan subrutin Segment-Converter. Subrutin ini akan mengubah data BCD menjadi data untuk menampilkan bilangan tersebut di display 7 segmen. Cara yang dipakai adalah dengan menggunakan cara lookup tabel (dengan instruksi movc). Definisi data diperoleh dari Tabel 6.2. Seperti program sebelumnya, bilangan yang akan ditampilkan disimpan di rncmori yarrg beralamat di 30H (My-Number). Subrutin HexaToDecimal akan rncmisalrklrr bilarrg,an pululran dengan bilangan satuannya. Instruksi lrr.rrrllrgirrrr rliv rrkrrrr rrrllrrktrkirn lral ini. []ilangan My_Nuntbet- akan dibagi

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

r62

AT89552

denganl0,hasilpembagianakandisimpandiAsebagaibilanganpuluhandan

Berbeda dengan sisa'pembagian akan disimpan di B sebagai bilangan satuan' di mana dekoder' subrutin HexaToDecimal padaprogram yang menSSunakan puluhan bilangan setelah operasi pembagian akan dilakukan penggabungan dan sisanya akan pembagian hasil dengan bilangan satuan, di program ini subrutin memanggil l".rgrurrg diubah menjadi data display 7 segmen dengan 7 Segment-Converter danmenampilkannya di display segmen' Tobel 6.2 Dolo DisPloY 7 Segmen

Data

Segroen

Bilangan G 0

F

E

D

C

B

A

GO

0

0

0

0

0

0

CO

1

0

0

1

F9

1

1

1

2

0

1

0

0

1

0

0

A4

J

0

1

I

0

0

0

0

BO

4

0

0

I

1

0

0

1

I

5

0

0

I

0

0

I

0

92

6

0

0

0

0

0

I

0

82

7

1

1

1

I

0

0

0

F8

8

0

0

0

0

0

0

0

80

9

0

0

1

0

0

0

0

90

I

0

0

0

88

Antarmuka dengan Display

;Program Title Connecti-on"

;File

name

-*

**

Microcontroler Pin/Port

DispData_Unit equ DispData_Ten equ Interna1

;Maj-n Program - * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * x * * * * * *i

Org

0000H

Main_Prog:

mov

My_Number, #0

Main_Prog_Loop: l_nc

0

I

I

83

C

0

0

0

1

I

0

C6

mov

1

D

0

I

0

0

0

0

I

A1

1

0

86

1

0

8E

1

mapping

My_Number equ 30H *******************************************************

0

0

RAM

*******************************************************

0

0

P0 P1

*******************************************************

0

0

Assigrnment

************** *****************************************

0

F

***************

;

B

I

** **

************** *****************************************

call call

0

Usman

.

0

0

TSegmen2.asm

*********************************

0

0

:

,'Programrner :

A

0

=========

: "7 Segmen Display with Direct

: 1.0 ;Version ;Created date : November 22, 2006

0

E

r63

cjne mov sjmp

My_Number

HexaToDecimal

Delay

A, My_NunJcer A, #99, Main_Prog_Loop My_Nunber, #OFFH Main_Prog_Loop

- * * * * * * * *x * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * x* * * * * * * * * * * * *

HexaToDecimal: mov mov

A, My*Nuniber

rli v

All

r1,

ll10

Teknik Antarmuka dan Pemrograman ilikrokontroler AT89552

r64

call mov mov cal-1 mov ret

B

Seperti telah dijelaskan, display 7 segmen memiliki pin common anoda yang akan dihubungkan dengan VCC. Pin ini bisa digunakan untuk menghidupkan

Segrnent-Converter

DisPData-Unit,

-*************

**

*********

A

** * * * * * * * * **

*************

** ** * *

Segment-Converter: A inc movc A. ret

db db db db db db db db db db -*

**

@A+PC

0c0H 0F9H

Dalam metode multipleks, setiap pin segmen (A,8,C,..., G, dan DOT) dihubungkan satu sama lain sehingga hanya diperlukan 7 buah pin jika 7 segmen dihubungkan langsung arau hanya 4 pin jika menggunakan IC dekoder untuk semua data display. Dan setiap 7 segmen memerlukan I pin

099H

092H 0B2H

0F8H 080H 090H

pengendali

;Delay Routine

**

*************

.***********************************************

R6, R7,

Delay-LooP:

dlnz d\nz ret

(pir

COMMON), sehingga jika ada

4

display

segmen,

**

** * *

*****

*

#0 #0

R6, DelaY-LooP R7, DelaY-LooP

Pr.3 F1.2 P1.1

Pl.0

F0.6

end

6.I.3

7

diperlukan 4 pin.

*********************************

mov mov

atau mematikan display dengan tambahan rangkaian switching, dengan sebuah transistor misalnya. Jika 2 buah 7 segmen atau lebih dinyalakan dan dimatikan secara bergantian dalam waktu yang sangat cepat, karena keterbatasan penglihatan manusia, maka display-display tersebut akan terlihat menyala tems secara bersamaan. Hal inilah yang digunakan dalam cara multipleks. Gambar 6.5 memperlihatkan 4 buah display 7 segmen yang dihubungkan secara muhipleks. Resistor yang terhubung ke basis rransisror bernilai 1 KO, sedangkan yang terhubung ke 7 segmen bernilai 330 f) atau disesuaikan.

0A4H 0B0H

Delay:

t65

yang harus dipakai. Oleh karena itu, ada satu cara untuk mengurangi pemakaian port ini, yaitu dengan cara multipleks.

Seg'menE-Converter

DisPDaLa-Ten, A

A,

Antarmuka dengan Display

r,0.-5

F0.4 F0.3 P0.2

DISPLAY 7 SEGMEN DENGAN MULTIPTEKS

Kedua cara mengendalikan display 7 segmen seperti yang telah diielaskan mempunyai kelemahan, yaitu memerlukan port mikrokontroler yang, lebih banyak. Semakin banyak display yang dikendalikatr semakin batryak port

P1l.1 PO,B

Gombor 6.5 Disploy

7 Segmen dengon Multipleks

Teknik Antarmuka dan Pemrograman }likrokontroler

r66

AT89S52

Antarmuka dengan Display

dinyalakan secara bergantian Oleh karena dalam sistem multipleks display mengendalikan semua pin kendali terus-menems, mikrokontroler harus ini mengharuskan struktur program display secara terus-menerus pula' Hal

mengeriakan subrutin tuitt

ttit"tu lama' akan menyebabkan

Prosram[er : '::::;;;;;;.-"..--. '

Dis; cTFrl

equ equ equ egu

3CH 3DH

egu equ equ

40H 41H 42H

ZO

ZT Z2 L-)

Counterl Counter2 Counter3

*

3'7H 3BH

39H 3AH 3BH

3EH 3FH

;

ors

ffiJ II-Iffif;

0

counlerl,

equ P1.2 equ P1.3 **

**

** * *

ReM mapping *** ;Internal ************************* * * * * * * * * * * * * *i * * * * * * * * * * .***

equ bit

20H

zov My-NumberH My-NiunberL

equ equ

30H 31H

equ

32H

c(lrt

3

FlagReg.0

M;r

ill

0000H

Main-Prog:

"o P1 p1-1

********************** .*************************

Di sp -Da t-a1 l)i l;1r l),rt .r2

36H

iMain Proqram

DisDDaLa equ equ

FlagReg

egu equ equ equ eqnr egu

2006

Usman

pin/port Assisrlaren! llai.ro.o,rrr"r". "j:;.;;;;;;;"--,..,

:;_:-^-., " Dis;-cTRr3 ,i"'o,it*a

XH

ZL

(P0)' Pin kendali dihubungkan ke P1'0

:

34H 35H

YL au

display berkedip'

langsung ke port mikrokontroler satuan)' Pl'1 (kendali display (display Pertama yang menampilkan bilangan (kendali display ribuan)' P1'3 p"i"fr""i, P1.2 (kendali d'isplayratusan)' dan =======================-== . ===================Dj-splay with Multiplex" Segmen ;Program Title : "7 TSegmen3.asm : ; File name

:1'0 : December 05' date ;Created

equ equ

YH

bilangan 0 sampai 9999 pada 4 Contoh Program berikut akan menampilkan pin-pin data segmen dihubungkan buah 7 segmen yang termultipleks dengan

;Version

Disp_Data3 Disp_Data4 XL

assemblermengerjakan"b"'ti''kendalidisplaysecaraterus-menerus(erzdmelompat ke alamat program lain untuk less loop) karena kalau program

t67

counLer2'

+0 +o

counler3

+3

'

mov mov mov mov

Disp_Data1, Disp_Data2, Disp_Data3, Disp_Data4,

mov mov mov

Pl-, #0F0H R0, #0 R1, #0

i n_Pror1 l,oop

:

;DirrDl,ry l()N

i3

#0C0H #0C0H #0C0H #0C0H

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

r68

setb clr clr clr mov

DisP-CTRL2 DisP-CTRL3

DisP-CTRL4

DisPData, DisP-Data1

mov subb mov mov subb or1 )nz mov mov

DisP-CTRL2

DisP-CTRLL DisP-CTRL3

DisP-CTRL4

DisPData, DisP-Data2

;Display 3 ON setb DisP-CTRL3 DisP-CTRL1 c1r DisP-CTRL2 c1r DisP-CTRL4 clr mov DisPData, DisP-Data3

mov mov mov mov call mov call mov

Update-My-Number:

Update:

mov mov

Counterl, Not-Update

Counter2, Not-Update CounLer3, Not-Update Update

Counter3,

for >9999 (270FH)

I

#3

DPH, My--Nunlberll

My_NumberH

#27H A

My_Numberl #0FH B

Under_9999 My_NumberH, #0

My_Numberl, #0

Decimal _Adjust.

Main-Prog-Loop

ret:

A, A, B, A, A, A.

-**********************************

UPdate-MY-Number

NoL-UPdate:

DPH

My_Numberl, DPL Decimal_Adjust

ret

*********** .*******************************************

d)nz djnz djnz catl

DPTR

My_NumberH,

Under_9999:

;Display 4 ON setb DisP-CTRL4 Dj-sP-CTRL1 clr DisP-CTRL3 cl-r DisP-CTRL2 c1r mov DispData, DisP-Data4

call sjmP

DPL, My_Nunberl

;Check number

ON

t69

Antarmuka dengan Display

mov inc mov mov call

DisP-CTRL1

;DisplaY 2

setb clr c1r clr mov

AT89552

:

XH.

My_NurnberH

XL,

My_Numberl

YH,

#03H

YL,

#0EBH

DIV16

A,

Z2

Segment_Converter

Disp_Data4,

A

*

mov mov mov mov call mov call mov mov ill(

)v

XH,

2L

XL,

Z0

YH,

#0H

YL,

#64H DIV16

A,

Z2

Segment_Converter Disp_Daca3, A Xll ):

,

L,

'/,\ i',1)

**

*************

**

**

**

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokont1glf{qss2

r70

mov mov callmov call mov mov call mov

YH,

Antarmuka dengan Display

mov

#0H

YL,

1call

#OAH

mov

DIV15

A,

cpl jnc

Z2

Segrment-Converter

DisP-Data2,

A,

mov mov

A

div_1:

Z0

mov

Seqment-Converter

Disp-Data1,

r1c

A

mov mov

ret: ************** - * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * ;

**

*****

**

******

r1c

** * *

mov

dlnz

Aritmethic sub-routine ****** *******************************

.***************

DIV16:

**

orl

A, A,

7nz

div_OK

-mov

setb

mov mov mov mov

*

YH

YL

c1r

ret

zov

ret

div-OK: mov mov mov mov mov mov mov

R1,

XH

RO, XL

xH, #0 xL, #0 R3, #0 Pt2,

#0

R7,

*16

div-looP: c1r mov

rlc

mov mov

rIc

RO, A R1

A

R1,

mov mov

A,

r1c

A

I

subb mov mov

SUB16

C, ZOV C

div_1 XH, ZH

Xl, A,

ZL R2

A

R2,

A,

A

R3

A

R3, A R7, div_1oop

23, 22,

R3 R2 XH

21., ZO, XL zov

A,

XL

C

A, YL ZL, A A, XH

subb

a

mov mov

ZH,

vrj A

zov, c

**********************************************

RO

A

A,

I

clr

XH, A

reL

C

A,

SUB16: mov

r7t

A XL

mov mov

xl, A A, XH

r1c

A

Segment_Converter:

inc A movc A,

@A+PC

ret. db db db

OF9H OA4II

rltr

0li0lt

OCOH

N89Sg Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokonttoltt

171

db db db db db db

092H 082H 0F8H 0B0H

melakukan hal ini.

090H

Algoritma yang digunakan oleh subrutin Decimal_Adjusr cukup sederhana.

end

di RAM internal sebagai bilangan Bilangan yang akan ditampilkan disimpan 30H) menyimpan bilangan byte 16 bit (2 byte), yaitu My-'NumbetH1"i"t""t

menyimpan bilangan byte rendah' tinggi, d,an My-NumO"'t (^tu^u' 31H) ada 4 ditampilkan juga disimpan di RAM internal' Data display y..tg satuan' "Lu" display menyimpan data byte yang dipakai -"'i"g--"ing untuk puluhan,ratusandanribu-anldldefinisikansebagaiDisp-Datal'Disp-Data2' aritmetika' yang diperlukan untuk Disp-DataL, dan Disp-4)' Untuk operasi data display 7 segmen 4 digit' mengubah bilangan ir"tsa tO bit meniadi YL' ZH' ZL' Z0' Z1' 22' Z3' 24' dan digunakan variabel byre XH' XL' YH' operasi pembagian bilangan 16 bit' variabel bir ZOV yang dipakai untuk yairu Counterl' 1d"luy) digunakan 3 variabel Sedangkan untuk wakti

""du

variabel di atas' memberi nilai awal kepada semua Program diawali dengan 'My-Numberl diisi dengan 0' begitu juga dengan

My-numberH d,^n dengan nilai yang counterl d.an counter2. Data display diisi

akan

menampilkan angka 0 di display (0C0H)'

display' dengan menyalakan Selanjutnya, program akan mulai mengontrol menyalakan salah satu display' program display secara bergantian' Pada saat data DispData (P0) akan mengirimkan akan mematikan display yang lain' display dinyalakan' Setelah menyalakan y""g

dirpfui 'Ja""g tJpdate-My-Number untuk ke-4, program ak,"' mJ"t"'ggil subrutin terus-menerus' sesuai denga.

secara kemudian melompat lagi ke subrutin Main-Prog-Loop Counter (1'2' dan 3)' yang My-Numberakan diperbarui kalau nilai.semua (delay)' telah menjadi 0' Di program menjadi pencacah untuk wuktu ttnda tunda seperti program ini tidak disarankan untuk menggunakan waktu display berkedip' (dengan perintah call) karena akan membuat

sebelumnya

t73

Setelah dinaikkan, data tersebut dipindahkan lagi ke My_NumberH dan My_Numberl Untuk menampilkan bilangan My_Number ke display, data My*Number harus diubah terlebih dahulu ke bilangan desimal 4 digit yang nantinya akan diubah menjadi 7 segmen. Subrutin Decimal_Adjust akan

099H

Counter2, dan Counter1'

Antarmuka dengan Display

instruksi inc Dl'}'l'll (l6 bit)' My-Nuntberdiperbarui dengan mengg'unakan I dan Mv Nrttrtlt'rl' k(' l)l'l' My Nrtntbt'r'l/ clipindahkatr clahr'rltr kt' DI']l

Untuk mengubah bilangan heksadesimal 16 bit menjadi bilangan desimal 4 digit, program harus mendapatkan nilai ribuan, nilai ratusan, nilai puluhan dan nilai satuan dari bilangan rersebut (karena hanya 4 digit maka nilai maksimalnya adalah 9999. Bilangan 16 bit akan mempunyai nilai maksimal 65536). Untuk mendapatkan nilai ribuan, bilangan harus dibagi dengan 1000, hasilnya adalah nilai ribuan rersebut. Sisa pembagftn akan dibagi dengan 100 untuk mendapatkan nilai ratusan. Sisanya dibagi dengan 10 maka akan didapat nilai puluhannya. Sisa pembagian terakhir adalah nilai satuan bilangan tersebut. Masing-masing hasil pembagian (nilai ribuan, rarusan, puluhan dan satuan) akan diubah menjadi data 7 segmen untuk ditampilkan melalui subrutin Segment_Converter. Pembagian dilakukan dengan memanggil subrutin DIVL6, yang merupakan subrutin untuk melalukan pembagian bilangan 16 bit. Subrutin ini akan membagi bilangan 16 bit X (XH dan XZ) dengan bilangan 16 bit Y (YH dan IZ). Hasil pembagian be.rupa bilangan 8 bit (24, sedangkan sisa pembagian berupa bilangan 16 bit (Zl dan ZQ. Pembagian pertama dilakukan untuk mendapatkan nilai ribuan. My_nuntberH dan My_Numberl disimpan masing-masing di XH dan XL sebagai bilangan yang akan dibagi. Bi{angan pembaginya adalah 1000 (03E8H) yang disimpan di f1(03H) dan YL (E8H). Hasil pembagiannya akan disimpan di 22 yang kemudian diubah ke data 7 segmen, melalui subrutin Segment_Converter, lalu disimpan di Disp_Data4 (data display ribuan). Pembagian kedua dilakukan untuk mendapatkan bilangan rarusan. Bilangan yang akan dibagi diperoleh dari sisa pembagian perrama, yang disimpan di Zt dan 22. Bilangan ini akan dibagi dengan 100 (0064H), hasilnya disimpan di

Disp_Data3 setelah diubah ke data 7 segmen. Pembagian selanjutnya dilakukan untuk mendapatkan bilangan puluhan. Pembaginya adalah l0 (000AFI). Ilasil 1;ernl;ag,iannya akan disimpan di Disp_Data2, setelah diubah ke clata 7 st.l.irrrt'n. llilirrrgarr saruan didapat dari sisa pembagian puluhan(ZQ, rlirrr liurlisurrli rlirrlr,rlr kr'rlrrt;r 7 st,grrrt,rr rlan rlisiml.lart tli Disp Datal.

l'likrokontroler AT89S51 Teknik Antarmuka dan Peinrograman

174

melakukan 16 pada dasarnya dilakukan dengan Pembagian bilangan 16 bit merupakan Operasi pengurangan Pertama kali pengurangan bilanga" tO Uit' berikut p"rgorurrgun dengan Persamaan (pembitang) x

2-15

-

Pembagi

untuk menentukan aPakah (pembilang) x 2-r5 > Pembagi

(borrow) dihasilkan dari proses Pengurangan )ika tidak ada pinjama t Proses dari hasil pembagian _akan di-set. tersebur, bir MSB tui, r."-lsl 0' Bit i = sampai =U'i= 13' "' pengurangan selan;utnyu dilanjutkand""g"tl

i"-ia"ri iasil (pembilang)

pengurangan pembagian akan di-set iika operasi

* 2'i -

tersebut

melakukan oPerasi Pengurangan menghasilkan pinjaman' Untuk untuk menentukan apakah subrutin SuBl6dipanggil' Bit ZOVdigunakan apakah ZoV juga digunakan untuk menentukan ada pinjaman atau tidaf,]Bit tidak pembagian karena pada operasi

0 atau bukan'

disimpan di bilangan 0'.Hasil pembagian akan diperbolehkan p"*uugi udulah ti'" p"*b'gian akan disimpan dt Zl dan Z0' register

Z3

6.1.4

datt. Zz'

"Lu'gf^n

REGISTER GESER DISPLAY 7 SEGMEN DENGAN d"L*": multipleks pengendalian display 7 segmen

Salah satu kekurangan display' Program terus-menerus mengendalikan adalah ;rrogram harus selalu karena pengendalian display terlalu lama tidak boleh meninggalkan subrutin lain y:"9 kedip pada display. )ika ada hai

l1:: akan menimUoff.urr'"i"i mungkin harus melalui insterupsl' misalnya' saklar membaca dikendalikan, untuk kendali bertambah, port |ang diperlukan Serain itu,

;it";rr*r"iirspray

walaupun display juga akan bertambah

po" a"iu tetap' Efek kedip pada

Untuk kalau iumlah display terlalu banyak' display mungkin akan bertambah 7 segmen yang bisa mengendalikan display itu diperlukan teknik lain untuk port mikrodengan iumlah besar' sedikit menangani display 7 segmen program tidak harus selalu menialankan kontroler yang diperlukan' dan terus-menerus' Salah satu caranya subrutin pengendalian display secara ."ngg""utun register geser (shift register)'

l"t*un

r75

Teknik register geser pada dasarnya adalah mengirimkan data 7 segmen secara serial, sehingga hanya dibutuhkan 3 pin pengendali, 1 pin untuk mengirim data 7 segmen, satu untuk mengirimkan sinyal clock sebagai sinyal sinkronisasi untuk menggeser bit-bit data, dan satu lagi diperlukan untuk keperluan lain, mereset register geser untuk memadamkan display misalnya (seperti diperlihatkan oleh Gambar 6.6). Register geser yang digunakan adalah IC TTL 74L5164. Display 7 segmen yang digunakan berukuran 4 inci, karena itu dibutuhkan driver karena memerlukan ams yang cukup besar. Driver yang digunakan adalah IC DS2003 yang merupakan 8 buah transistor Darlington dalam satu kemasan IC. Resistor I KO digunakan antara outpur register geser dengan basis transistor, sedangkan untuk membatasi arus yang mengalir ke LED, resistor sebesar 560 Q dihubungkan antara 7 segmen dengan DS2003 (bergantung pada tegangan VCC dan display yang digunakan).

Pemba$i

pembagi bilangan

Antarmuka dengan Display

Register geser yang pertama akan mendapat masukan data dari pin data mikrokontroler. Bit ke-8 data (QH) dari register geser pertama akan menjadi masukan bagi register geser kedua dan seterusnya sampai register geser kelima. Masukan clock dan reset semua register diparalel dan dikendalikan langsung oleh mikrokontroler. Data output masing-masing register akan dihubungkan ke driver 7 segmen, dengan QA dihubungkan ke driver segmen A, QB dengan segmen B dan seterusnya sampai QG dihubungkan dengan segmen G. QH tidak dipakai untuk mengendalikan segmen. Dengan hubungan seperti ini, maka data dari mikrokontroler harus dikirimi bit MSB (bit ke-7) terlebih dahulu dan data untuk menampilkan bilangan puluhan ribu dikirim terlebih dahulu, disusul oleh data ribuan, ratusan, puluhan dan satuan.

Antarmuka dengan Display

t17

lT6TeknikAntarmukadanPemrotramanl,likrokontrolerATS9S52

IC6OO

741d'4

!J ur

0urA ll.l.4 AUTB II,IE EUTC [.lc l:rUTEr lH tr OUTE II.IE IHF - EUTF IHIJ E OUTG O G}IE

qg

L_IF cLK

il4 rt3 0?

o4f

rll

O0

A E

C

Cohri]

B E

F

Program berikut akan menampilkan bilangan 0 sampai 65535 (0000H FFFFH) pada 5 digit display 7 segmen yang dikendalikan oleh register geser. Tabel data yang digunakan merupakan komplemen dari data 7 segmen dari teknik sebelumnya.

EOM1

G

Title File name ;Version ;Created date ; Progranuner ;Program

DOT

;

116111

74164

eu-

|l.lA IHE IHI ll.l E |l.lE lllF |lt6

Bl oE

a4 E3

o?

CLK O1 o r:. 00

ouTA

A

OUTB

B

|]UTE

c

c0h,t

. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * ** * * * * * * * * * * * * * **

urtl

B

ouTE

F

0

0urF -d 0uTs rr 6lt0

e

col"tl

[i OBT

,.

*

**

****

**

**

74164 of

Em L:LK oc(

o4 03

i2 Dl

E0

[.lA lllB |lil] titrr

ouTA

0urs

DUTC

0uT0

OUTE INE IHF - OUTF IHG E OUTG O GHE

**

***********************

14164

elE CLK o{

UE

65 Q4 o3 0? O1

00

rHA |l.lE

E

C

E0luU

0 E

F

C0lutl

6

g0T

ouTA

A

ouTB

B

OUTC IHC 0 uTE [.lD OUTE IIIE llrF - ouTF tNG E ortrc u GHO

UE

71116{ oc o4

EIF

CLK o4

o3 01 O'I

00

IHA INB [.rc INE INE IHF tHrj

OUTA OUTE

ouTc OUTD OUTE OUTF

-6 rjHE o 'luTB

;7

segment

**

**

***

*

control pin

SS_DAT equ SS_CLK equ SS_RST equ

P3.5 P3.6 P3.7

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * ,'Internal RAM mapping . * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * **

C

E0lut

E E

F

C0tutl

rj

FlagReg

zov

ODT

A

eqnr bit.

20H

FlagReq.0

My_NunberL

egu equ

Disp_Data1 Disp_Dat,a2 Disp_Data3 Disp_Data4 Disp_Data5

egu equ equ equ equ

33H 34H 35H 36H

XH

equ equ equ

3BH 39H

YI,

ecTLl

3AH

'/,t I

r '(

30H 3l_H

B

C

C0lt't

0 E

F

COM1

0 EOT

Geser Gombor 6'6 Disploy 7 Segmen dengon Register

XL

berada di logika tingg'i karena Untuk menyalakan segmen' bit data harus memerlukan rt'gang,, urrtuk driver transisror yang iipuLui adalah NpN dan

YH

nrcnyalakanrrya (basis t ransislor)'

**

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** ** ** * *

My_NumberH IC6O4 qJ

**

A

-*****************

rc603 ql

** ** * **

; Microcontroler Pin/ PorL Assi-gnment

-***********

rf6o2 E[

: "7 Segmen Displ-ay with shift register,, : TSegirnen4 . asm : 1.0 : January 07, 2007 : Usman

ll

I

32H

31H

']RII

l'likrokontroler AT89S52 Teknik Antarmuka dan Pemrograman

r78

mov mov mov mov

3CH

ZL

3DH

q1

equ equ equ

Z3

equ

40H

ZO

ZL

3EH 3FH

*x * * * * ** * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * ** * * * * * * -******* ********

;Main Program .

rJr+++************************* ********************************* 0000H Org

Main-Prog:

*" mov

MY-NumberH' #OFFH MY-NumberL' #OFFH

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Update-MY-Number : .***

mov mov inc mov mov mov mov call ret

**

#O3H #OE8H

XH,

ZJZ

Disp_Data4, ZL

XL,

ZO

YH,

#OH

YL,

#64H DIV16

A,

Z2

Disp_Data3,

XH,

XL, YH,

YL,

ZL ZO

#OH

#OAH

DIV]-6

mov mov

A,

mov mov

A.

22

Disp_Data2, ZO

Disp_Data1,

ret .********************

DPTR

MY-NwnberH' My-Nr:rnberl,

XH,

'

. * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * *

DPL

MY-NumberH

DIV16:

Decimal-Adjust

Decimal-Adjust: mov YH, *27H

YL,

DIV16 z2

DisP-Data5'

**

*******

**

**

** * *

mov or1 jnz setb ret

A. A.

YH

YL

div_OK ZOV

div_OK:

#l-0H

A

** ** **

; AritmeLhic sub-routine

DPH

XL, My-Nunlcerl

A,

YL,

ZO

mov mov mov mov

** * *

DPH, MY-NumberH DPL, MY-NumberL

* ** * * * * * * * * * * * * * * * * . * * * * * ** * * * * * * * * * * * *

mov call mov mov

** **

YH,

DIV16

call

******************

XL,

A,

mov mov mov mov

DisPlaY-To-7-Seg;rnent DeIaY DelaY DelaY Main-Prog-Loop

XH, ZI

call

mov mov

uPdate-MY-Number

t79

mov mov

call

Main-Prog-LooP:

"}r call call call call sjmP

Antarmuka dengan Display

mov mov mov rIr()v

R1, R0,

XH

XL

XIl, ll 0 XL, tl ()

**

*************************

**********************

**

** * *

****

**

I'likrokontroler Ieknik Antarmuka dan Pemrograman

t80

mov mov mov

R3, #0 R2, #0 R7, *L6

div-looP:

cIr

C

AT89S52

Antarmuka dengan Display

subb mov mov subb mov mov ret

A,

t8r

YL A

ZL,

A, A,

XH YH

ZH, A ZOV, C

mov

A,

r1c

A

. * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * *

mov mov

RO, A

Di sp 1 ay_To_7_Seg-ment

A,

r1c

A

RO

mov mov

R].. A A, XL

r1c

A

mov mov

A,

r1c

clr mov mov

R1

xl,

A XH

A

mov

XH,

1caIl

SUB16

A

mov

c, zov

cpl jnc

div-1

mov mov

div-l-: mov

r1c mov mov

rlc

mov

djnz mov mov mov mov

c1r

XH,

ZH

Xl, A,

ZL

R2

cLr

*************

:

,

#Dj-sp_Data5

A,

:

@R1

Send_Data_To_Display R1

R0, Dj-sp1ay_To_7_segrment_Loop SS_RST

B,

:

#8

Segment_Converter

Send*Data_To_Di sp1 ay_Loop

r1c mov clr

**

:

A

SS_DAT,

C

SS_CLK

nop

A

R2,

A,

A

R3

R3, A R7, div-1ooP

23, 22, ZI,

setb

R3

R2 XH

ZO, XL zov

ret

C]

XL

-CLK

B, Send_Da ta_To_Di sp 1 ay_Loop

Segment _Converter:

inc

movc

ret db

A,

SS

nop

d)nz

A

ret

SUB16: mov

R1

Send_Data To_Di-splay

mov call

********

SS_RST R0, #5

Di sp 1 ay_To_7_Segrment_Loop

mov call dec djnz setb ret

**

A

A,

@A+PC

0'7'7H

db

03 0H

(ll

OI,:3II

)

rllr

01.'1

il

**

****

Antarmuka dengan Display

l'likrokontroler AI89552 Teknik Antarmuka dan Pemrograman

r82

db db db db db db

0B4H 0D5H 0D7H

070H OFFH

0F5H

****** ********************* .******************

Delay:

mov mov

**

******** i

R0, #0

!

Rl,

#0

I

R0,

$

DelaY-LooP:

dloz dlnz ret

t

Kr, DelaY-LooP

Subrutin Send_Data*To_Display akan mengubah data heksadesimal menjadi data 7 segmen dan menigirimkannya ke rc74164. Pengiriman data dilakukan secara serial (bit demi bit) melalui subrutin Send*Data_To_Display. Data. yang disimpan di A, akan digeser ke kiri melalui bit C (instruksi rlc). Kemudian melalui operasi pemindahan bit, bit C akan dikirimkan ke pin dara lC74164 (SS_DA7). Sinyal clock, yang berfungsi sebagai penggeser bit data, dikirimkan melalui pin SS*CLK dengan instruksi clr dan serb. Instruksi nop digunakan sebagai waktu tunda I siklus mesin. Menurut lembaran data IC 74164, data akan digeser pada saat transisi dari logika rendah ke logika tinggi di pin SS_CLK Seluruh 8 bit data akan dikirimkan, register B dipakai sebagai pencacah bit (8 bit). Program tidak perlu mengonrrol display rerus-menerus karena lC74164 mempunyai penahan (latch). Display hanya dikontrol kalau data yang akan ditampilkan berubah. Dengan demikian bisa mengurangi beban kerja mikrokontroler"

end yang akan ditampilkan disimpan di Seperti program sebelumnya' bilangan d,un My-Numberl). Subrutin updatealamat RAM intern ^r 1iy_Nr-t"itt nllai My-NumberH dan My-Numberl'

My-Number utur,

16 "'"--[rbarui Decimat-Adju'er dan pembagian bilangan ribuan "'t*ti" puluh bilangan subrutin t"t ;t'*' akan mendapatkan ratusan

Dengan menggunaka"

bit (DIV16),

t8l

bilangan di Disp-Data'If' bilangan ribuan (Disp-Data$' bilangan satuan dan (Disp-Dara) (Disp-Data31, bilangan puluhan 7 seg'men

(disimpan

(Disp-DataI)' Bilangan

My-Nu-t"'

akan ditampilkan ke display

memanggil subrutin Display-To-7-Segment' diawali dengan mereset IC 74164 dengan Subrutin Disptay-To-7-Segment tujuannya agar semua output register membuat pin RST Uu'togi"k" rendah; pengiriman (ilurnutikutt display)' sehingga pada saat geser berlogika rendah data)' penggeseran (efek dari berbayang data tidak membuat it'nf", seperti ini 5 contoh (dalam butyuktyu digit

;"";;

Register R0 dipakai

pencacah

menyimpan alamat digit yang akan bilangan puluh ribuan-yang pertama ditampilkan. Seperti telah dijelaskan' alamat Disp-Data5' Dengan mengkali dikirimkan, maka R1 diisi dengan langsung' digit demi digit akan dikirimkan

'"Uug"i digit), sedangkan Rl aiiut"l untuk

gunakan mode pengalamatan tak data digit diklti*ktt'' deng'arr mcmangg'il ke display. Setelah selesai' semua \C74164 akan clibcri logika tinggi Send-Dara-To-Display' pin RST

subrutin untttk mcnyalakan clisplay kernbali'

6.I.5

PERTIMBANGANPERANCANGAN

Teknik-teknik pengendalian display 7 segmen, seperti yang telah diterangkan pada subbab sebelumnya, mungkin hanya sebagian teknik yang paling banyak digunakan dalam perancangan display yang berbasis 7 segmen. Cara lain mungkin bisa dilakukan dengan menggunakan IC kendali display 7 segmen dengan dekoder dan driver yang digabungkan dalam satu kemasan. Namun, dari penjelasan di atas ada beberapa hal yang bisa dipertimbangkan dalam merancang sebuah display (penampil data) dengan menggunakan 7 segmen, baik ditinjau dari segi hardware maupun software. Sebuah aplikasi yang hanya akan menampilkan data 2 digit, lebih baik menggunakan teknik koneksi langsung, kecuali kalau aplikasi tersebut memerlukan port-port mikrokontroler dengan jumlah besar, mungkin perlu

dipertimbangkan

teknik multipleks atau bahkan menggunakan teknik

register geser. Aplikasi lain yang lebih kompleks dengan digit data yang harus

ditampilkan lebih banyak, lebih baik menggunakan teknik regisrer geser. Tentu saja jumlah IC (atau hardware) yang diperlukan akan menjadi lebih banyak. Perlratikan, susunan pin display 7 segmen untuk display dengan ukuran yang bcrbcda akan berbcda pula. Oleh karena itu, pada saat merancang PCB harus st'lalu rnt.ngirt'rr kr, lt,rrrhanrrr clata yang, dikeluarkan oleh pabrik pembuat.

llirrrgkarirrr

(

rtrt

rl;r\',r

(Jtt11

,,,

.t'tr1r1rlt.)

juga Iarus discsuaikan

clclgan

Ieknik Antarmul
184

Antarmuka dengan Display r85

kebutuhan arus display 7 segmen. Semakin besar ukuran display, semakin besar arus yang dibutuhkan. Struktur software pun harus diperhatikan agar tidak menimbulkan efek kedip pada display. |ika jumlah display yang diperlukan menjadi sangat banyak dan beban mikrokontroler menjadi sangat tinggi, mungkin diperlukan lebih dari

Konfigurasi dispray. dot matriks mengharuskan teknik terrenru unruk mengendalikannya, baik hardwa." *u.,pr., software. Tidak seperti dispray 7 segmen yang hanya memerlukan

I byte

data untuk menampilkan dara, display dor matriks memerrukan Jebih banyak dara untuk menamp,kan data,

satu mikrokontroler untuk

apalagi kalau data yang akan ditampilkan adaiah ar," gr"nk. Untuk menampilkan dara ke dispray dot matriks, hal pertama yurrg t d,akukan adalah menenrukan LED di kolom dan "'*,yang baris mana saja harus dinyalakan' Namun, karena konfigurasinya,

display.

sekaligus' LED hanya bisa baris (scanning baris).

6.2

mikrokontroler

mengendalikannya. Satu mikrokontroler berfungsi sebagai pengendali display dan yang lainnya berfungsi sebagai pengendali utama sistem, yang juga akan mengendalikan mikrokontroler

cepar' display akan terrihar mera,r,pirkan data yang diinginkarr.

DISPLAY DOTMATRIKS

Display dot matriks terbentuk oleh beberapa LED (berbentuk "dot") yang disusun membentuk matriks 5 kolom dan 8 baris (5xB) atau dengan ukuran lain. Kolom bisa berfungsi sebagai katoda (common katoda) dan baris sebagai anoda (common anode) atau sebaliknya. Gambar 6.7 memperlihatikan display dot matriks dengan kolom sebagai katoda dan baris sebagai anoda. Dengan susunan yang seperti ditunjukkan oleh Gambar 6.7, display dot matriks bisa

menampilkan tidak hanya angk, tetapi juga huruf atau bahkan gambar (grafik). Susunan nomor pin bisa bervariasi sesuai dengan ukuran display dan pabrik pembuat. )enis display dot matriks inilah yang akan dibahas di dalam buku ini. KOLOM KOLOI\,I

BARIS

'

,4

5 6 7

I

oooo C ooco o oooo o oooo C ooco OOCC C oooo L-)

(a)

Display frd

Matrils

LED tidak bisa dinyarakan dinyarak* p". kolom (scanning koi-) arau per p.or", p"ryulaan kolom rtu,_iburi, yang sangat ?:"S..,

-

t

"^*,'l I

t".rtu ,aja arau baris ke

han_

dispray agar dispray

JilT';ffi;tr fiLrj:l:T

fl:T,lorom

Teknik antarmuka yang akan digunakan (scaning kolom atau baris) harus memperhatikan kebutuhan port mikrokontrorer atau komponen luar pendukung yang diperlukan. Sebuah IC driver display dot matriks memungkinkan untuk mengendalikan display dot macrils sisi sofrware dan hanya m"-botrhku, sedikit dengan mudah crari porr mikrokontrorer. Masalahnya, IC jenis ini surit didapa*an di pasaran, karena iturah diperlukan teknik terrentu. Regisrer geser dapat digunakan untuk menghemar port. Keluaran register geser yang paling ,-r- adalah g bit clan bil dig.rnakun unruk mengendalikan kolom, ,"hi.rggu saru dispiay dor matriks hr";; menggunakan 5 bir' sisanya bisa digunakan unruk mengendarikan korom display yang lain. pemilihan baris -yang akan diaktitkan bisa dilakukan dengan menggunakan rransisror yang difiingsikan sebagai sakrar. Teknik ini mempakan teknik scanning baris. Gambar 6.g memperlihatkan sebuah display dor matriks yang dikendalikan dengan reknik ini dengan menggunakan sebuah IC regisrer geser 74164 da. g buah transist"o, sebagai pemilih baris.

4 5 a a

(b) Rangkaran Ran8kara(

Ek:ml Ek:mlen

Gombor 6.7 Disploy Dot Motriks don Rongkoion [kuivolennyo

seperti terlihat pada Gambar 6.g, kolom (common karode)dikendarikan oleh IC register geser dan baris (common anode) dikendalikan oleh transistor. Untuk menyalakan LED pada sr.ratu baris, baris yang b"rrurrgkrrr. hu.r, tertrubung ke vCC dengan mengaktifkan rransisror (kendari baris ROwcTRL bcrada di logika rendah karena digunakan rransisror pNp) dan keluaran rt'gislt'r gt's.r hrr'rs berada di rogika iendah. Daram menampirkan dara, baris l)('r'ra*ir
Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89552

t86

di logika (ROWCTRL-1 berlogika rendah dan ROWCTRL yang lain berada register geser harus tinggi). Oleh karena pada saat menyalakan LED keluaran bisa dilakukan tidak display berada di logika rendah, untuk mematikan rendah)' berlogika pin CLR dengan mereset register geser (dengan membuat tinggi' dalam aplikasi ini pin CLR akan selalu berada di logika

Antarmuka dengan Display

t87

Data yang dikirim disesuaikan dengan apa yang akan ditampilkan, apakah grafik atau karakter (angka dan huruf). Misalnya rangkaian anrarmuka Gambar 6.8 akan digunakan untuk menampilkan huruf "A" dengan ukuran font 5x7 (dengan demikian baris ke-8 tidak digunakan). Untuk itu harus ditentukan LED mana saja yang harus dinyalakan. Perhatikan Gambar 6.9.

Jadi,

kolom dari baris Mikrokontroler kemudian akan mengirim data untuk melalui DM-DAT pertama. Proses pengiriman data dilakukan secara serial pengiriman data (sama dengan i"ngun sinyal clock dikirim melalui DM-CLK dilaniutkan Lalu geser)' serial ke display 7 segmen pada teknik register dikirimkan), baris dengan mengaktifkan blris kedua (dengan data kolomnya baris ke-8' ketiga, dan seterusnya sampai baris ke_8. Setelah merryalakan terus-menerus secara pertama mikrokontroler kembali mengulang dari baris

tooo

ocoa aooc aaao oooa

.CC)C)

ooo

agar data tetap tertampilkan dengan benar'

Gumbor 6.9 Tompilon Huruf "A"

Untuk menampilkan huruf "A", kolom ke-2, 3 dan 4 di baris pertama harus menyala. Di baris ke-2, kolom yang harus menyala adalah kolom ke-l dan ke-5. Tabel 6.3 memperlihatkan LED mana saja yang harus dinyalakan beserta data heksanya untuk menampilkan huruf A.

-d(i+sEts@ ?==33=ts= F.J66.JOog dECCETEE

Tobel 6.3 lobel Doto unluk Huruf "A" rforafl-

ouuouo

C1

O,

C3

c4

C5

Data

(Da

(D6)

(D5)

(D4)

(D3)

(D2)

(D1)

(D0)

(H)

1

0

0

0

I

0

0

0

2

0

0

0

0

I

1

I

0

OE

J

0

0

0

0

1

I

0

OE

4

0

0

0

0

I

I

0

OE

5

0

0

0

0

0

0

0

0

00

6

0

0

0

0

1

I

0

OE

0

0

0

0

I

I

0

OE

X

X

X

x

x

x

x

X

Bads

11

EEEHEHEE 0E

v

Ea

sE d dii

8 Gombor 6.8 Anlormuko Disploy Dol Molriks

X

Ieknik Antarmulta dan Pemrograman Mikrokontroler

r88

AT89S52

Antarmuka dengan Display

mov r1 mov inc cafl d)nz sjmp

A (dan juga huruf yang lain)adalahTbyte.Bitke-5,ke-6danke-7(D5'D6danD7)tidakdiper-

Data yang dibutuhkan untuk menampilkan hur-uf

ini tidak perlu dikirimkan' Dengan memperhatikan serta f,rbrrngrn antara bit data der.rgan kolom yang dikendalikannya yang data ,u.rgkuirn antarmuka yang ditunjukkan oleh Gambar 6'8' bit gunakan sehingga bit-bit

pertama kali dikirimkan adalah bit ke-0 (D0)' ..A,, ke display secara tenrsP0' DM-DAT dan rnenerus. Kendali baris (ROWCTRL) dihubungkan dengan danP2'7 P2'6 ' DM-CLK masing-masing dihubungkan dengan

di bawalr akan menampilkan huruf

Prograrn

** * ** **

**

** ** **

Port AssignmenL *** ** ** ** ** * * * * ******

Pin,/ **

*******

**** *** * **

equ DM-DAT equ DM-CLK equ -*

**

**

** **

******

**

***

** **

R0,

mov

t1

DM-CLK

C

DM-CLK

R0,

Send_DM_Data_Co1om_Loop

mov

R3,

#01

call ret

Delay_1

Delay_1: ****

** **

*******

**** ** ** ** ** * * **

mov mov djnz djnz djnz ret

#OFEH

DPTR, #Char-Data , l+t

Main-Prog-LooP: ROWCTRL, #0FFH mov A clr movc A, @A+DPTR ca1.1. Send,DM-Data Colom Tn()\/ Iio\^Jtl'l'iil ,, 110

R4,

#2FH

Delay_2:

0000H

mov mov

DM-DAT,

c1r

Delay:

******************* .************************************

Org

A

djnz ret

;Main Progiram Main-Prog:

rrc mov

setb

P0

P2.6 P2.1

Delay B, Main*Prog*Loop Main_Prog

nop

;Dot Matrix Control Pin

ROWCTRL

A

nop nop

**

Microcontroler

-

R0, DPTR

mov R1, #5 Send*DM_ Data_Co1om_Loop:

Title : "Dot Matrix Display 1" : DotMatrixl-'asm ;Fi1e name : 1.0 ;Version : JanuarY 17, 2001 date ;Created i Usman ;Programmer * * * ** ** ** * * ** * * * * ** ** ** * * ** ** * ** ** ** * * * * * * ** ** * * * * ;

R0

A

Send_DM_ Data*Co1om:

;Program

.***

A,

t89

R5, #0AIJ R5, $ R4, Delay_2 R3, Delay_1

I

Char Data:

db

OEH, 1EH, 1EH, 1EH, OOH, 1EH,

1EH

end Pengiriman 7 byte data program dilakukan dengan cara membaca tabei clengan tabcl data disimpan di alamat Char_Data. Register R0 menyimpan clata baris, rriliri rwllnya aclalah FEH (baris pertama yang aktif). Register B

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

r90

AT89552

byte)' Sebelum mengirimkan bit-bit berfungsi sebagai pencacah 7 (banyaknya port

dengan mengirim FFH ke data, program akan mematikan display pertama data dibaca dan dikirimkan ROWCTRL. Dengan instruksi movc byte data kolom dikirimkan' melalui subrutin Send-DM*Data-Colom' Setelah port ROWCTRL' melalui dikirimkan data baris y"r,g t".ri-p1" ai nO akan sehingga baris seianjutnya diaktifkan Data baris kemudian akan di'e'uaikan Sebelum mengaktifkan baris dengan instruksi rl melalui akumulator' display tidak terlihat menyala selanjutnya, subrutin Delay dipanegil agar jika terlalu lama, display akan semua. Waktu t\nda (delai)hu*, Ji."ruaikan, akan terlihat redup atau terlihat berkedip dan jika terlalu cepat' display ketuiuh byte data terkirimkan' menyala semua. Hal ini akan diulang sampai lagi agar display bisa menampilkan Dan program akan mengulang dari awal data dengan benar. sama dengan sub.rurin yang

Subrutin send_DM_Data_colom pada dasarnya yang dipakai pada display 7 dipakai untuk mengirimkan data ke register Eeser

pencacah bit' Karena hanya 5 bit segmen. Register Rl digunakan sebagai Bit ke-O (D0) adalah bit yang pertama yalng dikirim, R1 akan dii,i dt''gu' 5' rrc untuk menggeser D0 l<e C' kali dikirimkan sehingga digutta-kan instruksi pin DM-DAT' aku,i*dikirimkan ke register geser melalui

Bit C kemudian

Sinyal clock dikirimkan melalui pin DM-CLK'

6.2.1

DISPtAY DOT MATRIKS MENAMPITKAN KARAKTER

seperti biasa' bilangan 16 bit Contoh program di bawah akan menampilkan' konfigurasi fisiknya' (MyNumber) ke 16 buah display dot matriks' Dengan

13 karakter (di mana display hanya akan bisa menampilkan sampai p"n".rrpurur,.dalamPCBtidakadajarakantaradisplaydotmatriksyangsatu jarak 1 kolom antarkarakter)' dengan yang lain dan juga harus ada 6'10' karena ukurannya tidak semua Rangkaiannya ditunjukka" ol"h Gambar komponen ditamPilkan'

menampilkan bilangan 16 bit (0 Seperti telah diterangkan, program akan ICOtn'ruER" di depannya' Submtin untuk sampai 65365) a"ng"u.' tt'i" sama dengan yang telah dipakai oleh mengolah bilangan ieLsa tO bit (2 byte) 7 Segmen deng'an Mtrltipl''ks)' program sebelumnya (Subbab 6'1'3' Display

Progratrrnrcrrglralliskatrwaklulryarttltttkrrret-rgirinl(lilli|kr..lir1,liry.

Antarmuka dengan Display

t9r

MyNumber akan diperbarui kalau bir updateFlag di-set dengan memanggii subrutin Ch eck-Del ay-Cou n ter. Untuk menampilkan data ke display, diperlukan algoritma yang sedikit unik. Oleh karena display akan difungsikan untuk menampilkan karakter, akan menjadi lebih mudah jika data dalam formar ASCII. MyNumber (dalam bilangan desimal akan memerlukan 5 digit atau 5 byte) akan diubah ke data ASCII melalui subrutin HexToASCII, sebuah subrutin yang sangat sederhana untuk mengubah bilangan 0 sampai 9 dalam heksa menjadi "0" sampai "9" dalam ASCIL Tentu saja setelah MyNumber dipecah menjadi bilangan puluh ribuan, ribuan, ratusan, puluhan dan satuan melalui subrutin Decimal Adjusr. Data-data ASCII tersebur akan diubah menjadi format data 7 byte. Data 7 byte diperoleh dengan cara yang sama seperti untuk mendapatkan data huruf ,,A". Dalam program, data-data tersebut dideklarasikan dalam tabel data di alamat Char*Data. Oleh karena program hanya akan menampilkan .CoUNTER" dan 5 digit angka, tidak semua karakter ASCII dideklarasikan menjadi data 7 byte, hanya huruf kapital (A-Z) dan angka (0-9) yang diubah. Tujuannya untuk menghemat memori program. Namun karena di dalam kata yang akan ditampilkan ada spasi, maka tabel data dimulai dari karakter spasi.

Menur-ut tabel karakter ASCII, bilangan heksadesimal untuk karakter spasi adalah 20H, untuk angka "0" adalah 30H, sedangkan untuk huruf "A" data heksanya adalah 4lH. Kode-kode ASCII di antara spasi dan angka "0" serta kode ASCII anrara angka "9" dan huruf "A" yang ridak digunakan, ditetapkan sebagai spasi (dengan data 7 byte-nya 1FH, 1FH, 1FH, 1FH, 1FH, lFH, IFH)'

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89S52

t92

r93

Antarmuka dengan Display

equ

FlagReg

2AH

zov UpdateFlag

bir bir

My_NurnberH My_NumberL

equ

egu

30H 31H

XH

equ

32H

XL

equ

33H

YH

9s,

34H 35H 36H

FlagReg. FlagReg.

0 1

ii;irllE f'ISFLAY

1

DISPLAY

DISPLAY 16

2

=aEirs

equ

YL

equ egu

ZH FnililalFl I Roil/rTEa? --T-:r-

ZL

,'

"' EErtur-TRL-4[--+ ' ' ' Eo!iltTFL rL-:ROXt'TFL 6I Rnil,cTPt-7 f---e,. RnricrF+Es,

37H

RoillrFL ll

a5 i

z1-

Z2 Z3

oil,oAI EU_CLr

Gombor 6.10 Disploy Dot Motriks l3 Digil

;Program Title

File name ,'Version ;Created date ;Programmer ;

.***

**

equ equ equ

ZO

=3

: "Dot Matrix Display 2" : DoLMat.rix2 . asm : 1 .0 : January 21, 2001 i Usman

*******************

**

3CH

Char_Buff

50H

**

**

Program ** ** * * **

Org

*****************************

*

;Microcontroler Pin/Port Assignment

*******************************************************

**

** ** * ** **

**

** *** * **

**

0000H

;Dot Matrix Control Pj-n equ P0 DM-DAT equ P2.6 DM-CLK equ P2.7

******************************************************* RAM Mapping I Al Al Al

^

I

^

r

^ ^

mov mov mov call

My NumberH, #0

My-Numberl, #0 Counter, #50 rnitial Data

Main_Prog_Loop: Display-My-Nurnber call Check-DelaY-Counter call jnb UpdateFlag, Main-Prog-Loop clr UpdateFlag

ROWCTRL

*****************************************

3AH 3BH

Main_Prog:

**** -**************************************************

fnternal

39H

Counter

,rrtn -*

egu

3BH

^

MOV call czrl I r;jtrr1 r

ROWCTRL, #OFtrH

Update-My*Number

nsi(llI To-DM-Data-Conwerter M,rirt l'tor; LooJl

** **

*****

** ** ***

***

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AT89552

t94

*** * * * ** ** * * ** ** * * *** ** ** ** * * * * ** * *** Initial_Data: DPTR, #Initial-lisPlaY-Data mov Save-ASCII-Data-To-RAM call ASCII-To-DM-Data-Converter call ret .*

rni t ia l--Dl splay-Data

db

'couNTER 00000' ,0

Save-ASC I 1-DATA-TO-RAM

A,

clr movc mov i-nc 1nC djnz ret

** * * * * * * * * * * * * * * * * *

:

:

GA+DPTR

@R1, A DPTR R1

Save-ASCIl-Dat.a-To-RAM-Loop

t

:

ret

* * * * * *** * ** * ** * ** * * * * * ** ** ** ** ** ** **** ** * ** **** ** ** **** ,. ASC f I-To*DM-Da La-Conver t er : Blank DisPlaY call

mov mov

R2, #13 ;13 Drgrt ;Alamat byLe terakhir R0, #95H R1, #Char-Buff+12

mov ASCI I To-DM-Data-Converter-Loop : A, @Rl mov A, +20H subb XL, A mov YL, #07 mov MUL-B call XL. Z0 mov XH, ZL mov R1 dec Get-DM-Data call R2, ASCII-To-DM-Data-Converter-Loop djnz ret ,.

*********************************************i

Cet-DM I).tta;

rr)()v

l)l"l'll,

llr'lr.r

t

I),lt

A

A,

GA+DPTR

@R0, A DPTR RU

B,

GeL_DM_Data_Loop

DM_Data_AdjusL:

Save-ASCII-Data-To-RAM-Exit

Save-ASC f I-Da t a-To-RAM-Exi-

DM_Data_Adjust

B, #07h Get_DM_Data_Loop :

R1, #Char-Buff

Save-ASC I I-Data-To-RAM-Lo oP A clr

movc jz mov inc i-nc sjmp

calI mov

** ** ** ** ** ** **

:

************************************ ,.

mov

***

t95

Antarmuka dengan Display

,r

Mov mov mov add mov mov addc mov mov mov ret

YL, DPL YH, DPH A, XL A, YL ZL, A A, XH A, YH ZH, A DPL, ZL DPH,

ZH

. * ** ** ** * ** * **** ** Display_My_Number:

mov mov mov mov

R5, R6, R7, R0,

***

** * *** ** ** ** ** **

**

**

*

#07H #oFEH #B0H

#80H

Di sp 1 ay_My_Number_Loop : mov ROWCTRL, #OFFH

call mov

I I

^

I Al I l

A

Send-DM-Data-To-Displ-ay ROWCTRL, R6

mov

A,

r1

A

R6

mov

R6,

call inc mov rnov
Delay

A

R7

A, R7 ll0, n li',, l)r:;lrl,ry

My in

********

**

**

**

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l,likrokontroler AI89S52

t96

Antarmuka dengan Display

mov inc dlnz mov setb

ret **************** -***************************************

Send-DM-Da

mov

ta-To-Di sP 1 aY : R4, #16

Send*DM-Da ta-To-Da sP 1 aY-LooP

:

R0

R1, Blank_Drsplay_Loop1 B, #80 DM_DAT

Blank_Display_Loop2

call djnz

:

DM_C1ock

A,

1nc

RO

-*******************************************************

inc

RO

.inc

ue-Ld.y:

RO

@R0

Send-DM-Data-Co1om

mov call ret

RO RO

R4, Send-DM-Data-To-Display-Loop

mov

B,

Send-DM-Da ta-C

#5 o1

om-LooP

:

A

DM-DAT, C DM-Clock B, Send-DM-Data-Co1om-LooP DM-DAT

,.

_a

Counter, Check-De1ay-Counter-Exlt UpdaLeFlagr

Counter,

#50

DM-CLK

ret **

**************************************

Biank-DisPlaY:

A,

#OFFH

R0, R1,

aY

:

*

** ** * *** **

**

** ***

**

**

**

**** ** * ***

Updal-e_My_Number:

nop -***************

t

ret /.

I) i :;J;1

R2. #0AH R2, $ R3, Delay_2 R1, Delay_1

Check*De 1ay_Counter_Exi DM-CLK

mov mov mov

#2FH

Check_Defay_Counter:

djnz setb mov

nop nop

setb

R3,

?. .

*******************************************************

DM-Clock

DM-C1ock:

;rnk

rrr

mov djnz djnz djnz ret

Send-DM-Data-Colom:

clr

#01

Delay_1

Delay_l-: nol

rrc mov call djnz SETb call ret

R1,

RO

urLqt

mov

B, Blank_Display_Loop2

reL

RO

reL

I

@R0, A

mov calf

inc inc inc inc djnz

Il

r97

#B0H

#LL2

Locrp.I

mov mov inc mov mov mov mov cal I I

:

('t

DPH, My_NumberH DPL, My_Numberl DPTR

My*Nr.LmberH, DPH

My_Numberl, DPL XH, My_NumberH

XL, My_Numberl l),'r'irurl Adiust

***

*** ***** ** * *** ****

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89S5I

t98

-***

** ** **

****

**

Decimal-Adjust: YH, mov

**

** * **

******

** ** ** **

**

** * **

**

*** * *** **

*

HexToASCII:

inc a movc a, ret

+2'}H

mov

YL,

call

DIV16

#1OH

db db

mov

cal-1 mov

HexToASCII

mov mov mov

XL,

ZO

YL,

#O3H #OEBH

call

DIV16

YH,

mov

A,

call

HEXTOASCII

mov

^1-

db db db db db db db

Z1-

Z2 ,.

;

Char-Buff+9, a

mov mov mov mov

XH,

calI

DIV16

,.

ZO

YH,

#OH

YL,

#64H

calI mov

HexToASCII

Char-Buff+10,

mov mov mov mov

XH, Z\

call

DIV16

XL,

YH,

YL,

A

ZO

#OH

#OAH

mov

call mov

HeXTOASCII

Char-Buff+11,

mov

A,

call

HexToASCII

mov

ZO

Char-Buff+12.

ret .

,4'

's' '6' "1'

'8' '9'

* * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * x * * * * * * * * * * * * ** * *

Aritmethic sub-routine *****

** * **

mov orl Jnz setb ret

mov

*********************************

|

'3'

DTV16:

ZL

XL,

@a+pc

'0' '1' t.')

Char-Buff+8, e XH,

t99

Antarmuka dengan Oisplay

*******

A, A.

YH

YL

div_OK ZOV

div_OK: mov mov mov mov mov mov mov

div_loop: c1r

R1,

xH, #0 xL, #0 R3, #0 R2, #0 R7, #L6 C

mov

A,

r1c

A

mov mov

A,

r:1c

A

fil()v

l{1,

ITI( )\,1

XH

RO, XL

RO

RO, A R1 A ':t

** * ** **

**

** ** ** ** ***

*****

** * **

**** ** **

t Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler ATB9S52

rlc

x1,

r1c

A

mov

XH, A

A,

A

XH ,.

C,

cp1

L

ZOV

20t

ZO, A

*************x*****************************************

Char_Data: (lihat di

SUB].6

mov

jnc

mov ret

A

mov mov

1cal1

Antarmuka dengan Display

CD pendukunq)

end

div-1 XH, ZH Xl, ZL

Program diawali dengan memberikan nilai awal kepada MyNumber (My_NumberH dan My_Numberl) dan kepada Counter. Counter adalah alamat RAM internal 3CH yang digunakan sebagai pencacah wakru tunda. Selanjutnya program akan memanggil subrutin Initial_Data untuk meng,

mov

A,

inisialisasi RAM internal yang digunakan sebagai penyimpan data display.

r1c

l

mov mov

div_1:

R2

mov mov

R2, A A, R3

r1c

A

mov

djnz mov mov mov mov

clr

R3, A R7, div*looP q)

D1

1'Z ,

KZ

ZL,

XH

ZO, XL zov

teL

SUB16: mov

clr subb mov mov

subb mov mov

A,

XL

A, YL ZL, A A. XH A, YH ZH, A C

ret MUL-B: mov mov

A" B,

mu1

AB

lnov

7,1

XL YL

,

dipindahkan ke RAM internal melalui mode pengalamaran tak langsung dengan register Rl sebagai penunjuk alamat (Char_Bufl). Data diakhiri dengan 0, sehingga ketika program membaca data 0 artinya semua karakter telah terbaca dan tersimpan di RAM. Setelah semua karakter tersimpan di RAM, subrutin Initial*Data akan memanggil subrutin ASCII_To_DM_Data_Convet'rer unruk mengubah data

L

ZOV,

ini akan menampilkan l3 karakter ASCII. Karakter-karakter yang akan ditampilkan disimpan di RAM inrernal, untuk itu diperlukan 13 byte memori yang di dalam program ini berada di alamat awal Char_Buff (50H). Subrutin yang akan menyimpan karakter ke RAM adalah subrutin Save_To_RAM dengan menggunakan metode pembacaan tabel data. Karakter yang akan disimpan adalah "COLINTER 00000". Subrutin ini akan membaca data yang tersimpan di memori program dengan instruksi movc. DPTR akan menyimpan alamat di mana data berada. Data akan Seperti telah dijelaskan, program

rl

ASCII menjadi format data 7 byte dan menyimpannya di RAM. Seperti telah dijelaskan bahwa setiap display memerlukan data sebesar 7 byte maka untuk mengendalikan ke-16 display diperlukan memori sebesar 7x76 byte (ll2 byte), namun dengan konfigurasi display dot matriks hanya bisa dipakai untuk menampilkan l3 karakter (ada satu kolom jarak antar karakter, oleh karena itu 3x7 byte memori digunakan untuk menyimpan data spasi). Alamat awal untuk menyimpan dataT byte adalah 80H (berada di alamat RAM 128 l)yte atas), narnlln karena ada data spasi yang harus disimpan, alamat awal st'srurlllirrlrrryir rrrrlrrk rnt'rryimpan karakter format 7 byte adalah 80H+21byte ()5I

l

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89552

Sebelum dilakukan konversi ASCII ke 7 byte, seluruh alamat RAM yang dipakai harus diinisialisasi dengan data FFH. Selain itu display juga harus dipadamkan (semua keluaran register geser berlogika tinggi) pada saat pertama kali catu daya dinyalakan, karena register geser akan berada di kondisi acak. Ini dilakukan dengan memanggil subrutin Blank-Display. Pada subrutin Blank-Display, semua memori yang beralamat awal 80H sampai 112 byte berikutnya akan diisi FFH (R0 akan menjadi penunjuk alamat memori dan R1 sebagai pencacah 112). Untuk memadamkan display, pin DM-DAT

di-set di iogika tinggi kemudian sinyal clock dikirimkan sebanyak 80 kali (5x16).

format data 7 byte dilakukan dengan algoritma sebagai berikut. Register R2 berfungsi sebagai pencacah 13 (banyaknya karakter yang akan ditampilkan), R0 menyimpan alamat awal penyimpanan data 7 byte (95H) dan Rl menyimpan alamat karakter yang akan diubah. Pengubahan dilakukan untuk karakter terakhir terlebih dahulu (beralamat Char-Buff + 12) karena rancangan skematik mengharuskan data Proses pengubahan data ASCII menjadi

karakter yang dikirim harus karakter terakhir. Karakter yang akan diubah pertama dikurangi dengan 20H (tabel data diawali dengan karakter spasi yang dalam bilangan heksadesimal adalah 20H). Hasil

pengurangan tersebut kemudian dikalikan dengan 7 (melalui perkalian bilangan 8 bit di subrutin MUL-&). Lalu hasil perkalian (bilangan 16 bit) akan ditambahkan dengan DPTR yang menyimpan alamat awal Char-Data

(subrutin DM-Data-Adjust). Dengan demikian akan didapat alamat awal untuk data 7 byte dari karakter yang bersangkutan. Data 7 byte dibaca dengan instruksi movc dengan DPTR menyimpan alamat awal data. Register B digunakan sebagai pencacah 7 (7 byte) dan register R0 menyimpan alamat RAM tempat penyimpanan data. Hal ini dilakukan di subrutin Get-DM-Data sampai semua karakter diubah dan disimpan di memori.

7 byte ke register geser dilakukan di subrutin Display-My-Number. Register R5 dipakai sebagai pencacah baris (7 baris), R6 menyimpan data baris dengan nilai awal baris 1 yang aktif GEH), sedangkan R7 dan R0 digunakan sebagai penunjuk alamat RAM tempat penyimpanan data 7 byte (80H). Sebelum mengirim data serial, display dimatikan terlebih dahulu dengan mengirim data FFH ke port R()WC'fRl'. Data baris kemudian dikirimkan ke ROWCTRI setelah clata 7 bylt'ttrrtuk baris I dikirirnkan. Sitrna lralnya rlcngarr prognun l\tt fi'littt il.* l .lrrtt. rl,rtrt lr;tt is Proses pengiriman data

Antarmuka dengan Display

akan digeser ke

kiri untuk

mengaktifkan baris selanjurnya.

R7

akan

dinaikkan unruk menunjuk ke alamat data 7 byte dari baris yang aktif. R7 ini hanya menunjuk ke aramat baris untuk karakter u*rl i"rg' dikirimkan, sedangkan alamar dara sesungguhnya ditunjukkan oleh R0. Pengaturan R0 dilakukan di subrutin send-DM-Data*To_Dispray. R4 digunakan sebagai pencacah r6 (banyaknya dispray). Setelah data dibaca dan disimpan di A melalui insrruksi pengaramatan

tak rangsung, data dikirimkan melalui subrutin send-DM*Data-Corom. R0 akan dinaikkan 7 kari untuk menunjukkan alamar baris dari karakter selanjutnya yang akan ditampirkan sampai seluruh data untuk ke-r6 display terkirimka, kenyataanya

ia.ir.n

21

byte pertama adalah dara spasi). Adu- ,",, hal yang -embedaka, anrara subrutin pengiriman_data kolom anrara program DotMatriksr.asra dengan program DotMatriks2.asm. pada program DotMatriks2.asm, seterah 5 bit data dikirim, program akan memarikan l kolom sebagai jarak antar karakter, dengan membuat DM-DAT berrogika tinggi dan mengirim sekari sinyar

clock.

Nilai My-Numberakan diperbarui dengan mengecek bit tlpdateFtag,jika diset berarti MyNumber akan diperbarui dan jika tidak, prog.r- kembali melompat ke Main_prog_Loop. pengecekan bit Uparrcnr/dilakukan di

subrutin check-Detay-counter yang merupakan subrutin waktu tunda. subrutin ini akan mengurangi memori counter (yang diberi n,ai awar 50). lika counter bern,ai o, bit LrpdateFhg akan di-set d,an counterdiisi lagi dengan 50. Metode waktu t,r.,du ,"p"rti ini dilakukan karena untuk me-

ngendalikan dot matriks, program akan selaru melakukan scanning terhadap

display (program terus-menerus mengirim data ke register geser). Sama dengan cara waktu tunda untuk display 7 segmen dengan metode multipreks.

Subrutin tlpdate-My-Number akan memperbarui nirai MyNumDer

(sama

dengan subrutin yang dipakai untuk dispray 7 segmen). Seteiah didapat nilai puluh ribuan, ribuan, ratusan, puluhan dan satuan akan diubah ke data ASCII

(subrutin HexToASCIT). Data ASCII-nya akan disimpan di RAM untuk rnenyimpan karakter, puruh ribuan disimpan dj alamat char_Buff+g, ribuan rli alamat char Buff+9 dan sererusnya. Untuk memperbarui data display, srrlrrurin ASCI. To DM-Data-converter dipanggir lagi. progam kemudian ;rkirn melornptt kc Mtin prog*Loop. pada saat uka, m"mperb-arui data yang irkrrr tlirarrrlrilkirrr (tl.rrir* rrar i,i My Number), dispray harus dimatikan tlcrrl.irrrr nr('non ,rJ'rrlL,rrr l,r,rr;ir,rrrlirli hilris (port RowcTRt, clikirimi dara

Ieknik Antarmulo dan Pemrograman l'likrokontroler

AT89552

dengan

FFH). Kalau tidak, display akan terlihat berkedip' Sebenarnya dimatikannyadisplay,.f"tt"aiptetapterlihat(seluruhdisplay)'tetapidalam beberapa pemakaian mungkin masih bisa diterima'

6.2.2DISPLAYDoTMATRIKSSEBAGAIPENAMPIL GRAFIK grafik' Seperti telah dijelaskan, display dot matriks dapat menampilkan dot banyak berapa Resolusi grafik yang dapat diperoleh bergantung pada disusun dan matriks yang digunaku, du,-, bagaimana dot matriks tersebut Sebagai (hitam putih)' tentu saja hanya bisa menampilkan grafik monokrom menampilkan bisa contoh display yang dipakai ol"h p'ogu- DotMatriks2'asrn grafik dengan resolusi 80xB piksel (lebar 80 dan tinggi 8)'

yang akan Untuk menampilkan grafik, tentukan lebih dahulu grafik apa dikonversi ke ditampilkan untuk display. Kemudian dari gambar tersebut adalah mudah paling yang bentuk data dot -utrik, (data per baris)' Metode Paint (Microsoft aplikasi komputer untuk membuat gambar menggunakan matriks digunakan misalnya). Sebagai contoh, rangkaian 16 buah display dot ditunjukkan oleh yang seperti 80x8 untuk menampilkan gambar beresolusi

Gambar6.ll.Pertamabuutluhgambarbarudenganformat80xS(Width=80 danHeight:8)denganwarnamonokrom'setelahitugambarlahsesuai format file bmp dengan yang diinginkan, lalu simpan ke file dengan monokrom.

Gombor 6.1I Iompilon Progom DotMotriks3'osm

Isifilebmp(bitmap)yangtelahtersimpanbisadilihatdengansebuah

data heksadesimal software unruk mena-piff.u" isi sebuah file dalam format

(misalnyaHEdit3)ataudengansebuahaplikasisederhanasepertiBitmap Delphi' 6' File Extractor, yang dibuat dengan bahasa pemrograman Borland CD pendukungl exe dan source code dari Bitmap Extractor berada di

|softwarePendukung|BitmapExtractor.Perludiperhatikansoftwareini (error hantll<) yang masih sangat sederhana, dengan penangan error llitrttitlt sederhana pula. cambar 6.12 memperlihatkan tampilan l)r()llrirllr hrrkir lilc l)lllll'rlr yilllll lt'.rtt.itt.lrtr. Irt'rrggrrrraurrnya ctrkrrP tntttllllt. l)('rlillllil

Antarmuka dengan Display

205

akan diambil data,ya dengan tombol open pada dialog untuk membuka file pilih file bitmap yang akan di-ekstrak. File bitmap yang akan di-ekstrak ha,.s memiliki formar B0x8 dengan warna monokrom. ]ika file yang dibuka selain format ini, aplikasi akan membangkitkan error. Setelah file dipilih, dengan mengklik tombol open pada dialog pembuka file, Bitmap Extractor akan mengekstrak data-data file bitmap dan mengkonversinya menjadi formar bahasa assembler 8051 (tabel data). untuk menggunakan data, cukup klik tombol copy dan paste di file assembler. Pastikan bahwa ukuran bitmap yang dipilih (Bitmap.9zze) adalah 80x8.

ioo

lrl

h

idb rdb

lou ioo idb

'io,

0F0H,03FH, oEFH, 09FH, 08FH, oCFH, O3FH, OE7H, O7FH, OF7H,

orrn, ouei, orFi,-orrn, iltion,

orrr oFFH, 079H, oFFH, oFFH, 03FH, 03Fl oFEH, 07EH, 0FFH, 0FEH, 0FFH, 6CFt

OFCH, OFEH, O7FH, OFCH, OFFH, OCFI OF9H, OFFH, O3FH, OFgH, OFFH, OETI 0FFH, 0F3H, 0F3H, oFFH, 09FH, 0F3H, SFFH, gFTt OFFH, OF9H, OC7H, OFFH, OC7H, OC7H, OFFH, OFBI OFFH, OFCH, O1FH, OFFH, OFOH, 01FH, OFFH, OF9I

I I I

i, by [ang Usman (u 2manroyEhoo,co

Gombor 6.12 Iompilon Bilmop [xtroctor

File bitmap merupakan file standar kompurer unruk menampilkan grafik. Ukurannya dinyatakan dengan piksel (analogi dengan display dot matriks I piksel berarti I dot). File ini memiliki Header file yang berisi informasi tentang file tersebut (ukuran dan warna). Dalam format bitmap monokrom, I piksel dinyatakan dengan 1 bit. Untuk piksel yang berwarna hitam, bit yang bersangkutan akan bernilai 0 sedangkan piksel yang berwarna putih bit yang mewakilinya akan bernilai 1. Ini sangar sesuai dengan format data untuk display dot matriks, sehingga program tidak perlu melakukan konversi lagi. Posisi grafik di dalam file adalah terbalik dengan posisi grafik yang terlihat di Iayar monitor, baris pertama di layar moniror akan berada di baris terakhir di tlalam file birmap. Kcmbali ke program DotMatrix?.asm. Data grafik, dari file bitmap yang telah tlickstrak, didefinisikan dalam tabel data dengan alamat Graphic_Data. Dara irri terdiri aras B0 byre (8ox8 bit). program akan membaca data ini dan rrrt'rranrlrilkurrrryir Pt,r'buris. Ini clilakukan di subrutin Disptay_Graphic. lir'liisrcr ll-r rlrlirrrr,rk,rrr ,;,,l,rrllrri pr.rrt lrt,lrlr baris (li baris), R6 cligunakan sebagai

i

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

206

menyimpan penyimpan data pengendali baris dan DPTR

AT89552

alamat

GraPhic-Data.

mengirim FFH ke port ROWCTRL' Pertama display akan dimatikan dengan akarr ditampilkan dibaca dengan memanggil Data display per baris yang

subrutin Read-Row-Dira dan menyimpannya

di RAM' Subrutin ini

t

Antarmuka dengan Display

** * * ** ** * * ** * * * * * * * ** ** **** ** ** Char_Buff equ 50H

.***

data display yang Subrutin Send-DM-Dhta*To-Dkplay akan mengirim geser' R0 menyimpan alamat RAM di mana tersimpan di RAM ke register "'udu"!ku" R4 digunakan sebagai pencacah 10 data display tersimpan, (8x10 bit)" Bit-bit data (banyaknya data Per baris dispiay adalah 10 byte Cara pengiriman data dikirimkan melalui subrutin Send-DM-Data-Colom' cara pengiriman data pada melalui subrutin ini pada dasarnya sama dengan

mov mov mov

====-'========================= ========= Matrix Display 3: Graphic" : TiLle "Dot ;Program ;File name : DotMatrix3'asm : 1'0 ;Version 'date : JanuarY 21' 2007 ;Creat.ed ;Programmer " Usman *************************** .****************************

call sjmp ,.

** ** ** ** * ***

,*

**

***

**

***

**

**

.

mov call caIl mov mov r1 mov call djnz

; Ir)l,'l t),i I l(nM M,tl)l)i1)(l

R5, R6,

****

******

** ***

****

** ** * ** * ***

**

** ** ** ** **

:

ROWCTRL, #OFFH

Read_Row_Data

Send_DM_Data_To_Display ROWCTRL, R6

A,

R6

A

R6,A

Delay

R5, Display_Graphic_Loop *****

** **

**

**

R7, #10 R0, #Char_Buff

C]T

A

movc mov inc inc djnz ret

A,

r l r* *r l l

****

DPTR, #Graphic*nata

Read_Row_DaLa_Loop

,.

** **

#OBH

* ** *

mov mov

**

#0FEH

rel*** * * * ** * **** ** ** Read Row Data: /.

** **

**************************************

** ** *** * ** ** * ** ** ** ** splay_Graphic :

Di splay_Graphic_Loop

***

;Dot Matrix Control Pin ROWCTRL egu P0 DM-DAT egu P2 '6 DM-CLK equ P2 '1

**

Dl-sp1ay_Graphic Main_Prog

* ** * * **

Di.

*** * * * ** * * ** ** ** * * * * * * *** ** **** * * ** AssignmenL ;Microcontroler Pin/PorL * ** ** ** ** * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * **** * * *

-*

** ** ***

*** * ** * * * * ** * * ** * * * ** ** * * * * ** * * ** ** * * * ** ** **** ** ** * * ;Main Prog'ram . * ** * * * * *** * ** ** * * * * * ** * * ** * * * * * * * * ** ** ** * ** * * * * * * * * * * ** Org 0000H Main_Prog:

.

**

-***

(tiap baris terdiri atas 10 byte' 80 menggunakan R7 sebagai pencacah 10 alamat RAM tempat kolom atau 8x10 Ult=rO Uyiel dan R0 akan menyimpan dan disimpan di progam memori penyimpanan data' Setelah data terbaca dari (subrutin display ke memori data (RAM), program akan mengirimkannya S en d- D M- Da ra-To- D i sP I a Y)'

DotMatrix3'asm' seluruh program DotMatrix2.asm' Bedanya dalam program harus terusfi, (S Uir) dikirimkan' Register B menjadi pencacah 8 bit' Datagrafik dengan tetap menampilkan menerus dikirimkan ke diJplay agar display baris dikirimkan' program akan benar. Oleh karena itu, sei"l't'' '"-"u data (kembali dari awal)' kembali untuk mengirim data baris pertama

207

:

@A+DPTR

@R0, A DPTR R0

R7, Read_Row_Data*Loop A tr A

r r ***-***************************************

llr,rrrl l)M l).rt,r'l'r,

I)i ri[)l;ty: lit'lr,rr llrl I

r(.)

***

** *

Ieknik Antarmul
208

mov

R4,

mov call dec djnz

A.

AT89552

Antarmuka dengan Display

209

db #10

Send-DM- Da t a-To-D i sP 1 aY-LooP

000H, 02EH, 074H, 000H, 089H. 0D0H, 002H, 0E7H. 040H, 0OBH db

:

GRO

OOOH, O2FH, OF4H, OOOH, OBFH, ODOH, OO2H, OtrFH, O4OH, OOBH

Send-DM-Data-Co1om

db

R0

R4, Send-DM-Data-To-Display-Loop

reL

OOOH, O2FH, OF4H. OOOH, OBFH, ODOH. OO2H, OFFH, 04OH, OOBH

db OBOH.077H. OEEH, OO1H. ODFH, OBBH, OO7H, O7EH, OEOH, O1DH

db

Send-DM-Data-Co1om:

mov

OCOH, OFBH, ODFH, OO3H, OEFH, O7CH, OOFH, OBDH, OFOH, O3EH

B,

#8 Send-DM-Data-Co I om-LooP A rTC

MOV call djnz

DM-DAT,

db :

OE1H, OFDH, OBFH, OB7H, OF6H, OtrEH, OlFH, ODBH, OF8H, OTFH

db

C

OF3H, OFEH, O7FH, OCFH,0tr9H, OFFH, 03FH, OE7H, OFCH, OFFH

DM-C1ock

B, Send-DM-Data-CoIom-LooP

end

6.3 tCD KARAKTER 16X2

DM-Clock:

c1r

DM-CLK

nop nop

setb

DM-CLK

nop

ret ** ** * * *** Delay: ,.

mov

call ret Delay-l: mov

Delay-2: mov

djnz djnz dlnz ret

**

** ** ** ** * ** ** ** * * ** ** **

R1,

****

** * *** * **** **** **

menampilkan gambar.

#01

Delay-1

R3,

LCD sangat berbeda dengan display 7 segmen atau display dor marriks. Untuk rnenyalakan LCD diperlukan sinyal khusus (gelombang AC). Oleh karena itu,

#2FH

R2, #0Ali R2, $ R3, DelaY-2 R1. DelaY-l

.*************

**

******** ********************************

Graphic-DaLa: db OBCTI ,071H, OBEH,031H,

LCD atau Liquid A'ystal Disphy sekarang semakin banyak digunakan, dari yang berukuran kecil, seperti LCD pada sebuah MP3 player, sampai yang bemkuran besar seperti monitor PC atau televisi. Warna yang dapat ditampilkan bisa bermacam-macam, dari yang 1 warna (monokrom) sampai yang 65.000 warna. Pola Qtattern) LCD juga bisa bervariasi, dari pola yang membentuk display 7 segmen (misalnya LCD yang dipakai untuk jam tangan) sampai LCD yang bisa menampilkan karakter/teks dan LCD yang bisa

OC6H, O3BH, OC7H, OlBH'

OE]II' 0I('II

diperiukan sebuah IC driver yang khusus ;'uga. Pada LCD yang bisa menampilkan karakter (LCD karakter) dan LCD yang bisa menampilkan gambar (LCD grafik), diperlukan memori unruk membangkitkan gambar (CGROM atatt Character Generator ROM dan juga RAM untuk menyimpan data (teks atau gambar) yarg sedang dirampilkan (DDRAM atau Display Dara RA M. Diperlukan pula pengen dali (controller) untuk berkomunikasi dengan rn i krokontroler.

Subbab irri irl
l.t

II

1ir,rlrl. t.'.1()

r {r,l Pikst'l).

2t0

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89S52

LCD karakrer adalah LCD yang bisa menampilkan karakter ASCII dengan format dot matriks. LCD jenis ini bisa dibuat dengan berbagai ukuran, 1 sampai 4 baris, 16 sampai 40 karakter per baris dan dengan ukuran font 5x7 atau 5x10. LCD ini biasanya dirakit dengan sebuah PCB yang berisi pembangkit karakter dan IC pengendali serta driver-nya. Walaupun ukuran LCD berbeda-beda, tetapi IC pengendali yang digunakan biasanya sama, sehingga protokol komunikasi dengan IC juga sama. Antarmuka yang digunakan sesuai dengan level digital TTL (Transistor-transistor logic) dengan lebar bus data yang bisa dipilih 4 bit atau 8 bit. Pada bus data 4 bit, komunikasi akan 2 kali lebih lama karena data atau perintah akan dikirimkan 2 kali, tetapi karena mikrokontroler sangat cepat, hal ini tidak akan menjadi masalah. Penggunaan bus data 4 bit akan menghemat pemakaian port mikrokontroler. Subbab ini akan membahas bagaimana mengendalikan LCD dengan AT89S52. LCD yang digunakan adalah LCD dengan ukuran 16x2 (16 karakter 2 baris) buatan Optrex, Sharp, Densitron atau yang seienis dengan IC pengendali HD44780U dari Hitachi. Lembaran data LCD dan HD44780U bisa

dilihat di CD penduktng\Da rasheet.

6.3.I

RANGKAIAN ANTARMUKA tCD

Umumnya, sebuah LCD karakter akan mempunyai 14 pin untuk mengendalikannya. Pin-pin terdiri atas 2 pin catu daya (vcc dan vss), 1 pin untuk mengatur contrast LCD (Vee), 3 pin kendali (RS' R"/W dan E), 8 pin data (DB0 - DB7). Pada LCD yang memputyai back lighr, disediakan 2 pin untuk memberikan tegangan ke dioda back light (disimbolkan dengan A dan K). Tabel 6.4 memperlihatkan pin-pin LCD dan fungsinya'

Antarmuka dengan Display

2il

Pin-pin pengendali (RS, R/W dan E) dihubungkan dengan port mikrokontroler" Pin RS (Regkter selecr) digunakan untuk memilih apakah data

itu instruksi arau dara. Jika RS=0, berarti mikrokontroler sedang mengirimkan sebuah instruksi; sebaliknya, jika RS=1, berarti mikrokontroler sedang me,girimkan data. Pin Nw (Read,4vrite) digunakan untuk menenrukan apakah operasi baca atau tulis. |ika R/w=0 berarti akan menuliskan data atau instruksi ke LCD sedangkan jika R/w=l berarti akan membaca data dari LCD. Kebanyakan aplikasi, tidak ada proses pembacaan data dari LCD, karena itu pin ini bisa langsung dihubungkan dengan GND untuk menghemat pemakaian pin mikrokonrroler. pin E (Enable) berfungsi untuk mengeksekusi dara arau instruksi yang dikirimkan dari mikrokontroler. Sinyal yang dikirimkan berupa pulsa positif. yang dikirimkan ke LCD

LCU_87 LD 0_00 LC0_O5

LCD 04

Lco:03 LC

0_02

LCo 0r LCE:oo LCO-E LCE-RS tl_Rrtu

LC

OE?

086 D85

E94 D83 EIB! ErE

l

oE0 E RS

Ffrru

H

(s) LCD dengan Mode LCO

D?

LC0_trs

LCD-Of LC D-04

I

Eit

E87 EI86

ES5 tr

84

EE3 OB?

o8t 080

pin catu daya (vcc dan vss) dihubungkan dengan catu daya TTL, 5 Volt dan 0 Volt (ground) yang akan menyediakan catu daya bagi IC pengendali. Pin Vee akan menyediakan tegangan untuk LCD untuk mengai)r contrasr LCD' Dalam aplikasi di mana suhu berubah-ubah, mungkin diperlukan rangkaian yang khusus untuk mengatur tegangan vee agar menyesuaikan dengan perubahan suhu, karena LCD sangat rerpengaruh oleh suhu. contrast LCD akan berubah jika suhu berubah (lembaran data LCD memperlihatkan bagaimana rangkaian untuk memberikan tegangan ke pin vee). Secara sederhana tegangan Vee bisa diberikan melalui pin tengah sebuah trimPot (trimer potentiometer), yang mempunyai nilai l0 KO - 22 KC). (lihat (ianrbar

I']in DBO - DB7 merupakan bus data untuk mengirimkan arau membaca data rlan instruksi ke LCD (dua arah). Dalam mode 4 bit hanya DB4-DB7 yang tlipakai, st'tllngka,-' pin DR0-DB1 dibiarkan terbuka. DB7 juga bisa digunakan

6. r 3).

st'lrrgai

LCII

E

lcolRs LCEI

RATU

E

E5

RNJU H

A

&) LCD dengan lvlode 4 Eit

Gombsr 6.13 Antormuko L(D

l,il

'ir;rrrri l.('.1) (lrttsv

llql

RF). Seperti direrangkan c.li

clalam

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AI89S52

2t2

Antarmuka dengan Display

lembaran data, LCD memerlukan waktu untuk memproses data atau instruksi yang diterimanya. Jauh lebih lambat bila dibandingkan dengan kecepatan mikrokontroler. Untuk itu perlu dilakukan pengecekan status LCD sebelum mengirimkan data atau instruksi selanjutnya. Hal ini bisa dilakukan dengan membaca BF melalui operasi baca (pin R/W=l dengan RS=0). Jika BF atau DB7 = 1 berarti LCD sedang mengolah data atau mengeksekusi sebuah

DB7 bisa digunakan sebagai bit starus sibul< (busy flag)

Dua pin terakhir adalah pin untuk memberikan regangan ke LED backtight LCD, pin anoda (A) dan katoda (K). Seperti terlihat pada Gambar 6.13,

instruksi, instruksi atau data selanjutnya harus menunggu sampai BF=0.

sebuah

resistor digunakan untuk menghubungkan pin A dengan tegangan +5v, sedangkan pi, K langsung dihubungkan dengan GNo. nesiJtor rersebur digunakan untuk mengarur ams yang menglair ke LED backlightsekaligus mengatur kecerahan backlight. Lembaran data akan menyebutkan berapa ams yang diperlukan, sehingga nilai resisror pembaras bisa ditentukan.

Cara lain yang bisa dilakukan, seperti yang akan digunakan dalam buku ini

jika pin R/W langsung dihubungkan dengan GND, adaiah dengan memberikan waktu tunda di antara 2 data atau instruksi. Artinya mikrokontroler harus menunggu sebelum rnengirimkan data atau instruksi selanjutnya, setidaknya selama waktu yang diperlukan oleh LCD untuk mengeksekusi data atau instruksi yang telah diterimanya (bisa dilihat di

6.3.2

lembararr data).

'i Tobel 6.4 Fungsi-fungsi Koki l(D

No

Funpr

Nama Vss

Canr daya (0 V atau GND)

)

Vcc

Catu daya +5 V

J

Vee

Tegangan LCD

4

_5

6

RS

R/W

E

Register Selecc,unttk

"l"

ReadtWite, Pin unruk

"0" rulis

pengendali baca atau tulis

"1" baca, dalam banyak aplikasi,

(lnput)

tidak ada proses pembacaan data dari LCD, sehingga R/W bisa Iangsung dihubungkan ke GND

ble unruk rrengakti{kan

a

DBO_

14

D87

baca atau

tulis (Input)

Bus data

(Inpur/Output)

Pemrograman LCD pada dasarnya adarah pengiriman data atau instruksi ke IC pengendali LCD. IC pengendari LCD dilengkapi oleh 2 g buah

LCD dan juga menyimpan alamat DDRAM atau RAM pembangkit karakier (.GRAM atau Character Generator RAM. DDRAM terdiri atas g0 (alamat)

memilih mengirim perir-rrah atau data (Input)

Ena

PEMROGRAMAN TCD

register bit, register instruksi (rR = instruction regtster) dan register artu 1"rn = data register). IR akan menyimpan instrrrksi-instruksi yang dikirimkan oleh mikroko*troler, seperri menggeser kursor atau membersihkan layar

Keterangan

'0" memilih

LCD unruk memulai operasi

2rl

r-egister

perintah

register data

Pulsa:

Rendah-Tinggi-Rendah

bit hanya DB7 yang dipakai, ylng

Pada operasi 4

I)114 lrrirr

st'baiknya tlihrrlrrttrllk,rrr lic t iNI)

byte .GRAM mempunyai 64 byre (alamat). IR hanya bisa ditulisi. DR akan menyimpan data dari mikrokontroler secara sementara seberum kemudian secara oromatis akan dikirimkan ke DDRAM atau GGRAM. DR juga akan menyimpan data sementara pada saat pembacaan DDRAM atau .GRAM' Setelah operasi pembacaan selesai, DR akan diisi dengan data sedangkan

DDRAM atau CGRAM alamar seranjutnya. pemilihan IR (instruksi) atau DR (data) dilakukan melalui pin RS, RS 0 akan memilih IR dan =

RS = I akan memilih DR. Berikut adarah conroh subrutin untuk mengirim data dan instruksi ke LCD. Dara arau instruksi yang akan dikirimkan disimpan di register A. untuk mengirim data digunakan subrutin write-Data sedangkan untuk mengirim instruksi digunakan subrutin Write*Command. Wri te-Data:

mov LCD_DA, r;et.I> LCI) RS r'l r L('l) IiW :ir,llrl,('l)l,l

A

Teknik Antarmuka dan Pemrograman lilikrokontroler AI89552

2r4

nop

c1r call ret

orl or1 anl setb

LCD_E

Delay_20

c1r call ret

LCD_RS LCD*RW

LCD

E

LCD_E

Delay_20

Subrutin Delay_20 dipanggil sebagai waktu tunda, menunggu LCD menyelesaikan instruksi atau mengolah data yang diterimanya. Subrutin di atas hanya bisa digunakan untuk mode 8 bit. LCD-DA bisa dideklarasikan sebagai P0, misalnya. LCD*RS, LCD_RW dan LCD*E bisa dideklarasikan sebagai P1.0, P1.1 dan P1.2.

Untuk mode 4 bit, karena hanya diperlukan 7 pin, 4 untuk data dan 3 untuk pengendali, maka sebuah port bisa digunakan untuk data dan pengendali. Misalnya P1 digunakan untuk mengendalikan LCD dalam mode 4 bit. Pl.4 P1.7 dihubungkan dengan data LCD (DB4

-

DB7), P1.0 dihubungkan dengan RS, P1.1 dengan pin R/W dan P1.2 dengan pin E. Hal penting yang perlu diperhatikan adalah, pada saat menempatkan byte instruksi atau data di bus data, LCD tidak memengaruhi pin-pin pengendali. Untuk itu perlu dilakukan sedikit penyesuaian dari subrutin di atas. Selain itu pengiriman dilakukan 2 kali. Berikut adalah subrutin dalam mode 4 bit.

Write_Dat-a4:

push orl orl an1 setb clr setb

ACC

A,

#OFH

LCD_DA, #0F0H LCD_DA, A LCD_RS LCD_RW

LCD_E

nop

cl r pop swap

LCD_E ACC A

#0FH

LCD-DA, #OFOH LCD_DA, A LCD_E LCD_E

Delay_20

Write_Command4:

nop

clr call ret

A,

2r5

nop

Write_Command: mov LCD DA, A

clr clr setb

Antarmuka dengan Display

push or1 or1 anl clr clr setb

ACC

A,

#0FH

LCD-DA, #OFOH LCD-DA, A LCD*RS LCD_RW

LCD_E

nop

clr pop swap or1 or1 anl setb

LCD_E ACC

A

A,

#0FH

LCD-DA, #OFOH LCD_DA, A LCD_E

nop

clr call ret

LCD_E

Delay_20

Register A, yang menyimpan byre insrruksi arau data, pertama disimpan di memori stack untuk pengiriman nibble berikutnya. Kemudian di-oR-kan dengan 0FH, nibble aras rerap dan nibble bawah akan menjadi FH. port data

LCD kemudian di-oR-kan dengan FOH, nibbre atas (dara) akan menjadi FH dan nibble bawah (kendali) tidak berubah. port data LCD ini kemudian akan di-AND-kan dengan register A. hasilnya nibble aras LCD_DA akan menjadi

nibble atas dari instruksi atau dara yang akan dikirim, sedangkan nibble bawahnya terap. Proses selanjutnya adalah memberitahu LCD bahwa nibble atas instruksi atau data siap untuk dikirimkan. pin LC-D_RWakan berlogika rcndah (()), st'tlangkar.r RS disesuaikan (0 untuk instruksi dan I untuk dara), kt'rntrrliirrr 1rrrl.;ir P,silit tlikirimkan ke pin LCD E. Selan]'utnya nibble bawah irrslrttksi itl,rtt rl,rt,r ,,r,r1,,likilirtrk11. llyf c itrstruksi atau clata yang scbelum,ya

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AT89S52

2t6

disimpan di RAM (stack) diambil kembali dengan instruksi pop dan disimpan ke register A. Instruksi swap akan menukar nibble atas dan bawah register A. Proses selanjutnya sama dengan proses pengiriman nibble atas. Setelah byte instruksi atau data dikirimkan, subrrrtin Delay*20 dipanggil untuk menunggu LCD memproses instruksi atau data yang diterimanya. |ika dilakukan metode pengecekan bit BF (flag sibuk), pengecekan harus dilakukan setelah nibble atas dan bawah (1 byte lengkap) dikirimkan. Sebelum bisa menerima data atau instruksi, LCD perlu diinisialisasi terlebih

dahulu. Proses inisialisasi ini akan mengatur mode kerja LCD (mode 8 bit atau 4 bit), mengatur ukuran font, dan juga mengatur mode entry (posisi kursor dan posisi display). Proses inisialisasi diawali dengan mereset LCD. Pada dasarnya proses reset LCD bisa dilakukan dengan mengatur tegangan Vcc seperti ditunjukkan oleh Gambar 6.74 pada saat pertama kali catu daya dihidupkan. Jika kondisi ini dipenuhi, LCD akan mereset sendiri, jika tidak LCD harus direset secara software. Walaupun demikian disarankan untuk selalu mereset LCD secara software.

Gombor 6.1 4

Vcc untuk Resel

[(D

mereset LCD secara software dengan mengirim instruksi 30H sebanyak 3 kali.

ini LCD

masih bekerja dalam mode

7tl

Instruksi untuk mengatur konfigurasi LCD ditetapkan sebagai berikut: DB7

D86

0

0

D85

D84

M

D83 N

DB2

DB1

DBO

F

x

x

untuk mode 8 bit DB4 (M) akan selalu

I dan unruk mode 4 bit DB4 akan selalu 0. Perlu diperhatikan juga pada mode 4 bit instruksi dikirimkan 2 kali dengan nibble atas dikirimkan terlebih dahulu.

Bit N akan menentukan apakah kedua baris display akan digunakan arau tidak, N = 1 akan mengaktifkan kedua baris display dan N = 0 berarti hanya 1 baris yang digunakan. Bit F akan menentukan ukuran font, F = 1 ukuran font yang dipilih adalah 5x10 dan

F = 0 ukuran font yang dipakai adalah 5x7.

Setelah menentukan konfigurasi LCD, instruksi inisialisasi selanjutnya adalah

mengirimkan instruksi untuk memarikan display (Display Ofi, byte instruksinya adalah 08H. Lalu dikirimkan insrruksi unruk membersihkan display (Display Clear), 01H. Instruksi ini pada dasarnya akan mengisi DDRAM dengan karakter spasi (20H). Instruksi terakhir yang harus dikirimkan pada proses inisialisasi LCD adalah instruksi untuk mengatur mode entry (Entry Mode ser), yang ditetapkan sebagai berikut: DB7

D86

DB5

DB4

D83

0

0

0

0

0

D82

DBI

DBO

UD

S

Bit I/D (increment/decrement mode) akan menentukan apakah kursor akan kiri (pengurangan posisi kursor) arau bergeser ke kanan (posisi kursor bertambah) setelah pengiriman data. I/D = I akan membuat posisi kursor bergeser ke kanan (incremenr) dan I/D = 0 akan membuar posisi kursor bergeser ke kiri (decrement) setelah pengiriman data display. Bit S bergeser ke

Proses inisialisasi LCD dilakukan sebagai berikut. Setelah catu daya dihidupkan, mikrokontroler harus menunggu setidaknya 15 milidetik sebelum mengirim instruksi untuk inisialisasi. Inisialisasi diawali dengan Pada saat

Antarmuka dengan Display

8 bit. Lembaran data

menyebutkan hanya DB4 - DB7 yang berpengaruh (tepatnya DB7 = DB6 = 0 dan DB5 = DB4 : 1 atau 0011 xxxx), sehingga pada mode 4 bit, hanya nibble atas yang harus dikirimkan. Setelah itu instruksi untuk mengatur konfigurasi fungsi LCD bisa dikirimkan. Pada mode 4 bit sebelum mengirim instruksi konfigurasi ini, perlu dikirimkan terlebih dahulu instruksi 20H (DB7 = DB6 = 0, DB5 = I dan DB4 = 0, DB3 - BDO = 0) untuk memberitahu l,(-ll) brhwa mode 4 bit akan dipilih. Instruksi 20ll dikirim dalam tnotlt'll bir.,rtlirryrt sckali kirirn, schingga bytc aktual yang tt'rkirirn rrtlalalt ltrtttyrt tttl,lrlr',rt;r"

akan menentukan apakah seluruh display akan bergeser atau tidak. s = I akan membuat display bergeser dan S : 0 akan membuar display tidak bergeser. Arah pergeseran ditentukan oleh nilai bit I/D. Setelah instruksi mode entry

dikirimkan, proses inisialisasi selesai. Namun perlu diperhatikan, setelah inisialisasi, display dalam keadaan mari (karena instruksi Display off), untuk itu perlu dikirimkan instruksi untuk menghidupkan display agar data yang dikirimkan ke LCD bisa tertampil. Instruksinya ditentukan sebagai berikut DR7

D86

D85

D84

DB3

D82

DBl

DBO

o

0

0

0

'I

I

C

B

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

2r8

AT89S52

Bit C mengatur apakah kursor akan ditampilkan atau tidak; C = 1 kursor akan ditampilkan dan c : 0 kursor tidak ditampilkan. Posisi kursor ditentukan oleh byte yang ada di penunjuk alamat. Bit B dipakai untuk mengatur apakah karakter di posisi kursor berkedip arau ridak, B = 1 karakter akan berkedip, dan B = 0 karakter tidak berkedip'

mov

B,

nop

clr call mov mov

LCD_E

Delay_20 DPTR, #IniLi,al_DaLa

B,

#5

InitLCD_4Blr Loop2:

Berikut adalah subrutin untuk proses inisialisasi untuk mode 8 bit dan 4 bit. LCD difungsikan dengan mengaktifkan kedua barisnya dan ukuran font 5x7 display tidak GONFTG = 38H). Kursor diatur bergeser ke kanan dengan bergeser (ENTRYMODE = 06H). Byte instruksi terakhir akan menghidupkan display, kursor ditampilkan dan karakter tidak berkedip (OCH)' Berikut adalah subrutin inisialisasi LCD dengan mode 8 bit:

INiLLCD-BBiT: mov DPTR,

2t9

Antarmuka dengan Display

#Initial-Data

cfr A movc A, GA+DPTR call Write_Command4 inc DPTR djnz B, InitLCD_4Bit ret

t-oop2

Init-ia1_Data: db 2BH, OBH, O].H, O6H,

OCH

Setelah proses inisialisai, LCD siap untuk menerima data atau instruksi selanjutnya. Selain instruksi yang digunakan untuk proses inisialisasi, LCD

#B

TniLLCD-BBit LooP:

clr

A

juga dilengkapi dengan instruksi-instruksi lain untuk mengatur kursor,

MOVC

A, @A+DPTR Write-Command

display atau menentukan pengalamatan RAM internal, dan juga pengiriman

call iNC dlnz ret

atau pembacaan data (operasi data).

DPTR

B, IniLLCD-BBit--Loop

Instmksi-instruksi kursor dan display terdiri atas:

1.

Init-ia1-Data: 3OH,3OH,3OH,3BH, OBH, O]-H, O6H, db

OCH

sedangkan untuk mode 4 bit subrutinnya sebagai berikut:

INiILCD-4BiT: B. #3 mov A, #30H mov IniLLCD-4Bit-Loop1: LCD-DA, A mov LCD-RS clr LCD-RW c1r LCD-E setb nop

c1r call

LCD-E

Delay_2

0

Home cursor, yaitu instruksi untuk menempatkan posisi kursor di posisi paling kiri baris pertama display. Byte instruksinya: DB7

D86

D85

DB4

DB3

DB2

DBI

DBO

0

0

0

0

0

0

I

X

X adalah tidak peduli (bisa 0 atau 1).

2.

Memindahkan kursor atau pengalamatan DDRAM. Posisi kursor bisa dipindahkan atau ditempatkan di mana saja di alamat DDRAM. Posisi kursor pada dasarnya memperlihatkan alamat DDRAM. Di lembaran data LCD, perintah ini sama dengan pengaturan alamat DDRAM. Posisi kursor akan menentukan di mana data akan ditampilkan. Byte instruksinya: DB7

D86

DB5

DB4

1

A6

A5

4,4

D83 A3

DB2

DB1

DBO

A2

A1

AO

A0 - 46 adalah alamat DDRAM. Pada LCD di mana kedua

mot,

B, IniLLCD-4Bit-Loop1 A, #2OH

MOV

LCD-DA, A

irlirruirt l
:;tlt lr

r,('t) t.l

dj nz

dirktilk:rn. baris pertama mempunyai alamat 00H 401

I

6711, sc'perti

-

27H

baris

sedangkan

akan di;'elaskan kernudian.

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89552

220

Kursor atau display ON/OFF dan kursor berkedip' Kursor biasanya

Antarmuka dengan Display

5.

sebuah garis bawah (underline), oleh karenanya dinamakan kursor garis"

Kursor bisa disembunyikan atau ditampilkan, tetapi tetap memperlihatkan tempat karakter atau data berikutnya di DDRAM. Karakter di mana kursor berada bisa diatur apakah akan berkedip atau tidak. Instruksinya sebagai berikut. DB7

D86

D85

DB4

0

0

0

0

D83

DB2

DBI

DBO

D

C

B

22r

Membersihkan display. Instruksi ini akan memberikan karakter spasi (ASCII 20H) ke DDRAM. Selain itu juga akan membuar kursor pada posisi awal (home), yaitu di posisi kiri baris pertama. Instruksinya adalah

DISP-CLR=OIH. 6.

Pengalamatan CGRAM. Instruksi ini akan memilih alamar di CGRAM pada saat pengiriman atau pembacaan data oleh mikrokontroler.

Instruksinya dinyatakan sebagai berikut: DB7

D86

D85

D84

DB3

DB2

DBI

DBO

0

1

A5

A4

A3

A2

AI

AO

menentukan apakah display mati atau hidup, jika D = 1 menghidupkan display dan D = 0 akan mematikan display' Bit C dan B bisa dilihat pada penjelasan mengenai inisialisasi LCD. Dari sini bisa didefinisikan instruksi-instruksi untuk kursor dengan display hidup (D =

A0 - A5 adalah alamar CGRAM. Pengalamatan ini berguna unruk menampilkan karakter-karakrer yang tidak ada di CGROM. Tentu saja

1):

subbab selan;'utnya untuk mengetahui bagaimana menampilkan karakter bukan standar.

Bit D

a. b. c. d.

Kursor mati (CUR-OFI = OCH Kursor hidup/garis (CUR-LLNA = OEH

Karakter berkedip dan kursor mati (CHAR-BLIN$ = ODH

)FH Sedangkan untuk mematikan display dengan kursor mati dan karakter Karater berkedip dan kursor hrdup (COMB-CU$ =

tidak berkedip (DISP-OFO adalah 08H. Menggeser kursor atau display. Kursor atau seluruh display bisa digeser ke kiri atau ke kanan. Instruksinya sebagai berikut:

D87

DB6

DB5

DB4

D83

DB2

DB1

DBO

0

0

0

1

S/C

R/L

x

x

S/C menentukan apakah hanya kursor atau seluruh display yang digeser, S/C = 0 hanya kursor yang digeser dan S/C = 1 seluruh display akan digeser. R/L menentukan arah pergeseran (ke kiri atau ke kanan). R/L = 0

arah pergeseran adalah ke

kiri

dan R/L

= 1 kursor atau display

digeser ke kanan. Instruksi pergeseran kursor atau display:

a. b. c. d.

kiri 6HLFT-CURL) = 70H kursor ke kanan (SHIFT-CUR$ = l4H display ke kiri (SI{IFT-DISPL) = 18H display ke kanan (SHIFT-D$Pfl = I Cll

Menggeser kursor ke Menggeser Menggeser Menggeser

karakter-karakrer rersebur harus didefinisikan terlebih dahulu. Lihat

Operasi data, ter-utama penulisan data, mungkin inilah yang paling sering dilakukan pada pemrograman LCD. Penulisan dara bersama dengan insrruksi pengalamatan DDRAM akan menentukan apa dan di posisi mana data akan ditampilkan. Alamat DDRAM bisa diatur untuk naik arau turun (yang diatur pada saat inisialisasi LCD) setelah penulisan data, sehingga program hanya perlu mengirim alamat awal DDRAM, selanjutnya program hanya perlu mengirimkan data yang akan ditampilkan. Ini bisa mengurangi instruksi atau program yang diperlukan. Data yang harus dikirimkan ke LCD adalah data ASCII atau data yang sesuai untuk menampilkan karakter seperti ditunjukkan oleh lembaran data LCD. Data karakter ini diprogram oleh pembuat LCD dan disimpan di cGRoM. Ada sekitar 192 karakter yang bisa ditampilkan, 96 karakter ASCII (dipilih dengan mengirimkan kode ASCII-nya), 64 karakter Jepang (huruf kana), dan 32 karakter khusus seperti huruf Yunani.

akan

E g

Digit

Earis 1 l0H Eans 2

Fosisi Display

NJH 0:t- rl3H 04H 05H J6H l7H I]EH

{DH 41 H

4:H 43H 44H 45H 4EH

+7H 4EH

Alanrrat Gonrbor 6.15 Alomol

DDRAM don Posisi Disploy

39.1fl 26H 27H 6EH 57F

DDRAII

Teknik Antarmulta dan Pemrograman Mikrokontroler

777

AT89552

Seperti telah disebutkan, LCD dilengkapi dengan 80 byte DDRAM sehingga LCD bisa menyimpan sampai 80 karakter. walaupun demikian, tidak semua ke-80 karakter LCD tersebut bisa ditampilkan, bergantun8 pada ukuran LCD.

Misalnya untuk LCD dengan 16 x 2 maka hanya 32 karakter yang bisa ditampilkan, sisanya "disembunyikan". Melihat karakter yan8 tersembunyi bisa dilakukan dengan instruksi menggeser display ke kiri atau ke kanan. Alamat DDRAM ditentukan sebagai berikut. Baris pertama mempunyai alamat 00H - 27H sedangkan baris kedua mempunyai alamar 40H - 67H. Gambar 6.15 memperlihatkan hubungan alamat DDRAM dengan posisi

D3

Antarmuka dengan Display

sebelum mengirimkan data. Alamat digit pertama di baris kedua adalah 40H (0100 0000 dalam biner), instruksi untuk memindahkan kursor ke alamat 40H adalah 1100 0000 dalam biner atau COH, sehingga program di atas akan menjadi:

call

INiILCD_8BiT

mov

A"

call

Write_Command

#OCOH

mov

A, # 'B'

call

Wrlte_Data

mov

display.

A, #'E'

call

WriLe*Data

Setelah inisialisasi, alamar DDRAM akan berada di 00H, sehingga data yang dikirimkan setelah inisialisasi akan ditampilkan di digit ke-1 baris pertama' contoh program berikut akan menampilkan tuiisan "BELAJAR

mov

A

call

WriLe_Data

LCD" di baris pertama.

mov

Misalnya

call mov call mov cati mov call mov call mov call mov call mov call mov call mov cail mov call mov call

A, #'B'

A, #'A'

Write*Data

A, #'J'

Write_Data

A, #'A'

cali

A, #'E'

mov

Write*Data A, #'R' Write_Data A, #'

call

Write_DaLa

mov

call

wriLe-Data

A, #'L'

write-Data A, #'A' write-Data

A, #'J'

Write-Dal-a

A, #'A'

Write-Data A, #'R' Write-Data A, #' write-Data

T,,

call mov

Write-Data

,

mov

call

InitLCD-8BiL

*

mov

A, #'L'

^^ I l LdIA

Write_Data

mov

A, #'C'

call

Write_Data

mov

tL,

call

Write_Data

+t D

Mengacu pada contoh di atas, alamat posisi display atau kursor untuk LCD t6 x 2 baris dapat ditentukan, seperti ditunjukkan oleh Gambar 6.16.

A, #'L'

4 v &,

Digit

Write-DaLa

A, #'C'

Earis 1

Write-DaLa

Earis 2 ilIF c1l- Ljr CsHiC4H]C5H,CEH :7H

A, #'D'

EI]H

Lq1

l-

Ll-17

1s1*

E4H1ESH EEH 87H EEH

BEH EFH

CBH

IEr- CFI-

Alarrmt DDRAI'"'I

Write-DaLa

di baris kedua L(ll)' rnaka lral mcncmpatkan ktttsot' tli l,;rris kt'tlttrt

Apabila tulisan tersebut ingin ditampilkan pcrtama yang, harus clilakukan adalah

Fc'sisi Display

Gombor 6.16 Alumot Posisi Disploy untuk l-(D l6 x 2 Boris

Ieknik Antarmulo dan Pemrograman Hikrokontroler

774

AT89552

Selain instruksi penulisan (instruksi atau data), LCD juga dapat dibaca (instruksi pembacaan). Instruksi pembacaan hanya bisa dilakukan untuk membaca bit status sibuk (BF) dan membaca data DDRAM atau CGRAM. DDRAM atau CGRAM yang tidak dipakai untuk menampilkan data bisa digunakan sebagai memori multiguna untuk menyimpan data lain. BF dibaca untuk mengetahui apakah LCD sudah menyelesaikan instruksi

Antarmuka dengan Display

c1r c].r ret

)75

LCD_E LCD*RW

Misalnya untuk membaca alamat OFH:

mov call call

A,

#BFH

Wri-te_Command Read_DDRAM

yang dikirimkan kepadanya atau belum. Program harus menunggu sampai BF

=0

sebelum mengirim instruksi atau data selanjutnya. Berikut adalah subrutin untuk membaca bit BF dalam mode 8 bit. Read_LCD_Status :

c1r setb mov setb nop

mov jb clr clr ret

adalah berurutan.

LCD-DA, #0FFH

6.3.3

LCD_E

A,

LCD_DA

ACC.7. Read-LCD-Status LCD-E LCD-RW

bit ke-7 data yang dibaca (DB7). Data dibaca dan disimpan di akumulator. Selanjutnya bit ke-7 register A akan dicek apakah I atau 0 dengan instruksi jb, dan progam akan berulang sampai bit ke-7 data yang

- DB6 akan terbaca sebagai alamat DDRAM atau CGRAM dari instruksi sebelumnya. Pada mode 4 bit, pembacaan BF harus dilakukan setelah semua nibble dikirimkan. Contoh program di buku ini menggunakan metode waktu tunda, tidak dengan pengecekan bit BF. dibaca 0. DBO

Untuk membaca isi DDRAM atau CGRAM, hal pertama yang

harus

dilakukan tentu saja dengan menentukan alamat mana yang akan dibaca dengan instruksi pengalamatan DDRAM atau CGRAM. Contoh subrutin berikut akan membaca isi DDRAM dalam mode 8 bit. Read_DDRAM:

nop

rn()v

diperlukan pengiriman alamat selanjutnya

LCD_RS LCD-RW

BF berada di

clr setb mov setb

Seperti halnya penulisan DDRAM atau CGRAM, bergantung pada inisialisasi, setelah pembacaan kursor akan bergeser ke kiri atau ke kanan. Sehingga tidak

LCD_RS LCD_RW

LCD*DA,

#OFFH

LCD_DA

A,

T,(lD I)n

jika alamat yang akan

dibaca

APLIKASI LCD MODE 4 BIT

Contoh aplikasi program berikut akan memperlihatkan bagaimana memprogram LCD dalam mode 4 bit dan menerapkan instruksi-instruksi LCD seperti membersihkan display (D[SP_CL$, menghidupkan atau mematikan kursor atau display dan menggeser kursor. LCD bekerja pada mode 4 bit. Port data dan kendali dihubungkan ke P1 AT89S52. Program ini merupakan simulasi untuk pintu elektronik; untuk membuka pintu tersebur, angka atau password harus dimasukkan. Sebuah keypad matriks 4x4 digunakan sebagai media untuk memasukkan angka dan dihubungkan ke P3 (KEY_DAT). P2.0 digunakan sebagai pengendali pintu (DOR_CTRL), jika di-set pinru akan terbuka.

Memori internal Key_Counter (30H) digunakan sebagai penghitung banyaknya digit angka yang telah dimasukkan (dalam program ini 5 digit) sedangkan Data_Buff (31H) digunakan sebagai alamat awal penyimpan angka yang dimasukkan, oleh karena digunakan 5 digit maka diperlukan 5 byte memori untuk menyimpan angka. Memori bit ID_Flag digunakan sebagai bit untuk menentukan apakah angka atau ID yang dimasukkan sesuai atau tidak, jika sesuai ID_Flag akan di-set, jika tidak ID*Flag akan di-reset. Sedangkan Max_DigFlag digunakan sebagai bit untuk menentukan apakah jumlah digit angka yang dimasukkan sudah mencapai maksimum (5 digit) atau belum. ]ika sudah, maksirnum bit ini akan di-set; jika belum, bit dalam kondisi reser (0).

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

776

;Program

;Fi1e

Tltle :

"1-6

x2

AT89552

Antarmuka dengan Display

: LCDCharl.asm

name

COMB-CIIR

:1.0 : February 24, 200i date ;Created ;Programmer i Usman * ** ** * * * * ** * * * * ** * * * ******** ** ***** ,. ;Version

,.

***

**

SHIFT-CURL

SHIFT *

** *** ** ** ****

**************************************

**

**

**

,'Microcontroler Pin/Port Assignment * * * * ** * * ** * * * * * ** **** * ,.

** **

******

** **

**

*** ** * * * * * *

Control Pin equ LCD-DA egu LCD-RS equ LCD-RW equ LCD E

*

*****

DOR-CTRL

equ equ

**

;Main Program . *** ** ** ** * * ** ***** Org clr mov mov cafl call call

P2.0

**

********

20H

bit bit

TestFlag.0 TestFlag. l

Key-Counter

equ

30H

;LCD command definition data ; rnitialization

**

3BH

** ** * ** **

****

** ** **

OEH

1BH

lCH 01H

****

0000H

Key_Counter, TestFlag, #0 rnitLCD_4Bit

06H

****************

*

Input_ID_Message

Find_Row

B,

A

Get_Column

Loopl: call jc sjmp

(;et

Colurnn

lI

ll) ,,r I 1;W.

OCI-I

#0

WelCome_Messaqe

Check_Key_Pressed

Loopl KeyPad Scanning

20H 2BH

*** * ** **** ** **** ** * **

DOR*CTRL

call mov jnc

**

c-a

;Cursor I nstruct ron <]AT:T CUR OIJF

OBH

KeyPad_Scanning: call Check_Key_Pressed jnc KeyPad_Scanning

************************************

data data data dat.a

02H

Main_Proq:

ID_Flag Max DiqFlag

SOFT-RST SET4BIT CONFIG ENTR\1VIODE

74H

P3

equ 31H Data_Buff . *** ** * * ** * * ** * * **** * **** ** * * ** ** ** ;Constanta Definition ,.

10H

-*******************************************************

RAM Mapping

equ

OtrH

P1.0 P1.1 P7.2

-*******************************************************

TestFlag

ODH

P1

.*********************************************

;Internal

OEH

;Display fnstruction DrSP_OFtr data DISP_ON data SHIFT_DISPL data SHIFT-D]SPR daLa DISP_CLR data

****** ****

CURR

HOME-CUR

;LCD

KEYDAT

data data data data data data

CUR*LINE CHAR-BLINK

LCD Demonstration"

171

:

l,'i n<'l Cof umn A

/\,

ll

****

** ** * ***

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

228

jnc

AT89552

jmp

Read_KeyData

cjne mov jmp

Check_Key_Pressed Loop2

KeyPad_Scanning

.*******************************************************

cjne mov jmp

ACC

A, Key_Counter A, #5, Check-For_KEYO Max-DlgPlag

cjne mov jmp

ACC

A. #00H, A, #'0'

Check_For_KEY1

cjne mov jmp

Loop3

A, #10H, A, #'1'

Check_For_KEY2

cjne

mov jmp

A, #20H,

cjne jmp Check_For-KEY3

cjne Tot )z dec clr dec mov mov call mov call mov call_ jml,

Check_For_KEy4: A, #01H, Check-For-KEYS cjne mov A, #, 4, jmp Loop3 Check_For_KEY5:

A, #11H, Check-For-KEY6 A, #'5'

Loop3

A, #02H, Check_For_KEyg A, #'B' Loop3

A, #L2H, Check_For_KEy10 A, #'9' Loop3

A, #22H,

l'oo1

rl:

Cb^eck_For_KEy11

Check_ID_DaLa

Check_For_KEYl1

A, #,2, Loop3

Check_For*KEy3. A, #30H, Check-For-KEY4 cjne mov A, #,3 , jmp Loop3

cjne mov

A, #31H, Check*For_KEyB A, #''l '

Check_F or_KEY1 0 :

Loop3

Check_For_KEY2:.

Loop3

Check_For_KEY9:

Check_For*KEY1:

cjne mov jmp

A, #21H, Check_For_(Ey7 A, #'6'

Check_For_KEYB:

Check_For_KEY0:

pop cjne mov jmp

Loop3

Check_For_KEY7:

Read_KeyData:

push mov cjne setb

729

Check_For_KEY6:

Loop2:

call jc sjmp

Antarmuka dengan Display

:

A, #32H, Loop_Exit A, KeY-Counter Loop_Exit Key_Counter Max*DigFlag R1

@R1, #0

A,

#SHIFT_CURL

Write_Command4

A, #' Write*Data4 A, #SHTFT-CURL Write_Command4

l,oop Exit

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

210

jb mov inc inc mov call Loop-Exit: call irjmp

AT89S52

Max-DigFtag, LooP-Exit @R1, A Rl-

Key-Counter

A, #'*' Write*Data4 Check-KeY-Pressed

Looo Exit

KeYPad-scanning

***************** -**************************************

Check-Key-Pressed: KEYDAT, #OFh mov DelaY-20 call

MOV or1 cpl iz setb ret

A, A,

KEYDAT

#0F0h

A

No Kev C

No_Key:

clr ret

C

****** . * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * **

Find-Row:

MOV mov

A, KEYDAT R0, #4

Try-Next*Row:

trc jnc djnz setb ret Row-Found:

mov subb cIr ret

A

Row-Found

R0, Try-Next-Row C

A. A, C

#4 R0

2lt

Antarmuka dengan Display

-********************************

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Find_Column:

R0, #4 A, #OEFh

mov mov push Try_Next

pop mov r1 push mov orl cpl Jnz dlnz pop setb ret

ACC _

Co1 umn

:

ACC

KEYDAT, A A ACC

A, A,

KEYDAT

#0F0h

A

Column_Found

R0, Try_Next-Column ACC C

Column_Found:

pop mov c1r subb clr ret

ACC

A,

#4

C

A,

R0

C

-*******************************************************

Check_ID_Data: ID_Flag clr R1, #Data_Buff mov Check_Dj-git1 :

mov A, #'3' A, GR1 subb jz Check-Digit2 jmp ID_Check_Messag'e Check_nigit2: R1 inc mov A, #'9' A. @R1 subb jz. Chcck_Digit3 jnrl r II) ('l)cr--k Message (')rcr'1.: l)i,rrlt:

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l,likrokontroler AI89S52

232

inc mov subb

R1

A,

#'7

A,

'

@R1

Check_Digit4 jmp ID-Check-Message Check_oigit4:

)z

inc mov subb Jz jmp

R1

A, #' 2'

A,

GR1

ID_Check*Message

inc mov subb

A,

)z jmp

Check_ID_OK ID_Check_Messagie

R1

#'3' A, GR1

Check_ID-OK:

ID_FIag

ID_Check_Message

:

Clear-Display call A, #CUR_OFF mov call Write_Command4 DPTR, #ID-Check-Message-Data1 mov call Send-Text-To-LCD mov A. #0C0H write-Command4 call mov DPTR, #fD-Check-Message-Data2 call Send_Text-To LCD Long_De1ay call R4, #3 mov Display_Blink: mov A, #DISP_OFF call Write-Command4 Long-Delay call mov A, #CUR-OFF call Write_Command4 Long_De1ay call R4, Display-B1ink dlnz jb cal l

mov cal-1 mov call mov call caflcall jmp

Check-Digits

Check_Digit5:

setb

Antarmuka dengan Display

ID_FIag, ID_Check_OK Clear- -Di splay

2i3

DPTR, #ID_Check_fnvalid Datal Send_Text*To_LCD

A,

#0C0H

Write_Command4

DPTR, #ID_Check_Invalid_DaLa2 Send_Text_To LCD Long_Delay lnput_ID_Message

Loop*Exit

ID_Check_OK:

setb call mov call mov call mov call call jmp

DOR*CTRL

Clear*Display DPTR, #ID_Check_OK_Data1 Send_Text_To LCD

A,

#0C0H

Writ.e_Conunand4 DPTR, #ID_Check_OK_Data2

Send*Text_To LCD Long_Delay Main_Prog

ID_Check_Mes sage_Data1

db

:

'ID Checking: now, ,0

ID_Check_Mes sage_Data2

db

f D_Check_Inval id_Data1

db

'Invalld

,0

:

'rD check

ID_Check_OK_Data2

db

:

'Please try again,

ID_Check_OK_Dat.a1

db

:

fD...,,0

ID_Check_f nval id_Data2

db

:

'Please wait...',0

OK. . . ' ,0

:

'Please enter...,,0

-********************************

tnput_ID_Message

call mov call mov cal I ril()v

**

****

:

Clear_Dlsplay DPTR, #InpuL_ID_Message_Data Send_Text*To_LCD

n,

Wr

[0C0FI

il r'

('ornrrurncl4

A, ll('()l4lt ('l,l{

**

**************

*

Teknik Antarmul
234

call call mov clr ret

inc sjmp

Write-Command4

Cfear-Data-Buffer R1, #DaLa-Buff

** * ** * * ** ** * * *** *** * ** ** ;LCD Control Routine

Welcome_Messaqe

***

,.

*

**

clr call djnz mov mov setb

*

clr call mov mov

:

TO

O

.U_2 TECHNOLOGIES',0

Send_Text-To LCD:

A clr MOVC A, GA+DPTR jz Send-Text-To-LCD ExirWri t e D;rt a4 cal.i

LCD_E

Delay_20

B, InltLCD_4Bit Loopl A, #SET4BIT LCD-DA, A LCD_E LCD_E

Delay_20 DPTR, #Initial

B,

Data

#5

c1r A moVC A. @A+DPTR call Write_Command4 inc DPTR djnz B, InirLCD_4Bit_Loop2 ret

"

***************************************************

LCD-E

InirLCD_4Bit Loop2:

:

WELLCOME

LCD_RS LCD_RW

nop

LCD

Send*Text-To-LCD Long-De1aY

.

#3 #SOFT_RST

nop

Write-Command4 DPTR, #Welcome-Message-Data2

Welcome-Message*Data2

db

cfr clr SeTb

:

Send-Text-To A, #0C0H

B, A,

tnitial *

db cltR_oFF ,.

l *****

Data: CONFIG, DISP-OFF, DISP-CLR, ENTR\'}{ODE, a l l r *********************************************

('lr';rr l)ill1rl,ry' ill()v A. lll)ll;1,('1,11

**

****

** * * * * * * ** * *

IniLLCD*4Bit_Loop1: mov LCD-DA, A

:

**** ** ** **** ** ** ** ** *** ** ** *** ****

** ** ** ** ** **** * ** ** ** **

*******************************************

mov mov

DPTR, #Welcome-Message*Data1

Welcome-Message-Data1

db

,.

**

INiILCD-4BiT:

'Please inPut ID: ' ,0

*** **** ** ** ** ****

mov call mov call mov call call ret

t:

.

Input_ID-Mes sage-Data .

Send_Text_To LCD

ret

DOR-CTRL

235

DPTR

Send_Text_To,LCD_Exi

Clear-Data-Buf fer : B, #5 mov R1, #Data*Buff mov A cfr Clear-Data-Buf f er-LooP : @R1, A mov R1 i-nc B, Clear-DaLa-Buffer*LooP dlnz Max-DigFlag clr Key-CounLer, #0 mov ret

db

Antarmuka dengan Display

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89552

236

Antarmuka dengan Display

Write-Connnand4 call ret .*******************************************************

Write_Data4:

push orl or1 anl seLb clr setb

-***

ACC

A,

LCD-DA, A

*****

**

*******************************

R7, #1

De1ay10:

LCD-E

Delayl0loop:

LCD-E clr Delay-20 call ret .*******************************************************

Write-Command4: #0FH

LCD-DA, #0F0H LCD-DA, A LCD-RS

LCD

mov

R3, #20

mov djnz djnz djnz

F.2,#255 R2, R3,

S

DelaylOloop

R7,De1ay10

reL Long_De1ay:

mov R6, #200 Long_De1ay_Loop: call djnz ret

Delay_20 R6, Long_De1ay_Loop

end Pertama program akan menampilkan pesan selamat datang. Kemudian akan

ACC

A,

** **

De1ay10

LCD_RS LCD-RW

nop

RW

LCD-E

LCD-E clr pop ACC swap A A, #OFH or1 LCD-DA, #0F0H orl LCD-DA. A anl SCTb LCD-E

nop

********

mov call ret

LCD_DA, #0F0H

LCD-E c1r pop ACC swap A A, #0FH or1 LCD-DA, #0F0H orlLCD-DA, A anl setb LCD-E

nop

**

LCD_E

Delay_20

Delay_20: #OFH

nop

push or1 or1 anl clr clr setb

clr call ret

137

rnenampilkan pesan agar orang yang akan memasuki pintu tersebut memasukkan ID-nya. Program lalu akan mengecek ID yang dimasukkan tersebut, kalau ID tersebur sesuai, program akan membuka pintu; jika tidak cocok dengan ID yang telah diprogramkan, program akan memberitahu dan meminta untuk memasukkan ID kembali. ID yang digunakan merupakan 5 digit angka, yaitu 397 23. Program diawali dengan me,ginisialisasi LCD agar bekerja pada mode 4 bit dengan memanggil subrutin InitrcD-4Bit (penjelasan mengenai subrutin ini bisa dilihat di subbab 6.3.2 Pemrogramar LCD). pesan selamat datang dilakukan dengan memanggil subrutin welcome_Message. Subrutin ini akan menampilka. rulisan' WELLCOME To " di baris pertama LCD dan "U-2 TECHNOI,oGI[s" rli baris kedua. pengiriman karakter dilakukan di subrutin

,larttl

'll'tt /,t /1'11 nrt,rrllgrrlirkarr rrret6tlc taht'l

data. Teks yang akan

219

Antarmuka dengan Display

Ieknik Antarmul
218

AT89S52

dikirimkandidefinisikand.alamtabeldata'Tabeldatainidiakhiridengan0, teks telah dikirimkan sehingga jika subrutin membaca 0 berarti semua kedua LCD' instruksi baris di (instriksl jz). Untuk menampilkan teks mengirimkan alamat penempatan kursor dilakukan terlebih dahulu dengan COH ke LCD.

program akan meminta untuk Setelah menampilkan pesan selamat datang' Subrutin ini memasukkan ID dengan memanggil subrutin Input-ID-Message'

akanmenampilkantulisan..PleaseinputlD:,,dibarispertama,sedangkan Dalam contoh program baris kedua akan menampilkan ID yang dimasukkan'

inilDterdiriatas5digit".'g1."'Padasaatinikursordiaturuntukditampilkan Oleh karena itu' sebelum dengan karakter prdu po,i'i kursor berkedip'

instruksi untuk menghidupkan meri'ampilkan ID, terlebih dahulu dikirimkan (COMB-CU{' Di subrutin ini juga

kursor dan membuat karakter berkedip awal Data-Buf)' pencacah semua memori penyimpan angka (dengan alamat diinisialisasi dengan diberi nilai digir. (Key-Coirtrr) du, bit Max-DigFlag awal 0 (subrutin Clear-Data-Buffer)'

ID

dimasukkan melalui ke1ryad matriks 4x4 yang dihubungkan

ke

P3'

4x4 bisa dilihat di Bab 5' Penjelasan mengenai bagaimana membaca keypad hanya 12 saklar Dalam contoh program"ini tidak semua saklar digunakan' saklar yang digunakan adalah yang digunakan. Mengacu kepada Gambar 5'4'

KEYo-KEYSsebagaitombolangka0-g,KEY1OsebagaitombolENTERdan di subrutin KEYl1 sebagai tombol CLEAR' Pembacaan keypad dilakukan ditekan' Program KeyPad-Scinrrg'. Setelah mengetahui ada tombol yang melakukan hal dan ditekan yang mana kemudian akan mengecek tombol Read*KeyData' subrutin di yang sesuai dengan tomUot tersebut' Ini dilakukan Read-KeyDara terlebih Sebelum melakukan pengecekan tombol' subrutin 5 digit atau belum sudah yang dimasukkan dahulu mengecek "prt"f'*u"gLa lnidilakukan dengan instruksi cjne dan isi dengan membaca isi Key*Cointer' mengingat instruksi Krl-Couot"rterlebih i^t"'rt" dipindahkan ke register A' Tentu saja pertama' operand cjne tidak mengenal alamat memori sebagai ditekan yang tombol dari register A yang menyimpan d'ata kolom dan baris bernilai Key-Counter sudah harus disimpan dulu dengan instruksi push' |ika langsung melompat ke program jika belum 5, bit Max-DigFtag aka" di'"t, Check-For-KeY1.

i

I

Pengecekan tombol dilakukan dengan membandingkan isi register A, yang telah diambil kembali dari memori melalui instruksi pop, dengan konstantakonstanta pembacaan tombol (mengacu kepada Tabel 5.1). Apabila yang ditekan adalah tombol angka, register A akan diisi dengan karakter ASCII angka tersebut, misalnya jika tombol 1 (KEY1) yang ditekan register A akan diisi dengan "1" (30H). Program akan melompat ke Loop3wtuk menyimpan

angka tersebut

ke RAM.

Sebelum melakukan penyimpanan data, bit

Max*DigFlag dicek terlebih dahulu. |ika di-set, angka tidak akan disimpan karena angka yang dimasukkan telah 5 digit. ]ika Max-DigFlag = 0, angka disimpan ke memori melalui mode pengalamatan tak langsung dengan R1 menyimpan alamat Data-Buff (Rl dlisi Data-Buffdi awal program). Setelah penyimpanan, Rl dinaikkan (instruksi inc) agar menunjuk ke alamat se-

lanjutnya untuk menyimpan

digit berikutnya. Begitu j,rg,

dengan

Key*Counteryang berfungsi sebagai pencacah digit. Kemudian program akan menampilkan karakter ke LCD. Angka yang dimasukkan tidak ditampilkan karena bersifat rahasia. Program akan melompat kembali ke KeyPad Scanaraguntuk membaca tombol berikutnya.

Jika tombol ENTER (KEY10) yang ditekan, program akan melompat ke subrutin Check-ID-Dara untuk membandingkan ID yang dimasukkan dengan ID yang telah tersimpan di memori program ("39723"). Pengecekan dilakukan dengan menggunakan instruksi pengurangan mode pengalamatan tak langsung, dengan Rl menyimpan alamat Data-Buff. Register A diisi dengan digit pertama ID ("3") kemudian dikurangi oleh digit pertama angka yang dimasukkan yang tersimpan di Data*Buff (ditunjukkan oleh Rl). fika sama, register A akan menjadi 0 dan program akan mengecek digit selanjutnya. Penunjuk alamat digit selanjutnya (Rl) akan dinaikkan dan A akan diisi dengan digit kedua ("9"), kemudian dikurangi lagi dengan digit kedua angka yang dimasukkan. Begitu seterusnya sampai semua digit dicek. lika semua digit cocok, maka program melompat ke Check-ID-O( untuk mengeset bit ID-Flag, jika tidak program langsung melompat ke lD-Check-Message. Bit

ID-Flag tetap dalam kondisi reset (bit

ini

di-reset

di awal

subrutin

Check_ID_Data).

Subrutin lD-Check-Message akan menampilkan Pesan bahwa proses pengecekan ID sedang berlangsung. Subrutin ini akan menampilkan tulisan "ID Checking now" cli baris pertama dan "Please wait..." di baris kedua. Pada kontlisi irri rlirl,lrrv rkirrr bct'kctlip j kali. R4 dig,unakan sebag,ai pt'ncacah 3.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman }likrokontroler AT89S52

Instruksi untuk mematikan display @fSP-OFn dan menghidupkan display dengan kursor 11,ati (CtlR-OFl) dlkirimkan dengan jeda waktu di antara kedua instruksi tersebut dengan memanggil subrutin Long-Delay' Hal ini dilakukan 3 kali, sampai R4 bernilai 0. Program selanjutnya mengecek

bit ID-Flag. Jika bit ini

di baris kedua.

Setelah menampilkan tulisan

ini

progam akan

melompat kembali ke Main_Prog. ]ika bit ID_Flag = 0, artinya ID tidak cocok, program akan menampilkan "Invalid ID .'." di baris pertama dan "Please try again" di baris kedua. Lalu progam akan memanggil subrutin Inpu t-ID-Message dan kembali membaca keypad.

Tombol terakhir adalah tombol CLEAR (subrutin check-For*KEY10. Tombol ini digunakan untuk menghapus satu digit angka yang terakhir dimasukkan. Pertama isi pencacah dtgit (Key-Counter) dlbaca dan disimpan di A. Kemudian dicek apakah 0 atau bukan. Jika 0 maka program akan melompat ke Loop-Exituntuk kembali membaca keypad. ]ika bukan 0, maka Key*Counter akan dikurangi 1, begitu juga Rl sehingga alamat penyimpan angka berkurang 1. Kemudian alamat terakhir tersebut diisi data 0. Bit Max_DigFlagjuga di-reset sehingga program akan mengetahui bahwa digit yang dimasukkan belum 5 digit. Kemudian kursor LCD akan digeser ke kiri dan mengirimkan karakter spasi di posisi kursor tersebut. Oleh karena setelah pengiriman data kursor akan bergeser kembali ke kanan, maka kursor sekali lagi digeser ke kiri. Pada saat inilah terlihat proses penghapusan berlangsung.

Program selanjutnya melompat

ke

dikirimkan adalah 0H, dan seterusnya). Contoh program berikut

akan

menjelaskan bagaimana menampilkan karakter dengan CGRAM.

Loop_Exit untuk kembali

Gombor 6.1 7 Korokter dengon (GRAM

Hal yang pertama dilakukan adalah mendefinisikan karakter yang akan ditampilkan, kemudian mendefinisikan data-data yang harus dikirimkan untuk karakter yang bersangkutan dan mengirimkannya ke GGRAM. cara mendefinisikan data hampir sama dengan cara mendefinisikan data untuk display LED dot matriks. setiap karakter memerlukan 7 byte data (1 byte per baris dengan ukuran karakter 5x7). Karena hanya 5 kolom yang digunakan. maka bit ke-5 - ke-7 tidak digunakan. Bit harus bernilai 1 jika kolom yang bersesuaain menyala dan bernilai 0 jika mati. Begitu juga untuk baris ke-g, karena tidak akan digunakan harus diberi nilai 0. Gambar 6.17 memperlihatkan karakter-karakter yang akan ditampilkan daram contoh program ini. Misalnya untuk karakter pertama; data bisa didapat seperti yang ditunjukkan oleh rabel 6.5. D0 adalah bit untuk kolom ke-l (dihitung dari kanan ke kiri). D5 - D7 yang tidak berpengaruh ditetapkan sebagai 0. Dengan cara yang

sama dapat diperoleh data untuk karakter-karakter yang lain, seperti ditunjukkan oleh Tabel 6.6. Byte ke-S yang semuanya bernilai 0 tidak diperlihatkan oleh tabel. Tobel 6.5Doto untuk (orokler Pertomo

membaca

keypad.

6.3.4

141

di-set berarti ID

cocok sehingga program akan melompat ke subrutin ID-Chek-OK' Pengendali pintu (DOfi_ CTRL) akan di-set dan pintu akan dibuka. Lalu display akan menampilkan "ID check oK..." di baris pertama dan "Please enter...,,

Antarmuka dengan Display

MENAMPILKAN KARAKTER DENGAN CGRAM

Selain bisa menampilkan data yang telah diprogram di CGROM seperti telah dicontohkan oleh program LCDCharl.asm, LCD juga bisa menampilkan

karakter yang diprogram sendiri dengan menggunakan CGRAM' Dengan 64 byte memori maka CGRAM bisa menampilkan sampai 8 karakter. Data-data yang akan membentuk karakter yang diinginkan hams dikirimkan tt'rlebil.l

dahulu ke CGRAM, karakter tcrscbut kcmudial cliparlggil tlt'trgatr rncrrgirinrkan rlata ()l I 7ll kc l)l)ltAM (trnttrk kitrrtktcr kt' I rl'rtrr vitrrli

Baris

D7

D6

D5

D4

D3

D2

1

0

0

I

T

1

1

IFH

2

0

0

0 0

I

0

I

0

I

15H

0

0

I

0

I

0

I

15H

J

0

4

0

0

0

I

5

0

0

1

0

6

0

0

1

0

7

0

0 0 0

I

ft

0

0

0

0

0

0

DI

DO

Heksa

1

1

lFH

0

I

15H

I

0

1

15H

I

I

I

1FH

0

0

0

00H

Teknik Antarmul
747

Iobel 6.6 Kamkter

H H

Byt

l

IFH

AT89S52

Byte 3

Byte 4

Byte 5

Byte 6

Byte 7

15H

15H

lFH

15H

15H

1FH

11H

1BH

,'Program

;File

11H

11H

11H

OEH

OAH

1BH

lBH

11H

H

i

E ffi

:

11H

"CGRAM

:1.0

,'Created date : November 22, 2007

11H

. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * ,.

,'Prograrnrner :

Usman

;Microcontrofer Pin/Port Assignment

1FH

lFH

OEH

04H

OEH

1FH

1FH

1FH

15H

1FH

15H

1FH

l5H

1FH

*******************************************************

;LCD Control Pin LCD_DA equ P1 LCD_RS equ P1.0

LCD_RW equ

P1.1

LCD_E equ 03H

03H

07H

OFH

OFH

1FH

1FH

Constanta Def ini-Lion

. * * * ** 18H

1FH

04H

1EH

04H

lFH

1FH

lFH

11H

IFH

1rH

P1-.2

-******************************************************* ,'

lCH

Demonstration"

LCDChar2.asm

11H

,.

E

TiLle :

name

;Verslon

1FH

241

pencacah byte per karakter (8 byte). Setelah data-data dikirimkan, program kemudian akan memanggil ke-8 karakter tersebut di baris kedua layar LCD dengan mengirimkan karakter 0H * 7H dengan alamat awal COH.

Dolo unluk Seluruh Korokter

Byte2

Antarmuka dengan Display

** ** **

**

** **

***

** **

****

lFH

llH

,'LCD comrnand def

inition

;

dat,a

Initialization

SOFT-RST

SET4BIT CONFIG

program berikut akan menampilkan karakter-karakter yang teiah ditentukan

,".r"brr, ke LCD. LCD tetap bekerja pada mode 4 bit' Program

akan

ENTR\'},4ODE

data data data data

3BH

20H 2BH 06H

"lu-ut CGRAM yang

;Cursor fnsLruction CUR_OFF dat-a OCH CUR_LINE data OEH CIAR_BLINK data ODH COMB_CLIR data OtrH SHIFT_CURL data 10H SHIFT_CURR dat-a l4H HOME_CUR data 02H

digunakan seltagai p.'n.r.ul., karaktt,r

;lli:;y,l.r1' l)lj;l' ll"l,' l)ll;l' ll l

dan karaktermenampilkan tulisan "KARAKTER CGRAM:" di baris pertama karakter yang telah didefinisikan di baris kedua'

mode 4 bit' program akan Setelah menginisialisasi LCD untuk bekeria pada telah dibuat ke mengirimkan data-data untuk menampilkan karakter yang subrutin Write*Pattern-To-CGRAM' Alamat awal

CGRAM melalui 40FI dipakai adalah 00H, sehingga program akan mengirimkan 00H CGRAM' Ken.rudian sebagai plririuh ke LCD untuk mengakses alamat demi byte' Ilcgistc'r R0 byte data data-data dikirimkan dengan membaca tabel

(8 karakrcr) tlittr tcgislt'r ll

st'bagli

Irrj;l Iltef ion rl,rl;r ,i,rl,r

OBH

OI,:ll

**** ****

**

*** ** **** ** **** **

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

744

data data data

SHIFT-DISPL SHIFT-DISPR DISP-CLR

AT89S52

18H

call call caff mov call mov mov

rniELcD-ABit Write-Pattern-To-CGRAM Message-DisPlaY

mov mov mov call

Wr j- te_Pa

mov

Wr

#0C0H

#0H

Main-Prog-Loop:

push call pop inc d)nz sjmp

ACC

WriLe-Data4 ACC

A

B, Main-Prog-Loop $

Message-DisPlaY:

mov call mov calt ret

A.

#080H

Write-Command4 DPTR, #Message-Data

Send-Text-To

LCD

CGRAM:''0

-**********************

Send-Text-To-l,CD: A cl-r movc A,

jz call inc sjmp

@A+DPTR

Send-Text-To LCD-Exit Write-Data4 DPTR

Send-Text-To*LCD

B,

1

i t e_Pa t t ern_To_C GRAM_Loop2

*** * **

:

#B :

A

A,

@A+DPTR

Write_Dat.a4 DPTR

B, Y'irite_Pattern_To_CGRAM_Loop2 R0, WriLe_Pattern_To_CGRAM_Loop1

**

LCD Cont

I II

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Write_Command4 t t ern_To_CGRAM_Loop

1FH,15H,15H, 1FH, O 1FH, 1BH, I]H, 1l-H,0 OA]J, 1BH, 11H, 11H,0 O4H, OEH, 1FH, 1FH,

O

15H,1FH,15H.

1FH,

O

OFH, OFH,1FH,

_L]]n, u

1FH,1FH,1FH, 1FH, 11H, 11H,

1FH, 11H,

O O

** *** * ** * * * * *** ** * * ** * * * * ** ** ** * ** **** * * ** ** ** rol RouLine - * * * * * * *** ** **** ** * * *** ** ** ** ** ** **** * * *** * *** **** * * * * ** ;

db'11ry1q6fER

#B

#40H

Pattern Data: db 1FH, 15H, 15H, db 11H, 11H, 1BH, db 11H, ILH, OEH, db 1FH, 1FH, OEH, db 1FH, 15H, 1FH, db 03H,03H,01H, db 1BH, 1CH, 1EH, db 1FH,04H,04H, ,*

Message-Dafa:

R0,

A,

mOVc call inc djnz djnz ret

+B

:

DPTR. #Pattern_Data

C-LT

Write-Command4

B, A,

:

Wrl te_Pat t ern_To_CGRAM

0000H

A,

L

ret

01H

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * ** ;Main Program** *** * *** ** * * ** * * * * ** ** ** * * * * ***** * * ** * ** * ** . * ** *** * * ** *

Org

245

Send_Text_To_LCD_Exi

1CH

.***********

Main-Prog:

Antarmuka dengan Display

i TLCD-4Bi

L

:

mov mov

B, #3 A, #SOFT_RST rrriLLCD_4Bit. Loopl: mov LCD_DA, A clr LCD_RS r:1r LCD RW :;(r1. b L(:l) I;l Il( )l)

.lt

l,('l) l:

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

746

call djnz MO\,r MOV setb

AT89S52

Antarmuka dengan Display

DelaY-20

B, rnitl,cD-4Blt-Loopl A, #SET4B]T LCD-DA, A

nop CIT

call mov mov

LUU-.L

B,

LCD_E

or1 or1 an1

c1r c1r setb

Loop2

Delay_2

0

ENTRYMODE'

CUR-OTF

*** *** * ** **** ** ******* ** ** * * ** * * * * *** Clear-DisPlaY: .

** * * * * * * ** * *

:

ACC

A,

#OFH

LCD-DA, #OFOH LCD-DA, A LCD_RS LCD_RW

LCD_E

nop

Init-ial-Data: CONFIG, DISP-OFF' DISP-CLR' db,

****

** ** ** *** *** **

c1r

LCD-E

pop

A

swap

A

r'-r-

orl

A,

or1 an1

LCD_DA, #OFOH LCD-DA, A

setb

LCD-E

#OFH

nop

#DISP-CLR

Write-Command4

clr

LCD_E

cal-1

Delay_20

ret:

****************** .******************************

Write-Data4:

push orl orl anl setb c1r setb

c1r

push

#5

A,

LCD-E

Writ.e_Command4

LooP2:

A clr rnovc A, @A+DPTR Write-Command4 call DPTR inc B, rnitlCD-4Bit djnz ret

mov call ret

LCD-DA, A

seLb nop

.*******************************************

DelaY-20 DPTR, #Initial -Data

InitLCD-4Bit

anI

call ret

LCD-E

741

ACC

A,

#oFH

LCD-DA, #0F0H LCD-DA, A LCD-RS

mov call ret

R7, #l-

De1ay10

De1ay10:

LCD-RW

LCD-E

mov

R3, #20

mov d)nz dj nz cl-j rrz

R2,#255

DelaylOloop:

nop

LCD-E clr ACC pop swap A A, #0FH or1 LCD I)A, or'1

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** Delay_20: -*

il 0

f"0lI

I

('t

R2,

$

It-l , DelaylOloop Il / , I)r'l ;ry1 0

*********

*

Antarmuka dengan Display

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

248

749

AT89S52

oro+ Long-Delay:

mov

R6,

#200

Long-De1ay-Loop: DelaY-20 call R6, Long-Delay-Loop djnz

DE]

CONTEOLLER

iRD

T6963C

,/CE -------l a/n -l /RESET------.> FS /1 /R -} ->

ret

end

6.4 tcD GRAFIK 240X64 dot matriks dengan ukuran dot atau piksel yang lebih kecil. Gambar atau grafik dibentuk dengan memprogram (menyalakan atau mematikan) piksel. ietiap piksel diwakili oleh 1 bit data. Semakin banyak piksel semakin banyak pula data yang diperlukan. Seperti halnya LCD karakter, data display dikirimkan ke RAM. Oleh karena banyaknya data yang diperlukan, maka 2 KB * 64 KB'

LCD grafik yang akan dibahas dalam buku ini adalah LCD grafik dengan resolusi 240 x 64 piksel dari perusahan Data Image corportion. LCD ini menggunakan IC pengendali T6963C dari Toshiba, sehingga pembahasan bisa

semua LCD grafik yang menggunakan IC ini pengend.ali. Diagram blok LCD ini ditunjukkan oleh Gambar 6'18'

diterapkan

ke

T( ,Ail0x1

I

r+

LCD PAI.IEL 240X64 DOTS

240 sEG SEGi/ENT ORIVEE

T6A39xS

t:] EH sRPJI.{

Berbeda dengan LCD karakter, LCD grafik bisa menampilkan gambar dan juga karakter. Secara sederhana prinsip kerja LCD grafik sama dengan LED

RAM yang dipakai juga berkapasitas besar,

64 COI!,I CSL rMoN DRVER

sebagai

!DD,V55

Thernristor RT1:3.3H

i I

?l 5C17661

DC TO

VLCD

DI

Gombqr 6.18 Diogrom Elok l"(D Grofik 240 x

64

IC T6963C sebagai pengendali akan mengendalikan seluruh fungsi LCD. Sebagai driver yang akan memberikan sinyal untuk menyalakan LCD digunakan sebuah T6A40 dari Toshiba sebagai driver common (64 common) dan 3 buah IC T6A39 sebagai driver segmen (240 segmen). Untuk menyediakan tegangan ke IC driver dan LCD, digunakan pengubah DC ke DC SC17661. Sedangkan untuk menyimpan data display, LCD dilengkapi dengan SRAM (Sratic RAM) sebesar 8 KB. T6963C bisa mengalamati RAM sampai 64 KB dan hanya RAM statis yang bisa digunakan karena T6963C tidak mendukung RAM dinamis (DRAM). Mikrokontroler berkomunikasi dengan LCD melalui bus data dan sinyal-sinyal pengendalinya yang disediakan oleh T6963C. Gambar 6.19 memperlihatkan pin-pin yang dimiliki oleh LCD, sedangkan T abel 6.7 memperlihatkan fu ngsi-fu ngsinya. LCD bekerja dengan tegangan 5 Volt (TTL). Catu daya dihubungkan ke pin VDD (+5 Volt) dan pin VSS (GND). Pin FGND (frame GND) juga bisa dihubungkan ke GND. Pin ini terhubung dengan bezel (bracker LCD) yang lrisa berfurrgsi sebagai anti listrik statis (electro static). Tegangan kontras clirnasukkarr rrr<'lalui pin PWM Qtulse width modulation). Tegangan ini bisa

Ieknik Antarmul
250

diperoleh dengan menggunakan sebuah potensiometer 10K

-

20K, seperti

Antarmuka dengan Display

No

25r

Fur,g,

Nama

Keterangan

pada LCD karakter. 9 Ltl tr_DI Lrl D_trl Lrl tr_01

DBO

oEl

D-N3

EI

Lrl

D-n4

n84

Lrl D_trE

086

0_t'7

NB?

1'r.JFl

LCD-CD

CD

'r,,ss

EE F ! EEi

LC E-L: E

Lrl0_F s RST

PWM

Ptrriul

F:E

Lrl E_R tl Lf, TI-IIUE

LCE

10

83

E|ES

Lf,tr tri LC

r.,0[

DBi

LC

RST-

Fr:itlo

Input, RST

Tegangan unrul< kontras

Input, tegangan atau sinyal

LCD

PWM

DBl

72

DBO

13

D83

t4

DB2

15

DB5

16

D84

t7

DB7

18

D86

19

NC1

Tidak dipakai

20

FS

Font select, pernilih ukuran

Input,

font

5x7

l,lf,D

t,lrll

Gombor 6.19 Anlormuko L(D Grofik

Tobel 6.7 Fungsi-fungsi l(oki LtD 6rofik

1

Nama Vss

Caru daya (0 V atau CND)

FGND

GND untuk frame LCD

J

NCO

Tidak dipakai

4

VDD

Catu daya (+5Q

5

RD

Read, sinyal kendali

6

7

WR

D

Keterangan

Fungsi

2

CE

-

DB7)

Input/Output

FS

=

I

font6x8,

FS=0

bit (DB0 - DB7) dan bersifat 2 arah (bacaltulis). Operasi baca/tulis dikendalikan oleh RD dan WR. Pin RD = 0 dan Wn = f berarti membaca data dari LCD, sedangkan RD = I dan Wn = O berarri menulis dara ke LCD. Pin CD akan menentukan apakah byte yang sedang dibaca atau ditulis adalah command (instruksi) atau data display. CD = t berarti instruksi dan CD = 0 berarti data display. Sebelum operasi baca/tulis dilakukan, pin CE hu*r berada di logika rendah untuk mengaktifkan LCD. Dalam banyak aplikasi, pin ini bisa langsung dihubungkan ke GND. Bus data terdiri atas 8

baca

Input, RD =Odan WR=l

(aktif rendah).

berarti operasi baca

Wri te, sirlyal kendali baca (aktif rendah)

berarri menu-lis ke LCD

Command/Dara pemilih register (instruksi atau data)

Input, C/D = instruksi

Input, RD =1dan WR=0

CYD

8

akan mereser

LCD

11

Data Bus (DBO

No

{

unruk mereset LCD (aktifrendah) Reset,

1,

register

+, register data

Chip Enable,untuk mengaktifkan LCD (aktif

siap menerima data atatr

rendah)

instruksi.

Input, CE =0LCDaktif dan

aktif

('Jl I l.( ll ) tirlirk

Pin FS (font select) digunakan unruk memilih ukuran karakter yang akan clitampilkan dalam area 8 x 8. ]ika FS = 0 karakter akan ditampilkan dengan rlkuran 5 x 7 dan jika FS : 1 karakter yang akan ditampilkan berukuran 6 x 8. I)ada area gralik dengan ukuran font yang dipilih 6 x 8, maka bit ke-6 dan bit kt, 7 rllli tl;rt;r tlis;rl:ry ticlak akan ditampilkan di LCD. Pin RST adalah pin rtrrlttk rrt,'t,',,,'t

l(:

'l'('()():l(

l

tlurr bcrsilat aktif n,ndah. Sctelah catu

claya

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

252

AT89S52

diterapkan ke LCD, pin ini harus berada di logika rendah minimal selama 6 siklus clock T6963C. Subrutin berikut akan mereset LCD.

Antarmuka dengan Display

251

Seperti halnya LCD karakter, pemrograman LCD grafik juga akan mengatur fungsi dan mode kerja yang dimiliki oleh IC pengendali T6963C. Tidak semua fungsi dan mode kerja T6963C bisa dikendalikan mengingat rangkaian

Untuk LCD dengan resolusi 240 x64 diperlukan 1920 byte untuk mode grafik penuh jika ukuran font 8 x 8 (tiap baris terdiri atas 240 piksel atau 240/8 = 30 byte. Oleh karena ada 64 baris, maka total byte yang diperlukan 64 x 30 = 1920 byte). Untuk mode teks dengan ukuran font 8 x 8, dalam satu baris bisa menampilkan 240/8 = 30 karakter. Satu karakter membutuhkan 8 piksel kolom dan 8 piksel baris, sehingga LCD dengan ukuran 240 x 64 bisa menampilkan karakter sebanyak (24018) x 6al8) = 240 karakter. Dengan demikian untuk mode teks diperlukan data sebesar 240 byte. |adi memori yang diperlukan untuk mode grafik dan teks penuh adalah sebesar 2160 byte. lika data grafik (GH) diatur untuk menempati alamat awal RAM (0000H), maka alamat awal data teks (TH) harus berada minimal 1920 byte sesudahnya untuk mode grafik penuh (0780H). Area lain digunakan untuk menyimpan data karakter CGRAM dan dara atribut. Gambar 6.20 memperlihatkan contoh

internal LCD telah mengatur fungsi-fungsi T6963C agar sesuai

pemetaan memori LCD.

ReseI_LCD:

clr

LCD-RST

nop

nop

setb ret

6.4.1

LCD-RST

PEMROGRAMAN TCD GRAFIK

dengan

ukuran LCD yang ditanganinya.

1

FFFH

6.4.1.1 lnisiolisosi ICD Grofik Sebelum bisa menerima data dan menampilkannya, T6963C harus diinisiali-

untuk mengatur fungsi dan mode kerja LCD. Inisialisasi ini dilakukan setelah catu daya dinyalakan dan setelah LCD di-reset. Dalam inisialisasi ini juga akan ditentukan alamat awal grafik (GH = Graphic Home), area grafik (GA = Graphic Area), alamat awal teks (TH = Text Home) dan area teks (TA = Text Area) yang pada dasarnya merupakan pemetaan memori (RAM mapping) agar tidak terjadi tumpang tindih antara data teks dan grafik.

Area CGRAlvl (1[24 byte) l CtlttH EFFH

1

sasi

Secara sederhana pemetaan RAM LCD bisa diterangkan sebagai berikut. GH merupakan alamat awal RAM untuk data grafik atau alamat awal untuk menyimpan data atribut teks pada mode teks atribut (di mana grafik tidak ditampilkan). Sedangkan GA memperlihatkan banyaknya byte data grafik dalam satu baris. TH adalah alamat awal di RAM untuk data teks, sedangkan TA memperlihatkan berapa karakter yang bisa ditampilkan dalam satu baris teks. Data yang tersimpan di alamat GH akan ditampilkan sebagai 6 atau 8 bit (piksel) pertama di baris paling atas, sedangkan data yang tersimpan di TH akan ditampilkan sebagai karakter pertama pada baris paling atas LCD. GH bisa diatur sebelum atau setelah TH begitu juga sebaliknya.

Area Teks fl2fit1 byte) l TtltlH 1

EFFH

Area data atribut 1

4[[H

1

SFFH

Area Grafik (512tJ byte)

tt[[[H Gombor 6.20 (onloh Pemeloon

RAM

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

154

AT89552

Antarmuka dengan Display

kolom karakter yang dibutuhkan per baris. GA dan TA harus ditentukan dengan melihat pin FS, font dipilih pada 8 x 8 atau 6 x 8, dan juga ditentukan agar memudahkan pada saat pengalamatan memori. Pada mode 6 x 8, bit ke-7 dan ke-6 data akan diabaikan. Misalnya jika font diatur pada 8 x 8, maka GA dan TA bisa ditentukan sebagai berikut. Dalam satu baris display ada 240 bit, sehingga untuk menampilkan grafik satu baris penuh diperlukan 240/8 = 30 byte. Ini berarti juga bisa menampilkan 30 karakter. Oleh karena itu, GA dan TA bisa ditetapkan sebagai 30 atau 1EH. Setelah GH, GA, TH dan TA ditentukan, data-data tersebut harus dikirimkan ke IC pengendali LCD. Ada hal yang membedakan antara LCD karakter dan LCD grafik. Pada LCD karakter, instruksi hanya terdiri atas 1 byte, sedangkan pada LCD grafik sebuah instruksi bisa disertai dengan 2 byte atau 1 byte data (seperti GH, GA, TH atau TA). Selain itu, sebelum mengirimkan byte instruksi atau data selanjutnya, diharuskan untuk membaca status LCD

a, #03H,

cl ne

Seperti telah dijelaskan, GA dan TA menentukan berapa byte data dan berapa

255

ret

LCD_Read*SLaLus

Tsbel 6.8 Keterongon Bil Slotus L(D

Bit

Fungsl

Keterangan

Bit

1=

siap

0=

sibuk

(srA1)

starus yang memperlihatkan apakah menerima instruksi atau tidal< liap Bit status yang memperlihatkan apakah ICDsiap memtaca atau menrilis data

0 = sibuk

LCD

Bit-2

Bit starus pada mode pembacaan data auto

0:

(sTA2)

(auto read)

1 =-1iap

Bit-3

Bit status pada mode penulisan data auto

0=

sibuk

(sTA3)

(,autl uvnre)

1:

sfap

Bit-0 (sTAo) Bir-1

1 = siap

sibuk

mengingat lembaran data TC6963C tidak secara ;'elas menyebutkan waktu yang diperlukan untuk setiap instruksi. Oleh karena itu, cara waktu tunda sangat tidak disarankan untuk diterapkan pada LCD grafik.

Bit-4

Tidak dipakai

Bit-5

Bit

0=

tidak aktif

(s:rAs)

operali LCD

1=

aktif

CD = t, nO = O, WR= t dm

Bit-6

FIag error pada mode screen peek dan

0 = tidak error

(sTA6)

screen copy

1=

Bit-7

Bit kondisi kedip

0 = display mati

Status LCD dibaca dengan operasi pembacaan,

Cf

= O. LCD akan memberikan data status di bus data. Status dibaca dengan mengecek bit 0 (STA0) dan bit I (STAI) secara bersamaan. Jika STA0 = 0,

artinya sebuah instruksi sedang dieksekusi; dan jika STA0 = 1, LCD siap untuk menerima instruksi atau data selanjutnya. STA1 memperlihatkan proses pembacaan atau penulisan internal tengah berlangsung. STA1 = 0 proses tersebut sedang berlangsung, dan jika STA1 = 1 LCD siap untuk menerima data atau instruksi yang baru. Dengan demikian mikrokontroler harus menunggu sampai kedua bit tersebut di-set sebelum mengirimkan data atau instruksi ke LCD. Berikut adalah subrutin pembacaan status LCD dalam bahasa assembler 8051. Tabel 6.8 memperlihatkan keterangan tiap bit yang dibaca.

LCD_Read_SLatus

:

mov setb

LCD_DAT, #0FFH

c1r

LCD-RD A, LCD-DAT

mov

setb anI

LCD_CD

LCD

.),

RD

#03H

status yang memperlihatkan mode

(srA7)

1=

eror display normal

Instruksi untuk menentukan alamat GH, GA, TH, dan TA merupakan instruksi dengan 3 byte, 2 byre data (GH dan GA atau TH, dan TA), dan 1 byte instruksi. Byte data dikirim terlebih dahulu diikuti oleh byte instruksi. Pada saat pengiriman byte data, LCD harus berada pada mode data (pin C D berada di logika rendah), sedangkan pada saat pengiriman instruksi LCD berada di mode instruksi (CD berada di logika tinggi). Berikut adalah subrutin untuk mengirim data (Data_Write) dan instruksi (Cmd_Write).Data atau instruksi yang akan dikirimkan disimpan di akumulator. Sebelum data atau instruksi dikirimkan, status LCD dibaca terlebih dahulu dengan rnc'ma

D:rl;r l

n

ggi I

Wr

str

brtrti n LCD_Rea d*S ta tu s.

il,':

,ul:l r

/'\( '(

'

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman llikrokontroler AI89S52

2s6

cafl clr pop

Antarmuka dengan Display

LCD_Read-Status

call ret

LCD*CD ACC

Dara_Writel:

mov clr setb ret

Text_Setting:

LCD-DAT, A

mov mov call mov mov call

LCD-WR LCD_WR

Cmd_Write:

push ACC LCD_Read_Status call SCTb LCD-CD pop ACC Data-Writel calf ret

di A. Berikut

adalah subrutin untuk mengirm

2 byte data dan 1 byte

menentukan mode LCD (mode ser). Mode ini akan menentukan apakah LCD akan menampilkan grafik dan teks, dengan pola penggabungan OR, EXOR atau AND, atau LCD hanya akan menampilkan teks (mode atribut teks). Selain itu juga akan menentukan apakah teks yang akan ditampilkan berasal dari CGROM internal atau dari CGRAM. Instruksi ini merupakan instruksi 1

DPL DPH

Data_WriLe ACC

Cmd_Write

Graphj-c_Setting: mov DPTR,

#GH

#SET_GH

Send_3Byte-Command

DPTR.

A,

sebagai

berikut.

Data-Wri-te

A,

#SET_TA

Send_3Byte_Command

byte dengan tidak memerlukan data. Byte instruksinya adalah

ACC

Instr-uksi unruk menentukan alamat GH adalah 42H (SET-GH = 42H), menentukan area grafik adalah 43H (SET:GA = 43H), alamat TH adalah 40H (SET-TH = 40H) dan menentukan area teks adalah 4lH (SET-TA = 41H). Subrutin-subrutin di bawah ini akan menentukan GH, GA, TH dan TA. Alamat GH berada di 0000H (GH) dan GA = 00iEH. Sedangkan alamat TH berada di 0780H (TH) dan TA = 001EH. Ukuran font adalah 8x8.

mov call mov mov

DPTR, #TA

A,

TH, dan TA atau pemetaan memori, hal selanjutnya yang harus dilakukan dalam inisialisasi LCD grafik adalah

Send-3Byte-Command:

A,

#SET_TH

Send_3Byte*Command

Setelah menentukan GH, GA,

instruksi.

A,

DPTR, #TH

A,

rel:

Data yang akan dikirimkan disimpan di DPTR, sedangkan instruksi disimpan

push mov call mov call pop call ret

Send_3Byte_Command

#GA

#SET

GA

DB7

D86

DB5

DB4

DB3

D82

DB1

DBO

I

0

0

0

CG

MD2

MD1

MDO

Bit MD2 - MDO menentukan mode display:

l. 2. 3. 4.

MD2-MDO=000,modeOR

MD2-MDO:001. mode EXOR MD2-MDO=011,modeAND MD2

-

MDO = 100, mode atribut teks

Bit CG menentukan apakah display akan menampilkan teks dari CGROM internal atau dari CGRAM. CG = 0, karakter 00H - 7FH akan ditampilkan dari CGROM internal dan karakter 80H - FFH akan ditampilkan dari CGRAM. CG = 1 semua karakter (00H - FFH) akan ditampilkan dari CGRAM. Subrutin di bawah ini akan mengirim pengaturan mode ke LCD. Gambar 6.21 memperlihatkan mode penggabungan grafik dan teks.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler ATB9552

258

Antarmuka dengan Display

Set*LCD_Mode:

mov cali ret

A,

mode #LCD_MODE

Wffi ffi Grafik

Bit T, bit yang menentukan apakah data teks akan ditampilkan atau tidak. T = 1, teks akan ditampilkan; dan T = 0, data teks tidak akan ditampilkan.

J.

Bit C, bit yang menentukan apakah kursor ditampilkan atau tidak. C = kursor akan ditampilkan; dan C = 0 jika kursor tidak akan ditampilkan.

4,

Bit B, bit yang menentukan apakah kursor akan berkedip atau tidak. B =

1,

berkedip.

Submtin di bawah akan mengatur mode display. Data pengaturan didefinisikan dalam konstanta DISPLAY MODE.

Teks

.,AI{D'

2.

I kursor akan berkedip dan B = 0 kursor tidak

(aJ Data Grafik dan Teks

Set_Display_Mode

mOV call ret

A,

:

#DISPLAY-MODE

Cmd_Write

Dengan dikirimkannya mode display, LCD telah siap untuk menerima data dan menampilkannya. Subrutin di bawah merupakan subrutin inisialisasi LCD grafik. Subrutin ini akan memanggil subrutin-subrutin yang telah dijelaskan di atas.

,,EXOR'

[bJ Mode Fenggaburrgarr Gombor 6.21 Mode Penggobungon Grofik don Teks

Setelah mode LCD ditentukan, sebenarnya proses inisialisasi telah selesai dilakukan. LCD telah siap untuk menerima data display, namun pada saat ini LCD masih belum bisa menampilkannya karena display dalam keadaan mati. Untuk itu, di proses inisialisasi ini bisa ditambahkan pengiriman instruksi pengaturan mode display. Instruksi ini akan menentukan apakah grafik, teks, atau kursor ditampilkan atau tidak, dan juga apakah kursor akan diatur berkedip atau tidak. Instruksinya terdiri atas 1 byte. DB7

D86

D85

D84

DB3

DB2

DB1

DBO

I

0

0

1

G

T

(,

B

Keterangan bit-bit instruksi pengaturan mode display:

1.

ini hanya akan menampilkan teks, tetapi data atribut menempati

alamat grafik.

Cmd_Write

,,oR,,

259

Bit G, bit yang menentukan apakah grafik akan ditampilkan atau tidak. G = 1 data grafik akan ditampilkan dan G = 0 data grafik ticlak akan ditampilkan. Pada mode teks atribr.rt, bit C harus di st-t klrt'rlr wlrllrrrptrrr

Initialize LCD: Reset LCD call call Graphic*Sett-ing call TexL_Setting call Set LCD_Mode call Set_Dlsplay*Mode ret

6.4.1.2 lnstruksi Penempolqn Kursor Instruksi ini akan menempatkan posisi kursor di display. Berbeda dengan LCD karakter di mana kursor bisa bergeser setelah pembacaan atau penulisan data, di LCD grafik posisi kursor tidak berubah. Instruksi ini terdiri atas 3 byte; byte pertama menentukan posisi kolom (posisi X), byte kedua adalah

posisi baris (Y), sedangkan byte ketiga adalah byte instruksi ZlH (,987_CUSO$. Berikut adalah subrutinnya. DPTR menyimpan posisi kursor. l'osisi kolorn disirnpan di DPL dan posisi baris disimpan di DPH.

26r

Antarmuka dengan Display

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

260

Set_Cursor_Pointer

mov cafl

A,

AT89552

yang menunjukkan alamat dan I byte adalah byte instruksi 24Ll (SET-ADDR\ Byte pertama adalah alamat orde rendah dan byte kedua

:

#SET_CURSOR

adalah alamat orde tinggi. Berikut adalah subrutinnya, alamat RAM disimpan di DPTR dan juga contoh subrutin mengirim data 34H ke alamat 0000H.

Send_3Byte_Command

retx64, posisi X (kolom) akan mempunyai nilai lDH, dan posisi Y (baris) akan mempunyai nilai 00H - 07H.

Pada display dengan ukuran 24O

00H

-

6.4.1.3 lnslruksi Pemilihon Polo Kursor Instruksi ini digunakan untuk memilih pola kursor, tentu saja untuk melihatnya kursor harus ditampilkan dengan instruksi mode display. Ada 8 pola kursor yang bisa dipilih mengingat I karakter membutuhkan 8 baris, yaitu pola kursor 1 baris, 2 baris, sampai 8 baris. Instruksi ini merupakan instruksi 1 byte, 1 baris kursor dipilih dengan mengirimkan instruksi A0H, 2 baris dipilih dengan mengirimkan A1H, dan seterusnya sampai 8 baris, maka instruksi yang harus dikirimkan adalah A7H. Berikut contoh subrutin untuk memilih pola kursor 2 baris.

Set._Cursor_Pat

mov call

A,

tern

Set_Address-Pointer

mov call ret

A.

:

#SET-ADDRP

Send*3Byte-Command

Send_DaLa:

mov call mov calf ret

DPTR, #0000H

Set-Address-Pointer

A,

#34H

DaLa-Write

6.4.1.5 Inslruksi Penulison dqn Pembqcoon Dotq Instruksi ini digunakan setelah menulis atau membaca

I byte data dari

RAM

untuk menentukan apakah alamat RAM yang tersimpan di penunjuk alamat (address pointer, ADP) berubah atau tidak. Seperti telah dijelaskan bahwa pada LCD grafik, kusor dan juga penunjuk alamat tidak bisa diatur pada inisialisasi untuk naik atau turun secara otomatis. Untuk itu perlu dikirimkan instruksi ini setelah mengirim atau membaca 1 byte data RAM. Instruksi ini

:

#0A1H

Cmd_Write

ret.

merupakan instruksi 1 byte, yang mengatur apakah penunjuk alamat berubah (naik atau turun I byte) atau tetap setelah penulisan dan pembacaan data. Tabel 6.9 memperlihatkan instruksi ini. ".tN::ZlWllV;1

Tobel 6.9 lnslruksi Penulison don Pembucoon Doto

Kursrlr 1 Kursur I Baris Uans

l{urs'rr 2

Earis

Kursnr B Earis

Gombor 6.22 Polo Kursor

6.4.1.4 lnstruksi Penuniuk Alqmot RAM Instruksi

ini

digunakan untuk menentukan alamat awal RAM pada proses transfer data dari atau ke RAM LCD. Alamat memori yang ditunjuk harus

sesuai dengan pemetaan memori yang telah ditentukan pada proses inisialisasi, kecuali data yang dikirim atau dibaca bukan rlall rrntuk ditampilkan di layar LCD. lnstruksi ini tcrcliri atas 3 byt(',2lrytr';rtlrl:rlt rlrrtrt

Instrulcsi

Fungsi

Keterangan

COH

Penulisan data, ADP naik

WR-INC-ADP

C1H

Pembacaan data, ADP naik

RD INC ADP

C2H

Penulisan data, ADP turun

WR_DEC_ADP

C3H

Pembacaan data, ADP rurun

RD DEC ADP

C4I

I

Penulisan data, ADP tetap

WR ADP

(:51

I

l'r'nrlrrt lurn rlata, ADP tctap

RD ADP

!

757

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89S52

Berikut adalah contoh penulisan I byte data (34H) ke alamat 0000H. Penunjuk alamat diatur agar naik 1 byte setelah penulisan, sehingga

i

Antarmuka dengan Display

415 l\1 d

41l

A'12

263

411

A10

Aq

A,I

pa

A1

A]

penunjuk alamat menjadi 0001H. l(arakter CGRAlvl

Regisier Oflsel

Send_Data:

mov call mov call mov call ret

Gumbor 6.23

DPTR, #0000H Set_Address_Pointer

A,

Lima bit atas dari alamat CGRAM (A1l -A15) adalah register offset, S bit berikutnya (A3 - Al0) adalah karakter CGRAM (80H - FFH jika bit G = 0 atau 00H - FFH jika G = 1), 3 bit terakhir akan ditentukan sendiri oleh T6963C. Jika alamat awal CGRAM adalah 0870H (0000 1000 0111), maka

#34H

Data_Write

A,

Scan Baris

Hubungon Alomol (GRAM dengon l(orokternyo

#WR-INC-ADP

Cmd_Write

register offset adalah 01H.

Instruksi register offset merupakan instruksi 3 by.te. Byte pertama adalah

6.4.1.6 Pengolurqn Register Offset Instruksi ini digunakan dalam menentukan alamat RAM pada saat menampilkan karakter yang dibangkitkan melalui CGRAM. Pemetaan memori dalam proses inisialisasi hanya menentukan area RAM untuk data grafik dan area teks, sedangkan tempat menyimpan data untuk karakter yang dibangkitkan dari CGRAM harrrs ditentukan terpisah dari proses inisialisasi. Alamat

CGRAM yang bisa dipakai bergantung pada bit G pada instruksi mode display. Seperti telah diterangkan, pada saat G = 0, karakter yang akan dibangkitkan dari CGRAM adalah karakter 80H - FFH (128 karakter), sedangkan pada saat G = 1, semua karakter 00H - FFH (256 karakter) akan dibangkitkan melalui CGRAM. Setiap karakter membutuhkan 8 byte, karena itu memori yang dibutuhkan untuk CGRAM adalah 1024 byte (1 KB) pada G = 0 dan 2048 byte (2 KB) pada saat G = 1. Misalnya 8 buah karakter (80H - 87H) akan dibangkitkan melalui CGRAM dengan alamat awal CGRAM 0870H. Maka hal pertama yang harus dilakukan adalah mengirim data karakter (8 byte) ke RAM LCD dengan alamat awal

0870H (menggunakan insrruksi penunjuk alamat RAM). menampilkannya ke layar, dengan mengirimkan data 80H

di RAM, instruksi pengaturan register

-

Sebelum

FFH ke area teks

offset harus dikirimkan terlebih dahulu. Cara penentuan register offset adalah sebagai berikut. Gambar 6.23 memperlihatkan hubungan antara alamat CGRAM dengan karakter yang dibangkitkannya.

register offset, byte kedua adalah 00H. Kedua byte ini harus dikirim sebagai data. Dan byte terakhir adalah byte instruksi 22H (SE7:OFFSEI). Subrutin untuk mengatur register offset adalah sebagai berikut.

Set_Of fset_Regi

mov mov call ret

ster

:

DPTR, #OFFSET_REG

A,

#SET-OFFSET

Send_3Byte_Command

di subbab selanjutnya akan memperlihatkan bagaimana menampilkan karakter yang dibangkitkan melalui CGRAM. Contoh program

6.4.1.7 Penulison dqn Pembocqqn Doto Otomqtis Instruksi penulisan dan pembacaan otomatis (auto write/rea@ sangat berguna dalam menulis atau membaca blok data ke atau dari RAM, misalnya pada saat mengirimkan data grafik untuk 1 layar penuh. Pada instruksi ini tidak diperlukan mengirim instruksi penulisan atau pembacaan untuk mengatur penunjuk alamat seperti jika mengirim atau membaca 1 byte data, penunjuk alamat akan secara otomatis naik I byte setelah 1 byte data dikirim atau dibaca.

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'1ikrokontroler

164

Tobel 5.1 0 lnslruksi Penulison

InsEul$i

AT89552

don Pemboroon D0t0 0tomolis

Keterangan

Fungri

BOH

Penulisan otomatis ON

AUTO WR ON

82H

Penulisan otomatis OFF

AUTO*WR-OFF

BlH

Pembacaan otomatis ON

AUTO-RD-ON

83H

Pembacaan otomatis OFF

AUTO RD OFF

Untuk mengaktifkan mode otomatis pada operasi penulisan atau pembacaan, setelah alamat awal transfer data ditentukan dengan instruksi penunjuk alamat, maka instruksi untuk mengaktifkan mode otomatis harus dikirimkan. Setelah itu LCD siap untuk menerima atau mengirim blok data. )ika semua data telah terkirim atau terbaca, mikrokontroler harus mengirimkan instruksi untuk mematikan mode otomatis, jika tidak LCD tidak akan bisa memproses instruksi selanjutnya karena pada mode ini semua byte diperlakukan sebagai data.

Contoh subrutin berikut akan mengirim 1920 byte data dalam mode otomatis. Data grafik yang akan dikirimkan didefinisikan di alamat Graphic-Data (tidak ditunjukkan di sini). R1 dan R2 digunakan sebagai pencacah 64 dan 30 (64 x

30:

Send*Ful l_Graphic_Data

mov cal-1 mov call mov mov

:

#AUTO_WR_ON

Cmd_Write

DPTR, #Graphic_Data

R1,

#64

Send_F'ul 1_Graphic_Data*Loop1

mov

Send_Fu

1

R2,

:

#30

l_Graphi

c_Da t a_Loop2

:

A clr movc A, @A+DPTR call Data*Auto_Write

InC djnz djnz mov call r()

t

265

6.4.1.8 lnstruksi Screen Peek don Screen Copy Instruksi screen peei digunakan untuk membaca I byte data yang ditampilkan. Data yang terbaca merupakan data display penggabungan antara grafik dan teks dengan pola gabungan ditentukan oleh mode LCD pada saat inisialisasi. Instruksi screen peek ini dikirimkan setelah mengirimkan alamat display yang akan dibaca melalui instruksi penunjuk alamat. Setelah instruksi ini dikirimkan, yang didefinisikan sebagai instruksi 1 byte EOH, bit 5TA6 pada saat pembacaan status harus dibaca. Bit 5TA6 akan di-set jika alamat yang dikirimkan berada di luar area grafik dan akan direset jika alamat yang dikirimkan berada di dalam area grafik. Jika 5TA6 = 0, data bisa langsung dibaca dengan instruksi pembacaan 1 byte. Jika 5TA6 = 1 T6963C akan mengabaikan instruksi ini. Instruksi screen copy, untuk membaca 1 baris data yang ditampilkan di layar

LCD kepada memori area grafik dengan alamat awal ditentukan oleh instruksi penunjuk alamat. Instruksi ini akan diabaikan oleh T6963C jika grafik dalam mode atribut teks. Seperti halnya instruksi screen peek, bit 5TA'6 harus dicek setelah instruksi screen copy (EBH) dikirimkan. Instruksi ini hampir sama dengan instruksi screen peeking, bedanya instruksi ini akan membaca 1 baris data.

1920 byte).

DPTR, #GH Set_Address_PoinLer

A.

Antarmuka dengan Display

DPTR

R2, Send_FuI1*Graphic-Data-Loop2 R1. Send_Fu11_Graphic_Data-Loop1 A, #AUTO WR-OFP Cmcl Wri te

6.4.1.9 lnslruksi Atribut Teks Instruksi ini digunakan untuk mengatur fungsi-fungsi atribut pada mode atribut teks. Instruksi ini akan mengatur mode display pada setiap karakter/teks yang ditampilkan. Seperti diketahui, pada mode atribut teks data grafik tidak akan ditampilkan di layar LCD mengingat pada mode ini area grafik dipakai untuk menyimpan data atribut. Ada 2 fungsi atribut: fungsi gambar negatif (negative image/inverse video) dan fungsi kedip (blinking). Area RAM mode atribut adalah sama dengan area grafik yang ditentukan pada saat inisialisasi. Walaupun pada mode atribut, data grafik tidak akan ditampilkan; grafik tetap harus ditampilkan melalui instruksi mode display. Tabel 6.11 memperlihatkan fungsi-fungsi atribut dengan byte instruksinya. Hanya 4 bit bawah dari instruksi yang berpengaruh.

Untuk rnt.rrgaktifkan fungsi atribut, cukup dengan mengirimkan salah satu byte instrrrksi yirng I('l('anturn dalarn Tabel 6.-lI ke area RAM atribut (area lirirlik), l),rl,r,rlrrl'rrl ilrrtrrk klrruktcr/t('ks l)crtalna yang nrcncrnPati alarnilt

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89552

766

Antarmuka dengan Display

awal area teks harus dikirimkan ke alamat awal RAM atribut. Sebagai contoh jika alamat awal area teks (TH) adalah 0870H dan alamat awal area atribut (GH) adalah 0000H, maka untuk membuat karakter ke-16 meniadi berkedip dengan mode display negatif, byte ODH harrs dikirimkan ke alamat 000FH. Tobel 6.1

Insuul$i

I

(a) t-larnbar

NORM DISP

0sH

Display nesatif

NEG*DISP

03H

Display dilarans

INH

OBH

ODH

Displav normal berkedip Display neqatif berkedip

OBH

Display terlarang berkedip

BLINK NOR DISP BLINK NEG DISP BLINK_INH-DISP

#-16 lHigfrt;tg {Frkor..

DISP

(b) Garnbar 2 Gombor 6.24 Gombor yong Akon Ditompilkon

Alamat GH ditentukan

lnstruksi Set/Reset Bit

Instruksi ini berguna untuk mengeset atau me-reset sebuah bit dari sebuah alamat RAM yang ditunjukkan oleh penunjuk alamat secara individu. Instruksi I byte ini ditentukan sebagai berikut. Bit ke-3 (D3) dari byte instruksi menentukan apakah operasi set atau reset. Jika bit D3 = 0 berarti akan mereset bit dan jika D3 = 1 adalah operasi set. Bit ke-0 sampai ke-2 (D0 - D2) menentukan bit mana yang akan di-set atau di-reset (000 untuk D0, 001 untuk D1 sampai 111 untuk D7). D4 - D7 dari instr-uksi harus bernilai L Oleh karena itu, untuk instruksi reset, byte instruksi akan bernilai FOH - F7H dan byte instruksi set akan bernilai F8H - FFH.

6.4.2

1

Keterangan

Display normal

6.4.t .I O

lE Fightinu

lnslruksi Alribut Ieks

Furresi

00H

F-

761

LCD GRAFIK MENAMPILKAN GAMBAR

240 X 64 Contoh program berikut akan memfungsikan LCD grafik untuk menampilkan gambar saja. Port data (LCD-DAf dihubungkan dengan P0 AT89S52. Pin kendali baca (LCD-RD dan kendali tulis (LCD-|Z,?) masingmasing dihubungkan dengan P3.7 dan P3.6. Sedangkan pin CE, CD dan RST dihubungkan dengan P3.3, P3.4, dan P3.5. llkuran font dipilih 8x8 dengan menghubungkan pin FS ke GND.

di 0000H dengan GA : lEH (30 byte per baris),

sedangkan TH ditentukan di alamat 1400H dengan TA = lEH. LCD diset pada

mode OR, tetapi hanya data grafik yang akan ditampilkan di layar. program

akan menampilkan 2 gambar secara bergantian. Gambar yang akan ditampilkan di layar ditunjukkan oleh Gambar 6.24. Perhatikan bahwa teks yang ada dalam gambar adalah teks yang dibuat pada saat membuat gambar tersebut, bukan teks yang dibangkitkan oleh CGROM atau CGRAM. Data bitmapnya diperoleh dengan menggunakan program Bitmap Erftractor seperri yang telah digunakan pada saat menampilkan grafik di display dot matrik, dengan memilih ukuran gambar 240 x 64. Untuk menampilkan yang lain, tinggal membuat gambar yang diinginkan dengan ukuran 240 x 64, kemudian datanya didapat dengan Bitmap Extractor. Seperti telah diterangkan sebelumnya, pada file bitmap monokrom, bit yang mewakili sebuah piksel akan diset jika piksel tersebut berwarna putih dan

akan di-reset jika piksel tersebur hitam. Sedangkan pada LCD grafik adalah kebalikannya. Oleh karena itu, sebelum dikirim ke RAM, LCD data di-

komplemen-kan terlebih dahulu dengan instruksi cpl (lihat subrutin l)raw-Fl6Fighrer). Gambar yang ditampilkan di layar dipilih dengan merihat status bit Flag2. llka Flag] di-set, gambar I yang akan ditampilkan, dan jika llag) di-reset program akan menampilkan gambar 2. Selang waktu antara girrnbar

.l

rlurr garnhar 2 dilakukan dengan memanggil subrutin Detay.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman t'likrokontroler

268

Antarmuka dengan Display

AT89552

;Display

Ti-tle : "Graphic LCD: 240 x 64 Graphic"

;Program

;File

: LCD Grafik 1.asm : 1.0

name

,'Version

date : ;Programmer : ;Created -

,.

March

23,

I;

2001

Usman

*** ** * * ** ** * *** ** ** ** * * * * *** ** ** ** *****

***

*******

**

****

RAM

F1ag0

P3.3 P3.5 P3.4 P3.6 P3.7 P0

LCD

Initi alize

20H

SET-GH

SET-GA SET-TH

SET-TA

;LCD Mode LCD-MODE

commmand

equ equ egu equ

OB2H

OBOH

Prog.ram

Ors

0000H

call

rnitialize

Initialize cIr call call call call call ret

F1ag.0

ConsLanta Declaration

;

equ equ

call call sjmp

. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

GH GA TH TA

AUTO_WR_ON AUTO-WR-OFF

LCD

Main_Prog_Loop:

.******************************************************* ;

24H

Main_Prog:

Mapping

equ egu

Flag

egu

.*******************************************************

-**************************

;hternal '

98H

SET_ADDRP

;Main

;Microcontroler Pin/Port Assignment ***************************** equ egu equ equ equ equ

Mode

DISPLAY_MODE egu

'*******************************************************

*******************************************************

LCD-CE LCD_CD LCD-RST LCD-WR LCD-RD LCD-DAT

269

**

*******

*

definiLion

c1r

setb ret

001EH

egu

BOH

r-CD cE

Reset raD Graphic_setting Text_setting Set LCD_Mode Set_Display_Mode ** * *

LCD_RST

nop nop

001EH

42H

41-H

r'cD:

.***************************************************

1700H

43H 40H

Main_Prog_Loop

ReseI_LCD:

0000H

egu equ equ equ

Draw_Fl6Fighter Delay

* ***** ** ******* ** ** ** **** * *** **** * ** **** ** * ***** iraphic_Setting:

,-

t

LCD*RST

*

**

**

**

mov DPTR, #GH mov A, #SET_GH ca.l. L,)encl 3 Byte_Command rn()\/ l)1,'l'll, ll(;n ril(

)v

A. il:;l,l't'

(

:n

Ieknik Antarmulta dan Pemrograman l.likrokontroler

2i0

call

AT89S52

Send-3BYte-Command

re1:

*** ** **** * * **** *** * * * * ** * * ** ** TexL-setting: DPTR, #TH mov A, #SET-TH mov Send-3BYte-Command call DPTR, #TA mov A, #SET-TA mov Send-3BYte-Command call ret -

**

** ******

** * ** ** ** ** ** ** * ***

. * * t ** ** * * * * * * ****

*

** **** ****** **

A,

pop ACC Data_Writel: mov LCD-DAT, c1r LCD_CE clr LCD_WR

** *****

setb setb ret

** ** ** ** * * **

push call seLb pop call ret

Cmd-Write

reL

mov cafl ret

A,

:

#DISPLAY-MODE

Cmd-Write

mov setb clr clr

Set-Address-Pointer A, #SET-ADDRP mov Send-3BYte-Command call ret

************ *******************************************

.***

**

ACC

A, DPL Data-Write A, DPH Data-Write

mov setb setb anl cjne ret

ACC

Cmd-Write

******

** **

**

**

***

**

**

Data_Write:

push call cl r

acc LCD_Read_SLatus LCD-CD

acc Data_Writ.eL

ACC

LCD-Read-Statlrsi LalD.Ct)

**

********

** **

***

*** * ** ** ** * *

:

LCD-DAT, #OFFH IICD*CD LCD_RD LCD_CE

nop nop nop nop

Send-3BYte-Command:

push mov call mov call pop call ret

LCD_CE

LCD_Read_Status :

,.

LCD_WR

Cmd_Write:

#LCD-MODE

Set-Dlsplay-Mode

A

nop nop nop nop nop

Set*LCD-Mode:

mov call

7n

Antarmuka dengan Display

,.

A,

LCD_DAT

LCD_RD

LCD_CE

a, #03H a, #03H, LcD_Read_status

* ** * * ** * * ** **

** ** ** * ** ** ** *** * * ** * **

l)iita_Auto_Write: nrrch

rTrov l).lt.l nlrl,,

Lc/-

LCD DAT, #OFFH Wr

it r' [,oop:

****

** * ** **

***

**

***

Antarmuka dengan Display

Teknik Antarmul
tl7 setb

call ret

LCD-CD LCD-RD LCD_CE

clr clr

.*****************

mov {

A,

LCD-DAT LCD-RD LCD-CE

setb setb anf cj ne

A, #OBH A, #08H, Data-Auto-WriLe-Loop

c1r

LCD-CD

pop

ACC

call ret

Data-Writel

mov call mov call jb

:

DPTR,

#GH

Set-Address-Pointer

A,

#AUTO-WR-ON

Cmd-Write Flag0 ,Draw-FL62 DPTR, #Graphic-Data1 Flag0

mov seLb s jrip mov c1r Draw*It: mov

#80

mov mov call djnz ret

R0, Rl-,

#110 #100

Delay_Loop1 R5, De1ay_Loop

Delay_Loopl:

R0, $ Rl, Delay_Loop1 **

**********************

Graphic_DaLa1: (lihat di file

**

******

assemblernya dj-

**

**

**

CD)

- * ****** *** *** **** ** * * * ** * * * *** ** **** ** * * * ** * * **** **** ** Graphic_Data2: (l1hat di file assemblernya di CD)

6.4.3

MODE ATRIBUT TEKS DAN KARAKTER CGRAM

Contoh program berikut akan mendemontrasikan mode-mode teks atribut dan bagaimana menampilkan karakter, dengan CGROM dan CGRAM, ke

LCD grafik. LCD diatur pada mode CGROM dan mode atribut

DPTR, #GraPhic-Data2

(LCD_MODE = 84H). Grafik dan teks dihidupkan karena data atribut akan menempati area garfik. Kursor tidak ditampilkan dan teks diatur untuk tidak berkedip (DISPLA Y_MODE = 84H).

F1ag0

R1, *64

Send-Ful l-GraPhi c-Data-LooP1

R2, #30 l-GraPhic-Data

clr MOVC cp1 cal-1 inc djnz djnz mo\/

************************************

Draw-It

Draw-F162:

mov

R5,

-*****************

Draw-F1 6FighLer

**

Delay_Loop:

djnz djnz ret

** * ** . * ** * * * * * * ** ** * * ** * * * ** * * * * * * x* ** * * * * * * *** * * * * * * * * *

Send-FuI

Cmd_Write

Delay:

nop nop nop nop mov

273

LooP2

:

:

A

A,

GA+DPTR

A

Data-Auto-Write DPTR

R2, Send-FulL-Graphic Data-Loop2 R1 , Send-Pu11--Graphic-Dar-a Loopl A, #AtrTO -WR Ot''F

teks

Memori LCD diatur sebagai berikut. Area grafik menempati alamat awal (GH) di 0000H dengan area grafik (GA) adalah 0028H (40 byte per baris). Area grafik ini digunakan untuk menyimpan data atribut teks karena program tidak akan menampilkan gambar. Area teks menempati alamat awal ('l-H) di 1700H dengan area teks (TA) 0028H (40 karakter). Pemilihan GA dan

'l'A pada 0028H dikarenakan pada contoh ini ukuran font ditentukan 5 x 8 ([S dihubungkan ke logika tinggi). Dengan demikian layar bisa menampilkan .120 teks ((240/6) x 6a/$). Pada ukuran 6 x 8, hanya 6 bit bawah dari data yrrng akarr rliprost,s tlari dara yang dikirim ke LCD. Data karakter CGRAM rlisitnputt rli :rl;rttrrt irw;rl llt00ll. Olch karcna bit C = 0 (mode l.CD), maka

Ieknik Antarmuha dan Pemrograman l,likrokontroler

714

AT89S52

karakter yang dibangkitkan melalui CGRAM adalah karakter 80H - FFH. Karakter 80H akan menempati alamat 1C00H di CGRAM (1800H + (80H x8)). Setelah menginisialisasi LCD, program akan melakukan pembersihan memori dengan mengirimkan data 00H ke semua alamat memori LCD dengan

memanggil subrutin Clear-Memory. Ini dilakukan untuk menghindari tampilan acak di layar LCD mengingat isi memori akan berada di kondisi acak pada saat catu daya pertama kali dinyalakan. Dengan menggunakan penulisan otomatis, data 00H dikirimkan ke memori LCD. Alamat awal ditentukan 0000H (GH) dengan instruksi penunjuk alamat. DPTR digunakan sebagai pencacah alamat. Untuk mengetahui apakah alamat telah mencapai lFFFH atau belum, digunakan sebuah metode sederhana. Isi DPH disimpan

A

dikurangi dengan 1l'H (byte tinggi alamat). Hasil pengurangan disimpan di register B. Selan;'utnya DPL disimpan di A dan A dikurangi dengan FFH (byte rendah alamat). Kemudian A akan di-OR-kan dengan register B. DPTR diperbarui dengan instruksi inc. |ika DPTR telah berisi IFFFH, operasi logika OR A dan B akan menghasikan 0 di register A dan proses penghapusan memori berarti telah selesai. |ika belum 0, penghapusan memori terus dilan;'utkan ke alamat memori berikutnya. Instruksi untuk mereset mode penulisan otomatis perlu dikirimkan sebelum keluar dari submtin ini.

di A,

kemudian

Program kemudian akan mengirimkan data untuk membangkitkan karakter CGRAM. Contoh karakter CGRAM dalam program ini adalah karakter CGRAM yang sama dengan contoh pada LCD karakter (seperti ditunjukkan oleh Tabel 6.6). Pengiriman data karakter CGRAM dilakukan di subrutin

CGRAM-Seting. Alamat awal CGRAM adalah 1800H, karena itu nilai register offset yang harus dikirimkan adalah 03H (OFFSET-REQ. Nilai regi ster offs e t dikirimkan melalui subrutin S e t- Offs e t- R egi s t e r "

Subrutin Send-CGRAM-Data akan mengirimkan data-data untuk membangkitkan B karakter CGRAM (CGRAM-Data). Oleh karena itu diperlukan 64 byte data. Alamat 1C00H, sebagai alamat CGRAM untuk karakter 80H, dikirimkan terlebih dahulu ke penunjuk alamat' Kemudian dengan instruksi penulisan data otomatis, 64 byte dikirimkan ke RAM. R0 berfungsi sebagai pencacah 64byte.

Antarmuka dengan Display

715

Setelah mengirimkan data-data CGRAM, program akan menampilkan teks dengan memanggil subrutin Send_Text. Teks ditampilkan di baris ke-1, 2, 3, 4, 6, dan terakhir menampilkan karakter CGRAM di baris ke-7. Alamat awal

tiap baris ditentukan dengan konsranra LINEI_ADDR, LINE2_ADDR , ..., LINET_ADDR. Alarnat awal baris perrama sama dengan alamar TH. Alamat awal baris kedua adalah TH+TA, baris ketiga adalah TH+2TA, baris keempat TH+3TA dan seterusnya.

Teks dikirimkan dengan merode look-up table dan juga dengan mode penulisan otomatis. Tidak seperti LCD karakter yang bisa secara langsung mengirimkan data ASCII, T6963C menggunakan kode karakrer yang berbeda dengan kode ASCII. Lembaran data T6963C rnemperlihatkan dalam kode karakter u,tuk mode cGRoM terdapat selisih 20H dengan kode karakter ASCIL lika program terap menggunakan kode ASCII, maka harus dikurangi dengan 20H terlebih dahulu sebelum dikirimkan ke area memori teks. Ini

tidak berlaku jika karakter dibangkirkan melalui CGRAM. Dalam conroh program ini, pengiriman teks yang dibangkitkan dengan CGROM dan CGRAM dilakukan di subrutin yang terpisah. Subrurin SendText akan mengirimkan kode CGROM, di dalamnya rerdapat instruksi pengurangan sebelum data dikirimkan ke RAM, sedangkan SendText2 akan mengirimkan kode karakter CGRAM (80H

-

87H) dan data tidak dikurangi dengan 20H.

Subrutin terakhir dari program rni (Atribute_Text_Demo) adalah mendernonstrasikan mode atribut teks. Tulisan di baris ke-4 ("U-2 Technologies") rnerupakan area teks yang akan mendapatkan data atribut. Mode atribut yang didemontrasikan adalah mode display normal (NORM_DLS\, display normal berkedip (BLINK_NOR*DIS], display negatif (NEG_DIS\, display negatif berkedip (BLINK_NEG_DISfl dan g,abungannya. Program kemudian akan rnengulangi pengiriman mode atribut secara terus-menerus. ; Program Title ;lrile name ;Version ;(lreated date i l)r'oqrammer

: "Mode Teks Atribut dan Karakt.er : LCD Grafrk 2.asm : 1.0 : Marcln 26, 2007 : Usman *************************************x**

^

M

***Ai

t r * l ********************************************

ict-olottl

t

o lr,t

l'i ;/Port-

As;si qnment,

CGRAM"

q

Ieknik Antarmul
716

LCD*CE egu LCD_CD equ LCD_WR equ LCD_RD egu

P3.3 P3 .4 P3.5 P3.6 P3.7

LCD_DAT egu

PO

LCD_RST equ

AT89S52

Antarmuka dengan Display

****** **** **** ** * * * ** ** **** ** * * **** ** * * * ** ** ** ** **** ** ; rnternal RAM Mapping ,. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * - * ** **** ** * * ****** ** * * *** *** * ** ** **** * * * * * ** ** ** **** ** ** ; Constanta Declaration ,*

.*********************************************

;LCD Inil-ialize

GH GA TH TA

SET-GH

SET-GA JE]

1N

JE]

lN

LINEI-ADDR LINE2-ADDR LINE3*ADDR LINE4-ADDR L]NE6*ADDR LINET*ADDR REMARKTEXT

;LCD Mode LCD

MODE

SET*ADDRP

equ equ equ egu

42H 43H 40H 47H

equ equ eqll equ egu egu equ

1700H L12BH 1750H

equ

OFFSET-REG SET-OFPSET

equ equ

22H

NORM DrsP

equ egu egu egu equ

**

*******

*

,.

9CH

24H

**

** **

***

0003H

00H 05H 03H OBH ODH

**** ** ** ** ** ** * * * * ***

**

******

** **

*******************************************************

Org

0000H

Main*prog:

call call call call

Init.ia1i-ze

LCD

Clear_Memory CGRAM_settrng

Send Text

Main_prog_Loop: call Atrlbut_Text_Demo sjmp Main_prog_Loop

17CBH

B4H

P

' * ** * * ** ****** ;Main program

1718H 17F0H 1789H

S

fNH DISP BLINK*NOR-DISP BLINK-NEG-DISP

commmand definitlon 0000H 0028H 1700H 0028H

;Display Mode D]SPLAY-MODE egu

0B0H 0B2H 0B1H 0B3H

NEG-DI

equ egu egu equ

egu

AUTO-RD-OFF

equ equ equ equ

AUTO-WR-ON AUTO-WR-OFF AUTO*RD-ON

0

- * ** * * ** * * ** ** * ***** * ** * * ** * * * * * *** ** ** *** Atribut_Text_Demo: mov DPTR, #REMARKTEXT ^^ cafl Set_Address_pointer mov DPTR, #Normal_Display_Text

call mov mov mov cafl call

Delay

ln()v r',rl I

lir'l r\ri,lr,',',; l)ointrlr

SendText

A, B,

#NORM_DISP

#16

DPTR, #GH+?gH

Send*Atribut Data ltl,',',',,lli|IMARI(TEXT

**

**

**

** **

****

il Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

278

mov call mov mov mov call call mov call mov call mov mov mov call calf mov call mov cal-1 mov mov mov call call mov call mov call mov mov mov call mov mov mov call mov

AT89552

DPTR, #Normal-Display*Blink-Text SendText

A, B,

mov MOV call call ret

#BLINK-NOR-DISP #16

DPTR, #GH+7BH

Send-Atribut-Data #REMARKTEXT

Set-Address-Pointer DPTR, #NegaLif-DisPlaY-Text #NEG-DISP #16

DPTR, #GH+78H

Send_Atribut-Data Delay DPTR,

#6

Send*Atribut_Data Delay

Normal*Display_Text : db ' (Normal Display) Normal_Di splay_B1 ink_Text

db

SendText

A, B,

B,

DPTR, #GH+78H+10

.*******************************************************

Delay DPTR.

719

Antarmuka dengan Display

:

' (Normal Display

Blink)

Negati f_Display_Text : db ' (Negatif Dlsplay) Negat i f_Di splay_81 ink_TexL

db

' ,0

' ,0 ' ,0

:

' (Negratif Display Blink) ' ,0

#REMARKTEXT

SeL-Address-Pointer DPTR, #Negatif-Oisplay-B1ink-Text

Combination_Text

SendText

-******************************************************

A, B,

Send

#BLINK-NEG-DrSP

db

#l-6

Send-Atribut-Data Delay #REMARKTEXT

Set-Address-Poi-nter DPTR, #Combination-Text

mov call ret

#BLINK-NOR-DISP #4

DPTR, #GH+7BH

Send-Atribut-Data A, B,

,.

A,

#AUTO_1,{R_OFF

Cmd_Write

*******************************************************

Delay: #NEG-DISP #6

DPTR, #GH+7BH+4

Send-AtrlbuL-Data

A, #BLINK NEG DTilP

*

Send_ALribuL_Data_Loop : Data_Write call djnz B, Send_Atribut_DaLa_Loop

SendText

A, B,

',0

Atribut Data: push ACC call Set_Address_Pointer mov A, #AUTO_WR_ON call Cmd*Write pop ACC

DPTR, #GH+7Bn

DPTR,

:

'(Kombinasi)

mov

R5,

#100

mov mov ci'rll

R0,

#110


li'r, l)r'l,ry

Delay_Loop:

jrr:'

Rl,

#100

l)r'l,ry Loopl [,ort1.r

I

Ieknik Antarmul
280

Antarmuka dengan Display

28r

i

I

call

ret

mov

call

Delay_Loop1:

dlnz djnz

R0, $ R1, Delay_Loop1

mov

call

reL

mov

-*************************************************

**

****

Clear_Memory:

mov call mov call

mov

DPTR, #GH Set_Address_Pointer

A.

cafl

mov

call

#AUTO_WR_ON

Cmd_Write

mov

mov

DPTR, #0000H ClearMemoryloop:

c1r call mov subb mov mov subb orl inc )12 mov

cafl ret ,,

#1FH A #OFFH

A,B

My_Text4:

Cmd_Write

db

My_Text5:

Set_Address*Polnter

call

mov

DPTR, #I.,INE3 N]II)]t

mo\r

db

#AUTO WR OFtr

DPTR, #My_Textl SendText

DPTR, #L]NE6-ADDR Set_Address_Pointer DPTR, #My_Text5 SendText DPTR, #LINE7-ADDR Set_Address_PoinLer DPTR, #My_Text6 SendText2

,,0

My_Text3:

ClearMemoryl.oop

DPTR, #LINE1-ADDR

DPTR, #LINE4_ADDR Set_Address_Pointer DPTR, #My_Text4 SendText

db

DPTR

A.

SendText.

' * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * ** * * * * * * * * * * * * My_Text1: db ' MODE ATRIBUT TEKS DAN KARAKTER CGRAM ' , O My_Texc2:

DPL

DPTR, #LINE2-ADDR Set_Address_Pointer DPTR, #My_Text2 SendText

call

call ret

DPH

Send_Text:

mov

mov

Data_Auto*wrlte

******************************************************

mov caLf mov call

call

A

A, A, B, A, A,

call

Set_Address_Pointer DPTR, #My_Text3

*

db

.CONTOH ATRIBUT TEKS' ,

O

'U-2 Technologies, ,0 'CONTOH KARAKTER CGRAM"O

My_Text6:

db

** SendText: -*******

mov call

80H, 81H, 82H, 83H, 84H, 85H, B6H, 87H, *******************

A,

#AUTO_WR_ON

Cmd_Write

ljt:nd_Text_Loop:

clr A movc A, @A+DPTR jz. ilr'nrl Text- Exit :;rrlr[ r A. ll ;]0ll

**

**

** **

0

******************

*

1 Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l,likrokontroler

282

Data-Aulo_lrlrite DPTR send_Texr_Loop Send Text Exit: A, +AT]IO WR,OFF call Cnd Write ret

AT89552

call inc sjnp

SendText2: A, *AUTO_WR_ON call Crd_Write send_Text Loop2: c1r A A, @A+DPTR jz send Text ExiE2 call Data Auro wriEe inc DPTR ' sjnp Send_Text-Iroop2 Send,Texl Exit2 r A, +AUTO WR OFF call ret

Cmd_Write

Set_Offset_Register Send*CGRAM_Data

ret: Send_CGRAM_Data

mov call mov call mov mov

call rer CGRAM_Data:

db

tr db db db db db

R0,

A,

send_cGFAM

:

1FH, 15H, 1511, 1FH, 15H, 15H, 1FH,

001't

liX:

ill:

33X

1FE, 15H, 1FH, 03H, 03H, 07r{, 18u, 1cH, 1E11, 1FE, 04H, 04H,

15H, 0FH, 1FH, 1FH,

11X: tBX; 13X; 11X: llfi; lFH, 1FH, oEJr, 04H, oEH, 1FH, lFH,

call ret

*** * *** ** * * ** ** * ****** * * *** Init ia1 i ze_LCD : LCD_CE c1r Reset*LCD call call Set*LCD-Mode call Graphic-Setting Text-Setting cal I call Set_Display-Mode ret

clr

#64 :

A, GA+DPTR Data_Auto_Write DPTR

0011

00H 0011

00H 00H

+SET OFFSET Send_3ByEe_CordEnd

ReseL_LCD:

DPTR, #CGRAM-DaIa

1FX, 1FH, 1FX, 11H,

DPTR, +OFFSET-REG

A,

R0,

15H, 1FH, 1Fr{, 11E,

A,

. * * * ** * * ** **

+AUTO_WR_ON

1FH, oFH, 1FH, 11H,

Ser_Offser Regisrer:

SeL_Address_Point.er Cmd_Write

Dara Loop

+AI]To wR oFF Cynd_wrire

DPTR, #1C00H

Send_CGRAM_Dat a_Loop clr A

movc call inc

djnz

-

CGRAM_Setting:

cal-I call

281

Antarmuka dengan Display

** ** **

LCD_RST

nop nop nop nop nop

sctlr rt.l

LCD RST

***

**

**

***

**

**

** ** ***

**

**** ** **** **

** ** ** ** ** ** * *** * ** ** ** **

**

***

*

fl;l

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89552

-

**

*****************************************************

Graphic_SetLing: DPTR, #GH mov A, #SET_GH mov call Send-3Byte-Command DPTR, #GA mov A, #SET-GA mov Send-3Byte-Command call ret ,.

** * ** **

*******

*

** *** ** ** ** ** **

*** ** ** * * ** **** **

****

A,

********

** * **

****** **** **

A,

*** ** * * ****** ** ***** ** ** * *** ** **

**

,.

push ACC LCD_Read-Status call LCD_CD c1r pop ACC Data*Writel: LCD-DAT, A mov LCD*CE c1r LCD_V\IR clr

setb seLb ret

LCD_WR

LCD_CE

Cmd_Write:

push cal-1 setb pop call

:

#DISPLAY-MODE

Cmd-Write

acc LCD_Read_Status LCD-CD

acc

Data_Writel

reL

A,

LCD_Read_SLatus

mov setb c1r clr

#SET*ADDRP

Send-3Byte-Command

***************

**

*******

Send_3Byte-Command:

push mov call mov cal-1

***********************************************

#LCD-MODE

Set Address-Pointer:

mov call ret

Cmd_Write

nop nop nop nop nop

Cmd-Write

Set_Display_Mode

mov call ret

ACC

Data_Write:

Set_LCD_Mode:

mov call ret

pop call ret ,.

Text_Setting: DPTR, #TH mov A, #SET-TH mov call Send-3Byte-Command DPTR, #TA mov mov A, #SET-TA call Send-3Byte-Command ret ,.

2Bs

Antarmuka dengan Display

ACC

A,

DPL

Data-Wri-te

A,

DPH

Data-Write

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * **

**

**

***

*

:

LCD-DAT,

#OFFH

LCD_CD LCD_RD LCD_CE

nop nop nop nop

mov set-Ir :;r'l lr ,rttl

A,

LCD_DAT

LCD_RD L('l) CE

.r, ll0:tll

**

******

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89S52

285

a, #03H,

cJ ne

LcD_Read-Status

reL .*******************************************************

Data_Auto_Write Da

ACC

SCTb clr clr

LCD-CD

program ini, program akan menampilkan kursor dan kursor harus ditempatkan sesuai posisi karakter yang sedang ditampilkan. Teks tidak ditampilkan di kolom awal, tetapi ditampilkan di samping gambar. Konstanta LINET-ADDR sampai LINES-ADDR mendefinisikan alamat memori tempat

LCD-DAT, #OFFH ta_Aut o_Wr i t e_Loop : LCD_RD LCD_CE

teks akan ditampilkan. Setelah mengirimkan alamat tersebut ke IC

nop nop nop nop

mOV setb setb anl cjne clr op call ret

pengendali T6963C melalui subrutin Set-Address-Pointer karakter (yang dibaca melalui metode look-up) dikirimkan melalui subrutin Data-Write.

A,

Agar alamat selanjutnya tidak perlu dikirimkan lagi, instruksi untuk menaikkan isi penunjuk alamat (WR-fNC-ADfl dikirimkan.

LCD-DAT

LCD_RD LCD_CE

A, #OBH A, #08H, Dat-a-Auto-Write-Loop LCD*CD ACC

Data_Writel

-*********************************************

**

********

end

6.4.4

memanggil subrutin Delay, sehingga gambar tidak akan langsung tertampil tetapi akan ditampilkan per baris dengan selang waktu ditentukan oleh subrutin Delay. Teks ditampilkan melalui submtin Send-Text dan SendText. Dalam program ini, teks tidak dikirimkan dengan mode penulisan otomatis karena dalam

:

push mov

28i

Antarmuka dengan Display

LCD GRAFIK MENAMPITKAN GAMBAR DAN TEKS

Contoh program terakhir dari pembahasan LCD grafik adalah bagaimana menampilkan gambar dan teks secara bersamaan. Memori LCD ditentukan sama dengan program sebelumnya, GH di 0000H dan TH di 1700H. Ukuran karakter ditentukan 8 x 8 (FS = 0) untuk memudahkan pengiriman data grafik. GA dan TA disesuaikan dengan ukuran karakter (001EH). LCD diatur pada mode OR, grafik dan teks ditampilkan. Kursor juga ditampilkan dan diatur berkedip dengan ukuran kursor 8 baris. Setelah menghapus memori, grafik ditampilkan terlebih dahulu (subrutin Draw-Picture). Proses pengirimannya sama dengan Program sebclumnya, bedanya dalam program ini setelah I byte data dikirimkatr, pt,,13titttt akatr

Hal yang baru dari program ini adalah subrutin Update-Cursor-Position. Subrutin ini akan menempatkan kursor setelah sebuah karakter dikirimkan. Posisi baris disimpan di RAM Line-Cur (3lH), sedangkan posisi kolom disimpan di Col-Cur (30H). Setiap kali karakter dikirimkan, posisi kolom kursor akan dinaikkan; dan setiap kali ganti baris, posisi baris kursor akan dinaikkan sementara posisi kolom akan dikembalikan ke posisi awal kolom (13). Dalam program ini karakter akan menempati kolom ke-13 dari tiap baris kata yang ditampilkan. Isi DPTR perlu disimpan ke memori stack terlebih dahulu sebelum mengirimkan instruksi pengiriman posisi kursor (subrutin Set-Cursor*Pointer). Oleh karena isi DPTR masih diperlukan (karena menyimpan alamat memori program yang menyimpan data karakter)' subrutin Set*Cursor-Poinrer menggunakan DPTR untuk menyimpan posisi kursor. Program kemudian akan mengulang mengirimkan gambar dan menampilkan teks setelah menunggu beberapa saat dan mengapus memori.

==========

Title ;File name ;Version ; Createcl clate ;Program

;

ProrlL

ltnrrrr

,r

: "Graphic LCD: Graphic and Text" : LCD Grafik 3.asm :1.0 : APril 02 , 200'7 : Usman ******************************

Ieknik Antarmul
288

Antarmuka dengan Display

** ** * *** ***** * * * * * * ** ** * * * * * * * * ***** * *** **** ** ;Microcontroler Pin/Port Assignment .***

** **

**

LTNEI-ADDR

LINE2-ADDR

******************************************************* LCD_CE LCD_CD LCD-RST LCD_WR LCD_RD

equ equ egu egu equ LCD_DAT egu

.3 .5 .4 P3.6 P3.7 P3 P3 P3

LINE4-ADDR LINES-ADDR

LINE6-ADDR

LINET

LINEB-ADDR

RAM Mapping

******************************************************* Col_Cur

equ

Lj-ne_Cur equ

.**********************

Ll2BH L7 49H L7 67H 17 B4H

17A3H 17COH

17DEH

**

**********

**

*******************

******************************************

;LCD Initialize GH equ

commmand 0000H

GA TH TA

egu

OOlEH

equ

1700H

egu

OOlEH

definitron

42H 43H 40H

4IH 80H

Mode

******

**

****

0000H

call call

rniLialize_LCD Clear_Memory

j-n_Prog_Loop:

call call call call call call calf call call call mov mov call call sjmp

Draw_Picture Send Text Long_Delay Long_Delay Long_Delay Long_Delay Long_De1ay Long_Delay Long_De1ay Long_Delay

Col_Cur, #30 Line_Cur, #0 Update_Cursor_Position Clear_Memory Main_Prog_Loop

-***********************************************

DISPLAY-MODE

**

Main_Prog:

Ma

;Display

**

Org

30H 31H

Constanta Declaration

;LCD Mode LCD_MODE equ

17 ODH

;Main Program

-***

*******************************************************

SET_GH equ SET_GA egu SET_TH equ SET_TA egu

ADDR

equ equ equ equ equ equ equ equ

PO

******************************************************* Internal

LINE3-ADDR

289

9FH

SET-ADDRP SET-CURSOR

equ egu

24H

AUTO-WR-ON AUTO-WR-OFP WR-TNC-ADP

equ

OBOH

equ equ

OCOTI

2lH O82H

Draw_Picture: mov DPTR, #GH call SeL_Address_PoinLer

mov A, #AUTO_WR_ON call Cmd_Write mov DPTR, #Graphic*DaLal rTr()v ll I , ll 64

Ilcttrl l,'r I I tir,rl,lti,

l),rl .t T,or:lp1

:

**

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Hikrokontroler AI89S52

290

R2,

+30

Send_Fu]] Graphic_Data_Loop2

clr

cp1 ca1] inc cau djnz djnz call ret

A A, @A+DPTR A Data AuEo_t/rite DPTR

r

Col-Cur., #13 Line Cur, #4

mov

DPTR, +I,INE5 ADDR Set Adalress-PoinEer DPTR, *My TexE5 SendText

call call

Delay R2, Send_Ful1 R1, Send_Full

Graphic-Datsa-Loop2 Graphic,Data-Loop1 A, *AUIIO h]R OFF cmd wriEe

Col-Cur, *13 Line-Cur, *5 DPTR, *LINE6_ADDR

call

set-Address Poinler

DPTR, +MY Tex!6

call

SendTexE

Col-Cur, +13 Line-Cur, +6

Send-Text: call call mow cal] call

call call

Col Cur, +13 Line Cur. *0 DprR, *r,rNEl ADDR sendTexE

call cal

l

,ADDR Set_Address Pointer DPTR, *My T'exE4 scn'lll)xt DPTR, *LfNE

set_Address Poinrer DPTR, +My_Text7 SendText

trlov

col Cur, +13 Line Cur, +1 DPTR, *LrNE2_ADDR Set_Adatress Poinre DPTR, +l"ly_Text2 SendText

Col Cur, *13 Line_Cui, +3

DPTR, +LINE7-ADDR

call v call

Ser_Address_Pointe DPTR, +My Textl

Line_cur, *2 DPTR, *LINE3-ADDR set Address_PoinEer DPTR, *My Text3 SendText

29r

Antarmuka dengan Display

Co1_cur, +13

Line-Cur,

call call iet My

+7

DPTR, *LINE8-ADDR Set_Address PoinEer DPTR, *My-TexE8 SendText

Texrl: alb

My_Text2:

db

'U 2 Tectmologries ',0 'TE!O{I( AIIIARMU(A

',0

'

DAN PEMROGRAI4AN

',O

'

MIKROKONTROLER

'

AT89S52

My_Text3:

db

!4y Text4:

db

My Text5:

db

lvly 'l'i

;r

ru'

l

r,

',0 ' ,0

:

'

o

Antarmuka dengan Display

. ***** * * * * *** *** * ****** ** ** ** **** *** * **** *** Graphic_Sett ing: mov DPTR, #GH

My_Text7:

db

' Pernrograman LCD ' ,0

My_Text8:

db

' Grafik 240 x 64 ' ,0

-***********

**

*****************************************

*

SendText: Send_TexL_Loop:

clr movc jz subb call mov call inc call i-nc call sjmp

ret

A

A,

@A+DPTR

Send_Text_Exit

A,

#20H

DaLa_Wrlte

A.

#WR_INC_ADP

Cmd_Write DPTR

Update_Cursor_Position

Col_Cur Long_Delay Send_TexL Loop Send_Text_Exit:

ret -*

291

Ieknik Antarmul(a dan Pemrograman l,,likrokontroler AI89552

191

**

****************************************************

Initiallze clr call ca11. call call calf rel:

LCD: LCD*CE

Reset LCD Graphic_Setting Text_Setting Set_LCD_Mode

Set_Disp1ay_Mode

.*******************************************************

ReseL_LCD:

clr

LCD_RST

nop nop

setb ret

LCD

RST

mov caIl mov mov call

A,

DPTR,

A,

Send_3Byte_Command

A,

#LCD_MODE

Cmd_Wrlte

Set_Display_Mode

A,

:

#DTSPLAY-MODE

Cmd_Write

Set_Address_Pointer

mov call ret

A,

:

#SET-ADDRP

Send_3Byte_Command

Update_Cursor_Posi tion

push push mov mov ca I I p()l)

** ** **

#GA

#SET_GA

Set_LCD_Mode:

mov call ret

**

#SET_GH

********** mov call ret

** *** * ** **

Send_3Byte_Command

* ** * * ** * *** ** * * * * ** *** ** ** ** * *** ,. Text_Setting: mov DPTR, #TH mOV A, #SET-TH call Send_3Byte_Command mov DPTR, #TA mov A, #SET_TA call Send_3Byte_Command ret .

**

:

DPL DPH

DPL, Col_Cur DPH, Line_Cur

llr'l Crtrsor Pointer I)l'll

**

****

***

**

**

**

r Teknik Antarmuka dan Pemrograman l,likrokontroler AI89552

794

pop ret

seLb anl cjne ret

DPL

Set*Cursor-Pointer : A, #SET-CURSOR mov Send-3Byte-Command call ret

push call clr pop

A, DPL Data-Write A, DPH Data*WriLe ACC

Cmd-Write

ACC

LCD-Read-StaLus LCD-CD ACC

Data_Wril-e1: LCD-DAT, A mov

clr setb ret Write: pr-,st call setb pop call ret

LCD-WR LCD-WR

Cmd

acc

LCD-Read-Status LCD-CD

acc

Data-Writel

LCD_Read_SLatus

mov setb clr MOV

Da

ACC

Data_Write:

:

LCD-DAT, #0FFH LCD-CD LCD-RD

A,

LCD DAT

RD

a, #03H a, #03H,

Dat.a--Auto_Write

Send-3ByLe-Command:

-*********************************************

LCD

LCD*Read*SLaLus

.*******************************************************

******************************************************* ,.

push mov call mov call pop call ret

795

Antarmuka dengan Display

**

*******

*

:

push mov

ACC

seLb c1r mov seTb an1 cjne clr pop call ret

LCD_CD LCD_RD

LCD-DAT, ta_Aut o_Wr i t e_Loop

A,

#OFFH :

LCD-DAT

LCD*RD

A, #OBH A, #08H, Data_Auto*Writre_Loop LCD_CD ACC

Data_Writel

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** ,. Clear_Memory: DPTR, #GH mov call Set_Address_Pointer

mov call

A,

#AUTO_WR_ON

Cmd_WriLe

DPTR, #0000H mov ClearMemoryloop:

clr call mov subb mov mov subb inc )nz mov ca l 1 t{'l

A

Data_Auto_Write

A, DPH A, #1FH B, A A, DPL A, #0FFH A, or1

B

DPTR

ClearMemoryloop

A,

#AUTO_WR_OFF

('rrrrl Wri t-e

*************************

"'I ! I

Teknik Antarmul
796

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** Long_De1ay: -*

mov

R5,

BABT

#B

TIMER DAN PORT .,ERIAT

Long_Delay_Loop:

mov mov call djnz ret

R0, R1,

#11-0

#100

Long*Delay_Loop1 R5, Long_Delay_Loop

Long_De1ay_Loop1

djnz d)nz ret

:

R0, $ R1, Long_Delay_Loop1

7.7

Delay: mov

R5,

#2

R6, R7,

#11 #10

Delay_Loop:

mov mov call djnz ret

Delay-Loop1 R5, Delay_Loop

Delay_Loop1:

djnz djnz ret

Bab 2 dan Bab 3 telah menjelaskan fungsi-fungsi Timer (0, 1, dan 2) dan port serial dalam mode-mode kerja yang dimiliki oleh mikrokontroler AT89S52. Bab ini akan menjelaskan bagaimana membuat program assembler untuk mengendalikan Timer dan port serial AT89S52.

R6. S R7, Delay_Loopl

, ** *** ** ** ********** ***** ** ************** *** **** **** **** Graphlc_Data1: (bisa dilihat di CD pendukung)

TIMER

Mode kerja Timer 0 dan 1 dikendalikan oleh SFR TMOD, nibble bawah (bit 0 - bit 3) mengendalikan Timer 0 sedangkan nibble tingginya (bit 4 - bir 7) mengendalikan Timer l Mode kerja ditentukan oleh bit MxO dan Mxl (x = 0 untuk Timer 0 dan x = 1 untuk Timer l). Bit C/Tx menentukan apakah Timer bekerja sebagai timer (pulsa dari osilator internal) atau counter (pulsa dari luar). Sedangkan bit GATEx akan mengaktifkan operasi Timer. Bit TRO dan TRl di register TCON akan menghidupkan atau memarikan Timer 0 dan l. Bit TFO dan TFl (masih di register TCON) berfungsi sebagai bit status overflow Timer 0 dan Timer 1. Register TLO dan THO adalah register data untuk Timer 0, sedangkan TLl dan TH1 adalah register data untuk Timer 1. Kedua register tersebut bisa di-kaskade membentuk register 16 bit.

Timer 2 dikendalikan oleh 2 register T2CON dan T2MOD. Register T2CON mengatur fungsi kerja Timer 2 dan juga menyimpan bit status Timer 2. Bit

TF2 merupakan bit status overflow Timer 2. EXF2 merupakan bit status adanya transisi sinyal di pin T2EX pada mode capture dan reload. RCLK dan TCLK berfungsi untuk mengatur Timer 2 sebagai pengarur baud rate port serial. EXEN2 dan CP/ RL2 akan mengaktifkan pin T2EX sebagai masukan pada mode capture dan reload. TR2 sebagai bit untuk menghidupkan atau mematikan Timer 2. C/T2 akan memilih Timer 2 sebagai timer atau counrer. Register T2MOD, yang hanya aktif 2 bit, berfungsi untuk mengarur apakah AT89S52 akan nrerrgeluarkan sinyal clock di pin T2 (diatur oleh bit T2OE) dan mt.rr11;rtrrr :rPirkrrh 'l'imer bekerja sebagai counter naik atau turun (bit lX:liN).'l'itrrcr ,) rrrr.rrrilrki 4 rt,gislr.r dara (1'1,2, TI t2, RCAI,2l, dtn RCAP2li).

298

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

AT89552

2 dan 3' Ada 4 mode kerja yang bisa dipilih untuk Timer 0 dan 1' mode 0' 1' akan Mode 0 memfungsikan Timer 0 dan 1 sebagai pencacah 13 bit' Timer 0 overflow setelah 2r3 atau 8192 cacahan. Mode I akan memfungsikan Timer ke 216 cacahan setelah overflow dan 1 sebagai pencacah 16 bit. Timer akan pencacah 8 atau 65536 cacahan. Mode 2 memfungsikan Timer 0 dan 1 sebagai bit auto-reload, pada saat overflow data yang tersimpan di register TH akan mode ini dipindahkan ke TL dan proses pencacahan dimulai kembali. Pada di TH ada yang banyaknya cacahan untuk overflow ditentukan oleh data dan sebagai nilai auto-reload. Pada mode 3, hanya Timer 0 yang diaktifkan

menjadi 2 buah timer 8 bit yang terpisah (TLO dan THO melakukan pencacahan secara individu). Register TLO dikendalikan oleh bit-bit pengendali Timer 0 dan bisa membangkitkan interupsi Timer 0' sedangkan oleh bit-bit pengendali Timer 1 dan bisa membangkitkan iHO dit "rraalikan interupsi Timer 1. Pada mode ini, Timer 1 masih bisa digunakan, misalnya interupsi sebagai pembangkit baud rate port serial di mana tidak diperlukan Timer.

Timer 2 agak berbeda dengan Timer 0 dan 1' Ada 3 mode kerja yang bisa dipilih, mode capture' auto-reload dan juga sebagai pembangkit baud rate ,rrt k port serial. Mode capture akan meng-capture data di TL2 dan TH2 ke regirte, RCAP2L dan RCAP2H pada saat ada transisi 1-ke-0 di pin T2EX (ditentukan oleh bit EXEN2 di register T2CON). Setelah di-capture, Timer 2 tidak akan melakukan cacahan dari awal, tetaPi akan melanjutkan autocacahannya. Mode auto-reload beroperasi hampir sama dengan mode tetap 2 Timer data register reload Timer 0 dan 1. Perbedaannya pada Timer 2, 1-ke-0 bekerja sebagai register 16 bit. Saat Timer 2 overflow atau ada transisi di pin T2EX, Timer 2 akan melakukan auto-reload dengan data auto-reload ditentukan secara software di register RCAP2L dan RCAP2H' Timer 2 akan diatur melakukan cacahan dari awal. Dalam mode auto-rel0ad, Timer 2 bisa

untuk melakukan cacahan naik atau cacahan turun melalui bit DCEN (register T2MOD). Pada mode cacahan naik, Timer 2 akan melakukan turun, cacahan dari nilai auto-reload sampai FFFFH, sedangkan pada cacahan Timer 2 melakukan cacahan dari FFFFH turun sampai nilai auto-reload'

Timer 1 dan 2 juga bisa digunakan sebagai pengatur baud rate untuk port serial, yang akan dijelaskan di subbab berikutnya. Keteraug,an lebih ielas irri ilkart mengenai operasi Timer bisa dilihat cli Bab 2 clan Bab ll. Ililb 'l'irnt'r k,'t;;tttyit' lll()(l(' llt()(l(' tlt'ttglttt menjelaskan bagaimana rnentpr()!lrilrn

Iimer dan Port

299

Serial

7.1.1

OPERASI TIMER

7.l.l.l

Mode

O

O

dqn Mode I

Mode 0 dan 1 pada dasarnya berfungsi sama; mode 0 akan mengaktifkan Timer sebagai pencacah 13 bit, sedangkan mode I mengaktifkan Timer sebagai pencacah 16 bit. Sumber pulsa bisa diambil dari luar (Timer sebagai pencacah) ataupun dari osilator internal (sebagai timer). Hal ini diatur melalui register TMOD. Timer 0 dipilih dengan mengatur nibble rendah TMOD dan Timer 1 dipilih dengan mengatur nibble tinggi register TMOD. Karena pada mode 0 dan 1 kedua Timer beroperasi sama persis, dalam buku ini hanya akan dibahas bagaimana mengoperasikan Timer 0 yang bekerja dalam mode 0 dan 1. Gambar 7.1 memperlihatkan kembali susunan register TMOD.

L.'15E :iATEI C/T1

LSE I',r'l

TIIUIER 1

I

1

Mltl

GATEI]

C/TO

Irrlll

I

I'"{[t-t

TII,..,IER 0

Gombor 7.1 Susunon Register IM()D

Timer 0 dipilih dengan membuat bit GATE0 berlogika 0 dan diaktifkan dengan mengeset bit TRO di register TCON. Operasi pencacah atau pewaktu (yang memilih sumber pulsa) ditentukan oleh bit C/T0, sedangkan mode kerja ditentukan oleh bit M01 dan M00. Untuk memfungsikan Timer 0 sebagai timer dalam mode 0, register TMOD harus diisi dengan 80H, sedangkan untuk mode 1 TMOD harus diisi 8lH. Contoh program berikut memperlihatkan bagaimana mengoperasikan Timer MHa dengan demikian 1 siklus mesin adalah 1 mikrodetik. Dalam mode 0, Timer 0 akan mengalami overflow setelah 8192 pdetik. Dua buah display 7 segmen dihubungkan secara langsung ke P0 dan Pl untuk menampilkan bilangan heksadesimal dari 00H - FFH, dengan 7 segmen yang terhubung ke P0 akan menampilkan rribble rendah dan 7 segmen yang terhubung dengan P1 akan menampilkan rribtrle tinggi. Ole.h karena laju overflow Timer 0 sangat cepat untuk diikuti, rrraka rligurlrkrrrr ll7 scl:irgai 1'rr.ncacah waktu tunda yang dikurang,i sr.tiap kali 'l'irrrt,r 0 rrrt.tr1,,,rl,rrrrr ,,v,,rllow. Arrgku yang, akarr clitarnpilkarr rlisirnpan tli 0 dalam mode 0. AT89S52 bekerja dengan kristal 12

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

100

AT89S52

Timer dan Port Serial

anc mov call sjmp

register B. Display akan diperbarui setiap kali isi R7 mencapai 0. Jika nilai

awal R7 adalah 122 (7AH), yang didefinisikan dengan

konstanta

My-Counter, maka display akan diperbarui setiap 8192 x 122 = 999.040 mikrodetik atau sekitar 1 detik. Software akan selalu mengecek bit TFO yang menandakan apakah Timer 0 overflow atau tidak, jika overflow R7 akan dikurangi. Begitu seterusnya sampai R7 menjadi 0. Register B akan dinaikkan setelah R7 menjadi 0. Kemudian data di B ditampilkan ke display 7 segmen melalui prosedur Update-Display. Berikut programnya.

;Program

;Fi1e

push ACC anl A, #0FH calf Segnnent_ConverLer mov LOW_DIGIT, A pop ACC swap A anl A, #0FH call Segment_Converter mov HIGH-DIGIT, A ret

Title : "Timer 0 in Mode 0" : Timer 0 Mode O.asm

name

: 1.0 : Apri-l 19, 2007 ; Prograrnmer : Usman

****************************************************

.****************************************************** ,'

Microcontroler

.*******

**

Pln,/

************************************

egu equ

LOW-DlGIT

HIGH-DIGIT ,.

;

*

**

Port Assignment

**********

** **

*******

****

db db

OF9H

*********************

** * * * * * * * **

********

db db

OBOH

**

7AH

** * *

0000H

Main_Prog:

mov mov mov call mov setb

TMOD, #80H

B, A,

B

UpdaLe-Display R7, # Delay-Count TRO

dj nz mov

TF0,

S

TFO

R7, Main_Procl LooF) R7 , llDelay Corrrrl

lI trl

OCOH

OA4H

db db

099H

db db db

082H

db db db

#0

Main_Prog_Loop:

' jnb c1r

@A+pC

P1

.***************************************************

org

inc A movc A,

*

ret.

**********************************

Delay_Count equ

Segrment_Converter:

PO

Constanta Declaration

-*************

**

*

B

Update_Display Main_prog_Loop

Update_Display:

;Created daLe **

B

A,

-*******************************************************

;Version .*

l0r

092H OFSH

080H 090H 088H 083H

db db db

OB6H

db

OBEH

OC6H OA]-H

AI89S52 Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

102

0 dalam mode 1' Contoh program berikutnya adalah memfungsikan Timer diisi dengan 81H' Programnya sama dengan program mode 0 di atas' TMOD 65536 cacahan yang Dalam mod.e 1, Timer akan mengalami overflow setelah 12 MHz' Iika sama dengan 65536 mikrodetik dengan frekuensi osilator 15 x 65536 = setiap My-Courteradalah 15 maka display akan diperbarui 983.040 mikrodetik atau mendekati 1 detik'

========= ;Program Title ;File name ;Version ;Created date ;Programmer

========:=

:

.************* -***

**

"Timer 0 in Mode 1" Timer 0 Mode 1'asm 1.0

: : : : APriI 19, 2007 : Usman * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

**

**

************

** * * * * * * * *

*** ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

;Microcontroler Pin/ Port Assignment .

******************************************************* LOW

equ egu

DIGIT

HIGH-DIGIT

.

*****

**** *** ** ** ** * * ** ** * * * * * * * * * * * * * ** ** ** ** * ** * *** ;Constanta Definition

***

.*******

**

org

push anl call mov pop swap anl call mov ret

*** **

db db db db db db db db db db db db db db db db

l-5

0000H

TMOD, #B1H #0 B

UPdate-DisPlaY

R7,

#MY-Counter

TRO

Main_Prog_Loop: jnb TFO,

c1r djnz mov inc

S

TFO

R7, Main-Prog-Loop R7, #MY-Counl-er ll

** ** ** ** ** * **

**** ** * ***

ACC

A,

#OFH

Segment-Converter LOW-DIGIT, A ACC

A

A,

#0FH

Segment-Converter HIGH_DIGIT, A

A inc moVC A, ret

**************** ******************************

B, A.

B

Update-Display Main-Prog-Loop

Segrment-Converter

Main_Prog:

mov mov mov calf mov setb

**

A,

Update-Display:

*******************************************************

My-CounLer equ

**

301

Serial

mov call sjmp

P0 P1

.

-

Iimer dan Port

end

:

@A+PC

0c0H 0F9H 0A4H 0B0H

099H 092H 0B2H

0F8H 080H 090H 088H 083H 0c6H 0A1H

086H OBEH

**

**** ** *** *** * ** ** * ** *

Timer dan Port

Teknik Antarmul
Serial

30s

7.1.1.2 Mode 2 dqn Mode 3 adalah mode auto-reload, Timer bekerja sebagai pencacah 8 bit (register TL). Pada saat mengalami overflow, isi register TH akan disimpan ke register TL. Dalam mode ini Timer tidak akan mencacah dari 0 sampai FFH, tetapi akan mencacah dari nilai auto-reload. Timer akan mengalami overflow

Mode

2

setelah 255 - TH cacahan. Dengan frekuensi osilator 72 MHz, waktu overflow paling lama adalah 255 mikrodetik di mana nilai auto-reload (TH) bernilai 0. Nilai TH ditentukan secara software. Contoh program berikut memanfaatkan Timer 0 yang bekerja di mode 2 untuk membangkitkan frekuensi (gelombang kotak) dalam daerah frekuensi audio sehingga jika dihubungkan dengan speaker akan membangkitkan suara. Dua buah saklar yang dihubungkan ke P2.l (Up-Slh danP2-2 (Down-Slil)

digunakan untuk mengatur THO (nilai auti-reload), menambah atau mengurangi. Untuk menampilkan nilai THO digunakan 2 buah display 7 segmen yang terhubung dengan P0 dan Pl. Sedangkan speaker dihubungkan dengan P2.O (SPK-Our) melalui sebuah resistor 220 Q. Cara lain untuk menghubungkan speaker dengan mikrokontroler adalah dengan kapasitor elektrolit. Nilai kapasitor yang bisa digunakan adalah 10 pF - 100 pF. Pada saat menghubungkan speaker dengan resistor, port atau pin mikrokontroler yang terhubung harus dijaga agar tidak berada di logika 0 dalam waktu yang lama. ]ika tidak, arrs DC akan mengalir ke speaker dan bisa merusaknya. Gambar 7.2 memperlihatkan cara menghubungkan speaker dengan resistor dan kapasitor.

program diawali dengan menginisialisasi Timer 0 untuk bekerja di mode 2 dengan mengisi register TMOD dengan 82H. Sementara THO diisi 40H sebagai nilai awal auto-reload, nilai ini kemudian ditampilkan ke display 7 segmen. Semua pin yang terhubung ke saklar dan speaker diberi logika tinggi.

Timer 0 diaktifkan dengan mengeset bit TRO. Sebuah alamat bit (Tone-Flag) digunakan sebagai bit yang menunjuk apakah pin SPK-Our sedang berlogika tinggi atau rendah. Program selanjutnya membaca saklar. lika saklar Up*SWyang ditekan. nilai THO akan ditambah l; jika saklar Down-SWyang ditekan' nilai THO akap

dikurangi 1. Program kemudian menampilkan nilai THO baru tersebut display 7 segmen.

ke

(a) Speaher dengan

Resisturr

(b) Speaker detrgarr F-al,asitor

Gombor 7.2 Csrs Menghubungkon Speoker ke Mikrokontroler

Bagian utama dari contoh program ini adalah subrutin Generate_Tone. Subrutin ini akan mengirimkan gelombang kotak ke pin spK_our. periode gelombang ditentukan oleh laju overflow Timer 0 pada mode 2. Agar frekuensi gelombang berada pada daerah frekuensi audio, register R7 digunakan sebagai pencacah 60H (nilai lain akan menghasilkan frekuensi yang lain pula). Program akan mengecek bit Tone_Ftag, jika bit ini 0, program akan mengubah sPK-our menjadi berlogika l, sebaliknya jika 1, program akan mengubah sPK-our menjadi 0. program akan mengubah bit

Tone-Flag sesuai dengan logika

di pin spK_out. Software akan

mempertahankan kondisi 0 atau 1 di sPK_our dengan mengecek sampai bit TFO di set dan R7 menjadi 0, sehingga spK*out akan mengeluarkan gelombang kotak dengan siklus kerja (dury cycle) 50 o/o, artinya periode

Iogika

I

dan 0 sama. Gelombang kotak

mengeluarkan suara dengan frekuensi

ini akan menyebabkan yang sama dengan

speaker

frekuensi

gelombang kotak tersebut.

============================= ========== Title : ,,Tj_mer 0 in Mode 0 : Tone Generat.or,' ;File name : Tj-mer 0 Mode 2.asm ;

;Program

; Version : 1.0 ;Created date : April 21, 200j

;

Programmer :

Usman

********************************************** ************************************* I'in/Pot:t Assignment

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89552

306

equ equ

LOW-DIGlT

HIGH-DIGIT

equ equ Up-SW egu Down SW . * ****** ** *** * ** ** ******* .*

*** * **

RAM MaPPing **

** *** * **

***

**

jb cafl :nb dec mov sjmp

P0 P1

SPK_Out

;Internal

Timer dan Port

P2.0 P2.L P2.2 **

**

***

****

**

***

**** ** ** ** ** ** ***

*

jb

setb jnb djnz clr setb ret

Main_Prog: TMOD, #82H

THO, #40H THo

UPdate-DisPlaY

clr jnb djnz clr cl r ret

SPK-Out Up-SW Down-SW

Tone-Flag

** **** ** - *** ** **** ** ** ** * *** * ** ** * *** **** ** ** ** ** * ** Read_Setting-SW:

catrl jnb inc mov sjmp Check Down

SPK-Out

Up-SW, Check-Down-SW DelaY

Up-SW,

$

THO

A,

THO

UPdate-DisPlaY SW:

A,

THO

R7,

****

** **

**

**

***

**** ** * * * * * *

#60H

Tone_Flaq, SPK_Out_Low SPK_Out

TFO,

$

R7, SPK_Out_Hlgh TFO

Tone_Flag

SPK_Out_Low:

TRO

Main_Prog_Loop: Read-setting-SW call Generate-Tone call sjmp Main-Prog-LooP

setb jb

S

THO

SPK_Out_High:

0000H

A,

Down_SW,

- * ** * * **** ** * *** ** ***** ** ** ** Generat.e Tone:

mov

equ 20H equ F1ag.0 Tone_F1ag . *** **** ** **** **** *** ****** ** ****** * * **** * ** mov mov mov call setb setb setb seLb setb

t

Delay

ret

** ** * ** * ** * *

Flag

org

Down_SW, Read_Sett ingr_Exl

UpdaLe*Display Read_Settingr*Exit:

** ** ** **

**********

307

Serial

,.

SPK_Out

TF0, S R7, SPK_Out_Low TFO

Tone_F1ag

*******************************************************

Update_Dlsplay: ****

push an1 call mov pop swap anl call mOV ret

ACC

A,

#OFH

Segrment_Converter LOW_DIGIT, A ACC

A

A,

#0FH

Segment_Convert.er

HIGH-DIGfT, A

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

108

Segment-Converter A inc

movc A, ret

AT89552

lnrcr dan Port

:

@A+PC

berikut memfungsikan Timer 0 pada mode 3. Register IN4OD diisi 83H. Program akan menampilkan bilangan heksadesimal dari I r( )l I FFH ke 2 buah display 7 segmen yang terhubung ke P0 dan Pl. Seperti r.,rrr(oh program

l,,r,lrr contoh program Timer pada mode 0 dan 1, bilangan yang akan ,lrtrrrnpilkan disimpan di register B. Display diperbarui setiap TLO dan THO rrr,'rrgalami overflow. Dalam mode ini TLO dan THO adalah 2 pencacah 8 bit r.rrrg terpisah. TLO dan THO akan mengalami overflow setelah 256 cacahan ,rr,rrr 256 mikrodetik dengan frekuensi osilator 12 MHz, yang terlalu cepat rrrrtrrk diikuti. Oleh karena itu digunakan R0 (sebagai pencacah 256) dan R7 r1'r.nc'acah 8). I lt) diaktifkan pertama kali dengan mengeset TRO. Program kemudian ,r'nunggu sampai TLO mengalami overflow (dengan membaca bit TF0). Hal ,,rr tliulangi sampai R0 menjadi 0 sehingga diperlukan cacahan sekitar 256 x

'r'(, l.

li

I

65536. Selanjutnya proBram akan mengaktifkan THO dengan mengeset Dengan cara yang sama THO ditunggu sampai mengalami overflow dan

lit)tlikurangi sampai 0, sehingga waktu yang diperlukan untuk kedua proses ,lr ,rtirs adalah 2 x 65536 cacahan arat 731072 mikrodetik dengan frekuensi 12 \ll lz lt7 digunakan sebagai pencacah 8 sehingga total waktu yang diperlukan ,,l,rlrrlr 8 x 13IO72 = 7048576 mikrodetik atau kira-kira I detik.

Delay: R0, #0 R1. #t_00

Delay-LooP:

djnz djnz ret

R0, Rl-,

109

\'llt9s52 akan terlihat memiliki 4 Timer, 2 buah timer 8 bit dengan 2 sumber rrrtt'rupsi (TLO dan THO), Timer 1 tanpa sumber interupsi dan Timer 2.

0c0H db 0F9H db 0A4H db 0B0H db 099H db o92H db 082H db 0F8H db 0B0H db 090H d.b OBBH db 083H db 0c6H db 0A1H db 086H db 08EH db - ********************** *********************************

mov mov

Serial

i,r1)'rram

$

' r:ilon , .. rl.ed date i 'r , )( ll atrruter

,

end

'r

,

Mode terakhir dari Timer adalah mode 3 yang hanya berlaku untuk Timer 0' Pada mode ini, TLO dan THO akan menjadi 2 register 8 bit terpisah' 1'1.0 dikendalikan oleh bit-bit pengendali Timer 0, sedangkan THO dikendalikarr oleh bit-bit pengendali Timer 1 (TRl dan TFl register TCON), termasttk interupsinya. TLO bisa difungsikan sebagai pencacah sumber pulsa dari luar atau dari osilator internal, sedangkan THO hanya bisa mencacah ptrlsa tlarr

osilator internal. Pada mode ini Timer t hanya bisa difungsikatr scbitgiri tirrr,'r yang tidak bisa membangkitkan interupsi, clalatn mcnt'trlttkutr brttttl ratt' Pott

'l'irrrt'r serial misalnya. Dengan demikian, kctika

Title : ,,Timer 0 in Mode 3,, : Timer 0 Mode 3.asm

I rlc ndrle

Delay LooP

0

lrt'kt'rjrt

tli trrt'tlr'

l,

I

rl

^^{

^

r r

tr

************

:

1.0

: April : USman

26

,

2OO'1

**********************

^*******************************************x******

r,'r ocrontroler Pin/Port. Assignment

r r I r r ******************+*******************************

t,r rW

II

]

.-DIGIT

(;II

DTGTT

equ

PO

equ

P1

****************

leknik Antarmul
3t0

My-Counter equ

caIl mov ret

** * * * * * * * * * * * * * * *

0000H

#0 B

Update-DisPlaY

R7, R0,

db db db db db db db db db db db dt, db db db db

#MY-Count-er #0

Main-Prog-LooP: TL0_Loop:

setb jnb c1r djnz clr

TRO

TFO,

$

TFO

R0, TL0-LooP TRO

THO Loop:

seLb jnb cf r c1r dlnz djnz

inc mov call mov sjmp

TR1

TFI-,

S

TFlTR1

R0, TH0-LooP R7, TL0-LooP

end

B

7.1.2

A,

B

UPdate-DisPlaY

R7,

#MY-Counter

Main-Prog-LooP

. * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Update-DisPlaY:

Segrment_ConverLer

HIGH-DIGIT. A

inc A movc A, ret

TMOD, #B3H

B, A,

3il

Serial

Segment_Converter:

Maln-Prog:

mov mov mov call mov mov

Iimer dan Port

B

.**************************************

org

AT89S52

push ACC A, #oFH anl SegmenL-Converter call mov LOW-DIGIT, A pop ACC swap A A, #otrH an1

@A+PC

0c0H 0F9H 0A4H 0B0H

099H

092H 0B2H OFBH

0B0H

090H OBBH

0B3H

0c5H 0A1H

086H OBEH

OPERASI TIMER 2

Ada 4 mode kerja yang bisa dilakukan oleh Timer 2: mode auto-reload 16 bit, mode capture 16 bit, sebagai pembangkit gelombang kotak, dan sebagai pembangkit baud rate untuk port serial. Pada mode auto-reload, Timer 2 bisa bekerja sebagai pencacah naik atau turun (diatur oleh bit DCEN dan arah cacahan ditentukan oleh pin T2EX), sedangkan mode auto-reload bisa diatur secara otomatis pada saat overflow (pencacah naik) atau undeflow (pencacah turun), atau adanya transisi 1-ke-O di pin T2EX (ditentukan oleh bit EXEN).

Nilai auto-reload adalah data yang tersimpan di regisrer RCAP2H

dan

IiCAP2t, (16 bit). Pada mode pencacah naik, TL2 dan TH2 akan melakukan pr.ncacllrirn srrnrprri l,'ilril1 (ovcrflow). Pada saat ini data di RCAP2H dan li(;n l'?1. tliprn,l,rlrL,rrr li,t' 'l'll2 rlan 'l'1,2 clan cac:ahan akan clirntrlai lagi dari

3r2

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

AT89S52

data tersebut. Pada mode cacahan turun, Timer 2 akan melakukan cacahan dari FFFFH tumn sampai nilai cacahan (TH2 dan TL2) menjadi sama dengan nilai yang tersimpan RCAP2H dan RCAP2L. Timer 2 dikatakan mengalami

underflow dan TH2 dan TL2 akan diisi FFFFH sebagai nilai auto-reload dan cacahan dimulai lagi.

Mode capture ditentukan oleh bit EXEN2 dan bit CP/ RL2 dan aktif kalau kedua bit ini di-set. Timer 2 bekerja sebagai timer atau pencacah 16 bit dengan mode pencacahan naik (pada mode capture, Timer 2 tidak bisa diatur sebagai pencacah turun). Sinyal kendali capture berasal dari pin T2EX' transisi 1-ke-0 di pin ini akan menyebabkan isi register TH2 dan TL2 dibaca atau di-capture dan disimpan ke register RCAP2H dan RCAP2L.

Sebagai pembangkit gelombang kotak, Timer 2 akan mengatur frekuensi gelombang yang dikeluarkan melalui pin P1.0. Siklus kerja gelombang adalah 50o/o, artinya periode pulsa "tinggi" dan "rendah" akan sama. Frekuensi dikeluarkan dengan mengeset bit T2OE. Keterangan lebih rinci mengenai

Timer 2 bisa dilihat di Bab 3. Subbab ini akan menjelaskan

bagaimana

membuat program assembler untuk memfungsikan Timer 2 pada mode autoreload, capture dan pembangkit gelombang kotak, sedangkan contoh program untuk operasi Timer 2 sebagai pembangkit baud rate port serial bisa dilihat di subbab berikutnya.

Timer dan Port

Serial

secara normal (bukan mode pengaturan). Set_Counter: 1 berarti sedang dalam mode pengaturan jam dan Set_Counter = 2 berarti sedang dalam mode pengaturan menit. Data pengaturan ini digunakan pada saat penekanan saklar

W-SW dan Down_SW. Terakhir, Disp_Counrer (31H), digunakan sebagai pencacah 5 detik untuk menormalkan mode display kalau pada mode pengaturan pengguna jam digital ini tidak mengembalikan ke mode normal atau tidak menekan saklar lagi setelah 5 detik. Timer 2 bekerja pada mode auto-reload 16 bit dengan arah cacahan naik (T2MOD = 0 dan T2CON = 0). Nilai auto-reload ditentukan secara software (RCAP2H = 3CH dan RCAP2L: AFH), sehingga Timer 2 akan mengalami overflow setelah FFFFH - 3CAFH : C350H atau 50000 cacahan. R7 digunakan sebagai pencacah 20 agar jumlah cacahan menjadi 20 x 50000 = 1000000 dengan frekuensi osilator 12MHz ini berarti I detik. Program diawali dengan menginisialisasi LCD agar bekerja dalam mode 4 bit (penjelasan lebih rinci mengenai LCD karakter bisa dibaca di Bab 6). Timer 2

diinisialisasi agar bekerja pada mode auto-reload 16 bit. Semua alamat RAM internal yang dipakai diberi nilai awal. RAM penyimpan data jam diberi nilai 0, Set*Counter dan Disp*Counter masing-masing diberi 0 dan 5. Sedangkan r.rilai auto-reload disimpan di RCAP2H (3CH) dan RCAP2L (AFH), begitu iuga TH2 dan TL2 diberi nilai awal yang sama. Data jam diperbarui dengan memanggil subrutin Update_Time, tentu

Contoh program berikut adalah jam digital dengan menggunakan Timer 2 di mode auto-reload 16 bit. Sebuah LCD karakter 16 x 2 dihubungkan dengan P1 dalam mode 4 bit. Sementara 3 buah saklar dihubungkan ke P3'0 (Mode-SW), P3.1 (Up-SW) dan P3.2 (Down-SW) yang digunakan untuk mengatur jam dan menit. Saklar Mode-SW digunakan untuk mode pengaturan, jam atau menit, sedangkan tIp-SW dan Down-SW digunakan untuk

jr- atau menit

sal'a

setelah Timer 2 dijalankan dengan mengeset TR2. R7 diberi nilai 20 sebagai

7.1.2.1 Mode Auto-Reloqd l6 Bil

menaikkan atau menurunkan

lt3

sesuai dengan mode

pengaturan.

RAM internal digunakan untuk menyimpan data waktu. RAM internal Second_Reg (32H) digunakan untuk menyimpan detik, Minure Reg (331I) digunakan untuk menyimpan menit, dan Hour-Reg (34H) untuk mt-nyimpan data jam. Set_Counter (30H) digunakan untuk menyitnparr clata p('llgattlra11 setiap kali Mocle_,9W dittkan. ,9ct ()tuntct' 0 lx'titrti rrtt'rrrttttpilkrttt jitttr

pencacah software. Program kemudian akan menunggu sampai Timer 2 overflow dan diulang sampai R7 menjadi 0 (waktu tunggu ini 1 detik dengan lrekuensi 12 MHz). Setelah selesai, program akan menaikkan data detik dan rlicek apakah sudah mencapai 60 atau belum. |ika sudah mencapai 60, detik 1 Kemudian data menit dicek irpakah sudah mencapai 60 atau belum, jika sudah, data menit akan dinolkan tlarr data jam ditambah l. Jika jam sudah mencapai 24, jam akan dinolkan. Sistcrn jam yang dipakai adalah sistem 24 jam. Jika data waktu (jam, menit rlrrrr cletik) sudah dibaca, jam akan ditampilkan ke LCD melalui subrutin

rkan dinolkan dan data menit ditambah

I ) isp lay.-'l"i m e_To_LCD.

tlrrtrrk bisa ditarnpilkan di LCD, data jam, menit dan detik harus diubah ter-

It'lrilr clalrultr rncnjacli clata ASCII. I-lal ini dilakukan di subrutin 'l rt l.(.'l). l)irt;r irrrrr, rnt'rrit utuu tlctik yang tersimpan di A terlebih

.\lt,rrt/

I

Teknik Antarmul
t4

dahulu dibagi dengan 10 untuk mendapatkan bilangan puluhan dan satuan.

Instruksi pembagian

div akan

melakukan

hal ini, hasilnya A

akan

menyimpan bilangan puluhan dan sisa pembagian yang merupakan bilangan

di B.

Pengubahan menjadi ASCII dilakukan dengan memanggii subrutin convert_To_ASCII, yang menggunakan metode tabel satuan disimpan

data. Setelah menjadi bilangan ASCII' data segera

dikirim ke LCD'

itu sedang dalam rnode pengaturan atau bukan dengan membaca Set-Counter. Jlka alamat memori ini bernilai 0, maka pada saat itu bukan sedang dalam mode pengaruran dan program akan kembali ke submtin utama. Jika tidak nol, prog,ram akan melompat ke subrutin Cursor On untuk menampilkan kursor di posisi jam atau menit bergantung pada mode pengaturan saat itu. Setelah menampilkan waktu, program mengecek apakah pada saat

Kemudian program akan mengecek apakah pada saat itu mode pengaturan telah berlangsung selama 5 detik atau belum dan tidak ada penekanan saklar selama itu. Jika ya, program akan mengembalikan ke mode normal dan jika tidak program akan menampilkan kursor, sesuai isi Set-Counter saat itu. Jika Set_Counterbernilai 1, program akan menampilkan kursor di posisi bilangan satuan jam (alamat LCD C5H), sedangkan jika isinya 2, kursor ditampilkan di posisi bilangan satuan menit (C8H). Setelah itu program akan kemhali ke subrutin utama.

Setelah menampilkan waktu, program akan membaca saklar. Pertama program akan membaca Mode-SW. Jika tombol ini ditekan, maka set_counrer akan dinaikkan dan subrutin Mode_Display akan dipanggil. Subrutin Mode_Displayakan membaca dan mengecek isi Set-Counreruntuk menentukan mode pengaturan. Jika isinya 1, maka mode pengaturan jam akan diaktifkan, program akan menampilkan tulisan "' ATUR JAM " di baris pertam alayar LCD. )ika Set-Counret"bernilai 2, mode pengaturan menit yang akan diaktifkan. " ATUR MENIT " akan tampil di LCD setiap kali

mode-mode ini diaktifkat. Isi Disp_counter akan direset meniadi 5. Jika Set_Counterbernilai 3, program harus mengembalikan mode pengaturan ke mode normal dan isi Set*Countet-direset kembali menjadi 0.

|ika saklar Mode-SW tidak ditekan, program akan membaca saklar Up-SW dan Down_Sltr{ Kedua sakiar ini akan menambah atau menumnkan lam atau menit bergantung pada mode pengaturan yang sedang aktif saat itu. Jika tidak sedang dalam mode pengaturan (Set.CoLtnter= 0), Program akarl kcrnbrli ke subrutin utama. Jika .9ef (:ottrttt,t' l, ltrognrttt itkutt tttt'ttltrttlritlt itlittt

Iimer dan Port

lr5

Serial

mengurangi jam, dan jlka Set*Counter : 2 program akan menambah atau mengurangi menit. Untuk jam, nilai maksimum adalah 23 dan unruk menit nilai maksimumnya 59, sehingga pada saat jam atau menit ditambah telah mencapai nilai maksimum masing-masing, jam atau menit akan dikembalikan ke 0. lika setelah dikurangi nilai ;'am arau menir menjadi FFH, maka akan dikembalikan menjadi nilai rnaksimum (23 untuk jam dan 59 untuk menit).

Disp_Counter akan selalu

diisi 5 pada saar proses penambahan arau

pengurangan data jam atau menit. Berikut adalah programnya secara lengkap.

;Program Title ,'File name ;Version ;Created date ;Author

: "Jam Diqital" : Timer 2 Auto Reload.asm : 1.0 : Apr11 30, 200'7 : Usman

. * ** * * ** * * * * ** * * * * ** ** * * * * * * * * * ** * *** ** * * * ** * * * * * * ** **

**** ** *** ****

**

,.

** * **

,.

*******************************************************

**

****

;Microcontroler Pin/Port

** Assignment **

**

****

****

** * ** **

**

*** * **

**

;LCD ConErol Pin

LCD_DA equ LCD_RS equ

LCD_RW equ

LCD_E egu Mode_SW equ

Up_SW

equ Down*SW equ

Internal

P1

P1.0 P1.1 PL.2 P3.0 P3.1 P3.2

RAM

******************************************************* Set_Counter D].sp_Counter

equ equ

30H 31H

Second ReE

equ equ equ

33H

Minut II()l.l

e

r lilrl

Reg

32H 34H

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

3r6

;Constanta Definition - * ** ** ** *** * * * ** * * ** * * * ** * * ** * * ** * * * * **

My-Counter

data

,'LCD command def

init-lon

;

Initializat.ion

SET4BIT CONFIG ENTRYMODE

;Cursor Instruction dATA CUR-OFF data CUR-LINE CHAR-BLINK data data COMB-CLIR dAIA SHIFT-CURL SHIFT-CURR dATA data HOME-CrIR ;Display Instruction data DISP-OFF data DISP-ON SHIFT-DISPL dat-a SHIFT-DISPR data data DISP-CLR -

** * ** **

**

ors

*****

*

.

**

**

** **

**

***

Update_Time:

mov jnb clr djnz

3BH

20H

mov cjne mov lnc mov cjne mov lnc cjne mov

2BH 06H

OCH

OEH ODH

OFH 1OH

1-4H

#My_CounLer

TF2,

:

$

TF2

R7, Update-Time-Loopl

A, Second_Reg A, #60, update-Time-Loop2 Second_Reg, #0 Minute_Reg A, Minute_Reg A, #60, Update-Time-Loop2

Minute_Reg,

call ret

-*

08H

**

#0

Hour-Reg

A, #24, Update-Time-Loop2 Hour_Reg,

Update_Time_Loop2

02H

#0

:

Display*Tlme-To-LCD

****************************************************

Read_SW:

OEH

1BH 1CH Ol-H

****

R7,

Update_Time_Loop11 : inc Second-Reg

** **

fnitLCD-4Bit Initialization DisPlaY-Time TR2 #OFFH

Main-Prog-LooP: Update-Time call

cafl sjmp

** ** **

20

0000H

P3,

**

Update-Time*Loop1

Main_Prog:

call call call seLb mov

**

3t7

Timer dan Port Serial

data

data data data data

SOFT-RST

***

ATB9552

Read-SW

Main-Prog-Loop

********************************

****

**** * ** * * * * ** **** **

jb call inc call ret

Mode_SW, Read-Up-SW

Delay_20 Set_Counter Mode*Display

Read_Up_SW:

jb call mov jnz ret

Up_SW, Read-Down-SW

Delay_20

A,

Set-_CounLer

Increment_

Increment_:

mov cjne inc mov cjne mov l; jrrrl ,

lrrc Mittrtl,':

Disp_Counter,

#5

A, #L, Inc-Minute Hour_Reg

A, Hour_Reg A, #24, Increment-Exlt Hour_Reg. #0 Itrcr-cmr:nt..-Exit

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l,{ikrokontroler

3r8

inc mov cjne mov

A, Hour_Reg A, #60, Increment-Exit Minute-Req, #0 Display-Time-To

cjne mov call

Hour-Reg

SeL_Counter, #0 splay-Time

Di

db Mode2:

'

db

'

mov mov mov mov mov mov mov mov mov ret

Minute_Reg

A. Minute-Reg A, #0FFH, Read-SW*Exit Minute_Reg, #59 LCD

:

ATUR ATUR

T2CON,

JAM

"O MENfT ' , O

'IL2,

WriLe-Command4

A, Set_CounLer A, #1, Mode2-Check Disp-Counter, #5 DPTR, #Mode1 Send-String-To-LCD

A, ll2., MorlcJ (llrcr'l<

mov call mov call ret

#O

#0AFH

RCAP2L,

#OAFH

Second_Reg, #0

Minute_Req, #0 Hour_Reg, #0 Set_CounLer, #0 Disp_Counter, #5

A,

***

****

IIr()\/

****

#B0H

Write_Command4

DPTR, #Time_MSG

Send*String_To

Display_Time_To_LCD:

mov r'.r II

** * ** * ** ** **

RCAP2H, #3CH

** ** *** * ** ****** Display_Time: #BOH

***

'IH2, #3CH

-*

Mode2_Check:

cine

A, #3, Mode_Check_Exit

Model:

Read_SW*Exit

A,

LCD

ret

A, Hour_Reg A, #OFFH, Read-SW-Exit Hour-Reg, #23

Mode_Display:

mov cafl mov cjne mov mov call ret

Send_String_To

. *** ** * * ** **** ** **** * ** ** ****** ** * * ** * *** fnitialization: T2MOD, #0 mov

Disp_Counter, #5 A, #1, Dec-Min

Display_Time-To

#5

DPTR, #Mode2

Mode3_Check:

Read SW Exit-:

call ret

Disp_CounLer,

reL

Dec_Min:

dec mov cjne mov

lr9

Serial

Mode_Check_Exit

Down*SW, Read-Sw-Exit Delay-20 A, Set_Counter Decrement*

Decrement_:

mov cjne dec mov cjne mov sjmp

mov mov call

LCD

Read_Down_SW:

jb call mov )nz ret

Iimer dan Port

Minute-Reg

_Lncrement Exat:

call ret

AT89552

A,

#0C4H

WritcCommand4 A, ll()ln Ilr,r1

LCD

**

**

*** * ***** ** ** * * ** *** * **

Ieknik Antarmulo dan Pemrograman l'likrokontroler

120

call mov call mov call call mov call mov jnz mov call ret

AT89552

Iimer dan Port

Send_To-LCD

div call calI MOV call call ret

A, #':'

Write_Data4 A. Minute-Reg Send_To_LCD

a +'.

'

write_Data4

A,

Second-Reg

Send_To-LCD

inc movc ret

Cursor-On #CUR-OFF

Write-Command4

Cursor_On:

djnz mov mov call call ret

Disp-Counter, DisP-Cursor Disp-Counter, #5 Set-Counter, #0 Display-Time Display-Time-To LCD

Di-sp_Cursor:

cjne mov call mov call

retCursorOn2:

mov call mov call ret

A, #7, CursorOn2 A, #0C5H

Write-Command4

A,

'0' 'l-' '2' '3' '4'

db db db db

'6' 'J' 'B' '9'

@A+PC

's'

clr

A

MOVC

A,

)z

calI inc sjmp

:

@A+DPTR

Send-S t.r j-ng-To-LCD-Ex

j-

t

write_Data4 DPTR

Send-String-To Send-string-To LCD-Exit :

LCD

ret

#COMB-CLIR

Write-Command4

A,

,.*******************************************************

#COMB*CUR

#0CBH

:

A

Send_String-To-LCD

Write-Command4

A,

ConverL-To-ASCII

Wrlte-Data4 A, B Convert-To-ASCII Write-Data4

db db db db db

db

Write-Command4

A,

AB

ConverL_To-ASCII

A, Set*Counter A,

32

Serial

** **** ** ** * * ** ** ** *** **** **** ** ;LCD Control Routine .*

**

**** **** * ***

***

** ** **

. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * *

Time_MSG:

' TIMER 2 DEMO ',O . * ** ** ** * * *** * ** ** * * * ** * * * * ** * * * * * * ** ** * * * * * * * * * * * * * * * * * db

Send-To-LCD:

mov

B,

INiLLCD-4Bit

mov rn()v

:

B, n,

#3

#SOFT-RST

1l)il l,('l) 4llil l,oopl l,( 'l ) I )i\, n il! ,\/ :

#10

t

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89552

122

cfr c1r setb

Timer dan Port

LCD_RS LCD-RW

LCD-E

nop

c1r call djnz mov mov setb

LCD-E

B, Init-LCD-4Bit-t A, #SET4BIT

ooP1

LCD-E

nop

LCD-E

Delay_20

push orl orl anl clr c1r setb c1r pop swap orl orl anl setb

ENTRYMODE,

*

ACC

A,

#0FH

LCD_DA, #0F0H LCD_DA, A LCD_RS LCD-RW LCD_E LCD_E ACC

A

A,

#0FH

LCD_DA, #0F0H LCD_DA, A LCD_E

nop

clr call ret ,.

*

LCD_E

Delay_20

** ** * ** **

*

****

**

Delay_20:

ACC

#OFH

LCD*DA, #0F0H LCD DA, A LCD-RS LCD_RW

LCD

E

*******************************

nop

,.***************************x***************************

A.

LCD-E

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** Write_Command4:

Clear-Display: A, #DISP-CLR mov Write-Command4 call ret

push or1 orl anl setb cIr SEIb

#OFH

LCD-DA, #OFOH LCD-DA, A

-*

*************************************************

Write_Data4:

A,

ret:

CUR-OFF

** **

A

or1 or1

call

LCD-E clr Delay-20 call DPTR, #lnitial-Data mov B, #5 mov InitLCD-4Bit Loop2: A clr MOVC A, @A+DPTR Write*Command4 call inc DPTR B, rnitlcD_4Bit Loop2 djnz ret

*

ACC

swap

c1r

nop

/.

LCD-E

nop

LCD-DA, A

lniLial_DaLa: CONF]G, DISP-OFF, DISP-CLR, db

clr pop

anl setb

Delay-20

323

Serial

mov call

R7, #1

Delayl0

ret. I)c1ay1 0 :

nl()v l)r'l;ry

Il

I o1,,,,,1,:

l,

l,ilO

*** ***** * ** ** ** **** **** * ** ** ** ** ** ** **

Teknik Antarmulo dan Pemrograman l,likrokontroler AI89S52

124

mov djnz djnz dlnz ret

125

Serial

subrutin Hexa_To_ASCII, tentu saja setelah dikurangi dengan 20H

F.2,#255

agar

sesuai dengan format data LCD grafik. Kemudian program akan mengecek bit EXF2 untuk mengetahui apakah ada proses capture atau tidak. Jika bit EXF2 di-set, artinya ada proses capture (saklar ditekan), program akan membaca register capture RCAP2H dan RCAP2L dan menyimpannya ke R0 dan Rl. Subrutin Delay dipanggil untuk menghilangkan efek bouncing pada saat penekanan saklar. Program kemudian mengubahnya menjadi karakter ASCII dan mengirimkannya ke memori LCD. Penunjuk alamat LCD diatur pada

R2, S R3, DelaYl0LooP R7, DelaYl0

end

7.1.2.2 Mode Coplure

17EBH.

Dalam contoh berikut akan didemonstrasikan Timer 2 yang bekerja di mode capture 16 bit. Sebuah saklar terhubung ke pin T2EX (P1.1) sebagai pemicu

ditekan, data di TH2 dan TL2 akan di capture ke RCAP2H dan RCAP2L. Sebuah LCD grafik digunakan untuk menampilkan data register Timer 2 (TH2 dan TL2) dan register capture Timer 2 (RCAP2H dan RCAP2L). LCD bekerja pada mode atribut teks sehingga hanya reks yang akan ditampilkan. Ukuran font dipilih 6 x 8 sehingga dalam satu garis bisa menampilkan sampai 40 karakter'

caprure eksternal. Apabila saklar

Iimer dan Port

ini

program diawali dengan menginisialisasi Timer 2 agar bekerja pada mode caprure (T2MOD = 0 dan T2CON = 09H). Pin T2EX di-set agar berfungsi sebagai input dan bir TR2 di-set untuk mengaktifkan Timer 2. Program diteruskan dengan menginisialisasi LCD grafik untuk bekerja pada mode teks atribut. Alamat awal grafik ditentukan di 0000H dengan area grafik 28H, sedangkan alamat awal teks ditentukan di 1700H dengan area grafik 28H. Memori grafik "dibersihkan" dahulu mengingat sebuah RAM akan berada pada kondisi acak ketika pertama kali catu daya dinyalakan. Program

kemudian mengirimkan data teks ke area memori teks, 7 baris teks ditampilkan di layar LCD dengan teks di baris ke-3 diatur agar berkedip normal (data atribut BLINK_NOR_DISP dlkirimkan ke area grafik yang bersesuaian dengan area teks baris ke-3).

ini adalah pembacaan register data (TH2 dan TL2) dan register capture Timer 2 (RCAP2H dan RCAP2L) melalui subrutin Read*Timer-Register dan menampilkannya ke layer LCD. Pertama program membaca register TH2 dan TL2, kemudian menyimpannya di R0 dan Rl' Penunjuk alamat RAM LCD diatur ke 17C3H sebagai alamat awal untuk menampilkan TH2 dan TL2 (4 karakter). Sebelum dikirimkan ke mcmori teks, data TH2 dan TL2 diubah terlebih clahulu rneniacli 2 karaktcr ASCII di

ini tidak menggunakan look-up mengubah data heksa menjadi data ASCII. metode tabel untuk Bilangan heksadesimal yang akan diubah disimpan di register A. Subrutin Hexa_To_ASCII akan mengubah bilangan heksa menjadi data ASCII, hasilnya adalah 2 karakter ASCII yang tersimpan di A dan R2, dengan A menyimpan digit atas dan R2 menyimpan digit bawah. Program menyimpan bilangan heksa yang akan diubah di R2. Pertama A di-AND-kan dengan OFH untuk mendapatkan Nibble bawah. Kemudian proBram akan mengecek apakah bilangan berada di antara 0 dan 9 atau di antara AH dan FH. lika bilangan berada di antara 0 dan 9, pengurangan bilangan 9 dengan bilangan heksadesimal tersebut tidak akan menghasilkan pinjaman luar (borrow). Atau penambahan F6H (100H - AH) ke bilangan heksa tersebut tidak akan menghasilkan bawaan (carry). Misalnya bilangan tersebut adalah n. ]ika n berada di antara 0 dan 9, bit C tidak akan di-set ketika n dijumlahkan dengan F6H (program melompat ke No_Adiusr). Untuk mendapatkan kode ASCIInya. n harus diambil kembali dan kode ASCII untuk bilangan 0 (30H) harus ditambahkan. Setelah ditambahkan dengan F6H, n harus ditambahkan dengan AH ini berarti sama dengan menambahkan 100H ke n yang menghasilkan bilangan n tetap berada di A. Dalam program penambahan AH Berbeda dengan contoh program jam digital, program

dan 30H ke n dilakukan sekaligus dengan menambahkan 3AH ke n. Hasilnya adalah kode ASCII untuk bilangan n dan disimpan di R2.

Bagian utama dari program

Jika

n

berada

di

antara

AH dan FH, penambahan F6H

dengan

n akan

rnengeset bit carry. Kode ASCII untuk karakter 9 adalah 39H, sedangkan kode ASCII untuk karakter A adalah 41H, bukan 3AH, karena itu bilangan n lrarus ditambahkan dengan 7 (4lH - 3AH : 7H) sebelum ditambahkan ilengan llA ll rrntuk mendapatkan kode ASCII-nya. Program kemudian

tlillnjtrtkrrn rrrrtrrk nrt'ngrrbah nibble atas menjadi kode ASCII.

Sebelr,rm

Ieknik Antarmul
126

keluar dari subrutin ini, bit C di-reset dulu karena kode ASCII dikurangi dengan 20H sebelum dikirimkan ke memori LCD. | -========

Title ;Fi1e name ;Version ;Created date ; Prograrnmer ;Proqram

ini

Iimer dan Port

harus

: "Timer 2 Capture Mode" : Timer 2 Capture.asm : 1.0 : May 08, 2007 : Usman

.*******************************************************

AssignmenL

.*********************************************

LCD-CE LCD-RST LCD-CD

equ equ

LCD-WR

egu equ equ

LCD-RD LCD-DAT

egu

equ

T2EX

**

*******

*

.3 .4 .5 .6 P3.7

P3 P3 P3 P3

GH GA TH TA

SET_GH SET_GA SET_TH SET_TA

equ equ equ egu

LINEI-ADDR L]NE2-ADDR LINE3*ADDR L]NE4_ADDR

LINEs-ADDR

LINE6

ADDR

9CH

SET_ADDRP

equ

24H

AUTO-WR-ON AUTO-WR-OFF AUTO-RD-ON

equ egu egu equ

0B0H 0B2H 0B1H 0B3H

equ equ

22H

INH

commmand 0000H 0028H 1700H 0028H

deflnj-tion

WR-]NC-ADP ,.

1700H

1128H 1750H T11 BH l

r

'/ctirr

OBH ODH

0C0H

*******************************************************

Ma i

4lH

00H 05H 03H

;Main Program Org

43H 40H

egu egu equ egu egu equ

0003H

*******************************************************

0000H

n_Prog:

call call cafl call

1'lA0r

DTSP

BLINK-NOR_DISP BLfNK-NEG-DISP

,,

42H

equ egu equ equ equ c(lu

Mode

NORM-DISP

Pl-.1

17F0H 1B1BH

DISPLAY_MODE equ

NEG-DISP

Const-anta DeclaraLion

Initiafize equ equ equ equ

B4H

SET-OFFSET

.*******************************************************

;LCD

;LCD Mode LCD_MODE equ

OFFSET-REG

-******************************************************* ,'

equ equ

AUTO*RD-OFF

PO

127

LINET*ADDR LINEB-ADDR

;Display

.*******************************************************

;Microcontroler Pin/Port

Serial

mov mov mov call

rnitialize_Timer2 rnitialize LCD Clear_Memory

Send Text DPTR, #0050H

B, #2BH A, #BLINK_NOR_DISP Send_Atrlbut Data

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

328

AT89S52

- * ***

Main-Prog LooP: Read-Timer-Regj-ster call Main-Prog-Loop sjmp -*****

**

****

Initialize mov mov setb setb ret

**

Timer2: T2MOD, #0

TR2

*

Read Timer-Register:

mov mov mov call call inb clr call call mOV mov mov call call

TH2

TL2 DPTR, #17C3H

Set-Address-Pointer DisPlaY-Dat-a ExF2, No-Capture EXF2

DelaY Delay RO, RCAP2H

R1,

RCAP2L DPTR, #17EBH

Set-Address-Polnter DisPlaY-DaLa

No_Capture:

call ret ,.

DelaY

** *****************************************************

A,

R0

Hexa-To-ASCII Send-To-LCD

A,

* * ***

mov an1 add jnc add

R1

Hexa-To-ASCI1

Send-To LCD

* ****

* * ** ** * * ** ** *******

* * * * * * * *x* **

R2, A A, #0FH A, #0F6H No_Adjust-

A,

#07H

add xch swap anl add jnc add

A, A,

R2

#3AH

A

A, A,

#0FH #0F6H

No_Adjust2

A,

#07H

A,

#3AH

No_Adjust2:

add clr

C

reL Send_To_LCD:

subb call mov call mov subb call mov cafl ret

A,

#20H

Data_Write

A,

#WR_INC-ADP

Cmd_Write

A, A.

R2

#20H

DaLa

A,

Write

+Wn*fUC anP

Cmd*Write

-********************************************

Send_Atribut_Da La

DispJ-ay-DaLa:

mov call call mov calf call ret

***

No_Adjust:

T2CON, #09H T2Ex

R0, Rl-,

* ** ****

329

Hexa-To-ASCII:

******************************************

********* -*********************************************

Timer dan Port Serial

push call mov call pop

:

ACC

Set_Address_Point-er

A,

#AUTO_WR_ON

Cmd_WriLe ACC

Send_Atr i but_Data_Loop

call rl jrr:r tll()\/

:

[);rtaWrite l{, llr,rrrl At-,ribut_,Dat-a Loop A. ll nl I'l'( ) Wll OIJIr

*

Ieknik Antarmul
330

call ret

mov

Delay_Loop:

mov mov call djnz

Timer dan Port Serial

R5,

#5

R0,

#50 #50

Rl,

3l

Send Text:

Cmd-Wrlte

-**********************************************

Delay:

AT89552

mov call mov call ret

*

,.

DPTR, #LINE1-ADDR

Set_Address_pointer DPTR, #My_Text1 SendText

*******************************************************

My_Text1:

db

DelaY-LooP1

R5, DelaY-LooP

'TEKNIK ANTARMUKA DAN

PEMROGRAMAN

My*Text.2:

reL

ATB9S52,,

db

My_Text3:

db

Delay-Loop1:

djnz dlnz ret

-*********

R0, $ R1, DelaY-LooP1

**

*********

**

*********************************

MOV

subb mov mov subb orl inc )nz mov call ret

db

2

DEMO: CAPTURE

MODE

|********************************

**

*****

,

*

I

#AUTO-WR-ON

SendText:

mov call

:

0000H',

& RCAP2L) : OOOOH', r****************************************,,0 'CAPTURE DATA (RCAP2H

clr movc jz subb call inc sjmp

Data-Auto-WriLe A, DPH #1FH A DPL

#0FFH

#AUTO-WR-oN

Cmd_WriLe A

A,

@A+DPTR

Send_Text_Exit

A,

#20H

Data_Auto Write DPTR

Send_Text_Loop

Send_Text_Exit:

B DPTR

mov call

ClearMemorYlooP

ret.

#AUTO-WR-OFF

Cmd-Write

A,

*

Send_Text_Loop:

A

A,

TL2)

-******************************************************

Cmd-WriLe

A, B. A, A, A,

'DATA REGTSTER (TH2 &

#GH

Set-Address-Pointer

A,

db My_Text6:

db db

mov DPTR, #0000H ClearMemoryloop: c1r call

TIMER

My_Text5:

Clear-Memory: mov DPTR,

call mov call

'

My_Text4:

A,

#AUTO_WR_OFF

Cmd_Write

lrritiali:.rr.

** ** * * ** * ** L('l):

r'lt r',rl I

l,('l) I'1,: 1r,..:r.l l,('t)

,.

*********

****

**

** ** ** * * **

**

** * ** * *** ** **

**

**

r

3il

Timer dan Port Serial

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

332

AT89S52

Set_Display_Mode

SeT-LCD-MOdC call Graphic-setting call Text-setting call Set-DisPlaY-Mode call ret - ******************************************************* Reset LCD: LCD_RST c1r nop nop nop nop nop

SETb ret -*

**

LCD-RST

Graphic-Sett ing

:

DPTR,

Cmd-WriLe

SeL_Address_pointer:

mov A, #SET-ADDRP call Send_3Byte_Command ret . *** * * * * ** ** ** * * * * *** ** ** ** * * ***** * **** push mov cal l mov call pop call ret

ACC

A,

DPL

te A, DPH Data Write Data_V[ri

ACC

Cmd_Write

Data-Write:

push

ACC

clr pop

ACC

rcD-CD

o"ti;Yt t"r"o_oor, DPTR,

call ret

+cA

Coftnand

send,3Byte-Coflmand

Text-seEting: call

:

#DfSPLAY-MODE

+GH

Send-3Byte DPTR,

call rer

A.

Send_3Byte_Command:

********** ******************************************

call

MOV call ret

+TH

3Byte,Comnand R, {TA A, +sET TA Send-3Byte Coirdna-nd

cL CIT

Send

no!)

DD'I

NOP

rcD

o

CE

I,CD_!!R

nop nop

serb setb ret

I-CD WR LCD,CE

Set-LCD-Mode:

call reE

Cmd_Write

push

(:alt r(l l)

li,t) u{,ad Status lr'lr r'lr

***

** ** * *** ** ** * *

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

pop call ret

Data-Writ-e1

nop nop nop nop

,.

internal ctT2=o) dan nilai reload yang rersimpan di RCAp2H dan RCAP2L yang dinyatakan dengan persamaan berikut

RD

Frekuensi clock =

A,

setb setb anI

LCD-RD

cj ne reL

50olo. Frekuensi gelombang korak ditentukan oleh frekuensi osilator (Timer 2 akan mencacah pulsa dari osilator

LCD-CE

mov

LCD-CE a, #03H

Timer 2 tidak akan membangkitkan interupsi.

a, #03H, LCD-Read-SLatus

Data-Auto-Write : push ACC LCD DAT, #OFFH mov Da ta-Aut o-Wr i t e-LooP : LCD-CD setb c1r

LCD-RD LCD-CE

nop nop nop nop mov

A,

setb setb

LCD_RD LCD_CE

an1

cjne c1r pop

call ret

end

LCD-CD ACC

Data-Writel

Contoh program berikut akan memfirngsikan Timer 2 sebagai pembangkit gelombang kotak. Dua buah saklar dihubungkan ke p0.0 dan p0.l yang digunakan untuk mengatur frekuensi yang akan dikeluarkan (Llp_sw dan Down_SW) dengan cara menambah (Up*SW) atau mengurangi (Down_SW) isi register RCAP2H dan RCAP2L. Program diawali dengan menginisialisasi Timer 2 untuk bekerja sebagai pembangkit gelombang kotak dengan bit T2oE di-set agar pin T2 (P1.0) berfungsi sebagai ourpur. Dengan frekuensi 12 MHz frekuensi yang bisa dikeluarkan adalah 45 Hz - 3 MHz. Register Timer 2 (THz dan TL2) dan regisrer capture (RCAP2H dan RCAp2L) diberi nirai awal 0. Setelah Timer 2 diaktifkan dan bit T2oE di-set. gelombang kotak akan keluar dari pin T2 dengan frekuensi 45 Hz. Program kemudian akan membaca saklar (Read_SW), jika saklar Up_SW yang ditekan, program akan menaikkan isi register RCAP2H dan RCAp2L trntuk menaikkan frekuensi; dan jlka Down-swyangditekan, program akan rnenurunkan isi RCAP2H dan RCAP2L unruk menurunkan frekue,si.

LCD-DAT

A, #O8H A, #08H, Data-Auto-Write

Frekuensi Osilator 4 x (65536 *IRCAP2II, RCAP2L])

untuk mengakti{kan pin T2 sebagai keluaran gelombang kotak, bit T2oE harus di-set. Timer 2 bekerja sebagai pencacah 16 bit, terapi pada saar overflow, isi register RCAP2H dan RCAP2L akan disimpan ke TH2 dan TL2;

LCD-DAT

***** **************************************************

cfr

315

pin T2 (pin P1.0) dengan siklus kerja #OFFH

LCD-CD

LCD

Serial

Pembahasan terakhir mengenai rimer 2 adalah memfungsikan Timer ini sebagai pembangkit clock (gelombang kotak) yang akan dikeluarkan melalui

:

LCD-DAT,

Iimer dan Port

7.1.2.3 Pembongkit Clock

acc

LCD_Read_Status

MOV setb clr clr

AT89S52

LooP ; I)rog:ram Title ;lri1e name ;Vr:rsiorr ;('rCrzttcrl rl,rlr,

;Artl ltr)t

: "Clock Generat.or" : Timer 2 Clock Generator.asm : 1.0 : Nowcmber 23, 2001 : lll;trr,rrr

Timer dan Port Serial

mov mov setb ret

***** * * ** ******** ** * * * ** * * * * ** ** ** * * *** * * * * ** ** **** ** * * ; Microcontroler Pin/ Port Assignment . * ** ***** * *** *** * * ** * ** ** **** ** * * * *** ** ** * **** **** * * ** ** ,

Up_SW

equ

Down_SW equ

P0 P0

.1 .2

***

**

**

**

**

jb call c1r mov mov mov mov call mov mov setb

**

.*******************************************************

FlagReq

equ

20H

zov

bir

FlagReg.

XH XL YH YL ZH ZL

equ egu equ equ equ

37H

equ

3CH

0

3BH

39H

equ equ egu equ

LI

aa Z3

3AH 3BH

3DH 3EH

3FH

40H

. * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

ors

Timer2 rnit

call call sjmp -*****

**

:

Read_SW

Main_Prog-Loop **

**

********************************************

Read_SW:

Read_Up_SW:

jb call cl-r mov mov inc

Up-SW, Read-Down-SW

Delay_20 TR2

DPH, RCAP2H DPL, RCAP2L DPTR

Down_SW, Read_SW_Exit

Delav

20

TR2

XL, XH, yH, yL,

RCAP2L RCAP2H

#0 #1 SUB16

RCAP2H, ZH

RCAP2L, ZL TR2

reL ,.

* **** * * ** * * * * ** * * * ** ** * * * * ** * * ** ** ** * * * * * ** ** *** * ** ** * * fmerz -Lnat:

mov mov mov mov ret

T2MOD, #04H

T2CON, #02H RCAP2H, #0H

RCAP2L, #0H

*************************************************

0000H

Main_Prog: Mai-n__Prog_Loop

TR2

Read_SW_Exi-t:

'I ZO

RCAP2H, DPH

RCAP2L, DPL

Read_Down*SW:

****** ** *** * ** * * * ** ** ** ** *** * ** *** * * * * **** ; Internal RAM .

317

Teknik Antarmuka dan Pemrograman lvlikrokontroler AI89S52

316

SUB16: mov

clr subb mov mov

subb mov mov

ret

A.

XL

A, YL ZL, A A, XH A, YH ZH, A ZOV,

C

Teknik Antarmulta dan Pemrograman l,likrokontroler AI89552

ll8

call ret

De1aY10

De1ay10:

mov

R3, #20

Delayl0LooP:

mov djnz djnz djnz ret

R2,#255 R2,

$

R3, DelaYl0l,ooP R7, DeIaYl0

end

V.2 PORT

SERIAT

seperti telah dijelaskan di Bab 2, AT89S52 dilengkapi dengan sebuah port ,".iul yrrg bisa diprogram untuk melakukan komunikasi serial asinkron (UART) dua arah penuh (fult duplex). Port serial ini dikendalikan oleh scoN yang mengatur mode kerja dan juga menyimpan bit-bit status port serial' Duta yung akan dikirimkan arau diterima disimpan di register SBUF. Menulis data ke register ini berarti mengirimkan data melalui port serial, sedangkan membaca data dari SBUF berarti membaca data dari port serial. Walaupun SBUF dalam SFR hanya menempati sebuah alamat, tetapi secara hardware sBUF memiliki 2 bufffer yang terpisah untuk pengiriman dan penerimaan data sehingga memungkinkan untuk rrenerima dan mengirimkan data secara

bersamaan. Kecepatan data (baud rate) ditentukan oleh frekuensi osilator 'fimer 2 sebagai pernbangkit baud rate. dengan menggunakan Timer 1 atau Bit SMOD di register PCON digunakan untuk menggandakan baud rate'

Ada 4 mode yang bisa dipilih dengan mengatur bit SMO dan SM1 di register SCoN: mode 0, 1, 2, dan 3. Mode 0 memfungsikan port serial sebagai register geser (untuk komunikasi serial sinkron). Data dikirimkan dan diterima melalui pin RXD dengan bit LSB dikirim atau diterima terlebih dalrulu, I 2' sedangkan pin TXD akan mengeluarkan sinyal clock sinkronisasi. Mode ' dan 3 merupakan mode serial uART (asinkron)" Data dikirim melalur pirr TXD dan diterima melaiui RXD. Hai yang membedakan di antara mocle troclt' ini adalah jumlah bit data dan baud rate. Mode yang paling, st'ring, cligtrnakan yrrrtg lrrsrt adalah mode 1 (B bit data, I bit start tlan I bit stoP tlclrgatt bittrtl rirlt'

Iimer dan Port

Serial

139

diatur). oleh karena itu, trrnya mode 0 dan mode dalam bab ini.

7.2.1

I

yang akan dibahas di

MODE O: REGISTER GESER

Program 7segmen4.asm, yang dibahas di Bab 6, memperlihatkan bagaimana mengendalikan 5 buah display 7 segmen dengan menggunakan register geser

dengan

IC TTL 74L5164. Data dikirimkan bit demi bit

dengan cara

bit c kemudian mengirimkan bit C tersebut ke pin data dengan MSB dikirim terlebih dahulu. Sedangkan clock dikirimkan dengan meng-setb dan meng-clr pin clock. Register B digunakan sebagai pencacah 8. Dengan menggunakan port serial yang bekerja di mode 0, menggesernya melalui

subrutin send-Data-To-Displaybisa disingkat sebagai berikut, rentu saia porr serial terlebih dahulu harus diinisialisasi untuk bekerja pada mode 0.

Send_Data_To_Di splay

call mov jnb c1r ret

:

Segment_Converter SBUF, A

TI,

S

TI

subrutinnya menjadi sangat singkat, tidak memerlukan instruksi untuk menggeser data atau instruksi setb dan clr untuk mengirirnkan clock dan juga tidak memerlukan register B atau RAM sebagai pencacah. Data yang tersimpan di akumulator tinggal ditransfer ke register SBUF, maka cpU akan secara otomatis mengirimkan data bit demi bit melalui pin RXD dengan bit LSB dikirimkan terlebih dahulu dan sinyal clock dikirimkan melalui pin TXD. Tabel data untuk menyalakan display 7 segmen disesuaikan kembali mengingat bit yang perrama kali dikirim berbeda dengan program sebelumnya. Seperti telah dijelaskan, menulis ke register sBUF akan memulai pengiriman serial dengan mode yang telah ditentukan. Setelah mentransfer data ke SBUF, program tinggal menunggu apakah proses pengiriman telah selesai atau belum dengan mengecek bit TI. ]ika bit ini di-set berarti proses pengiriman telah selesai. Program hams me-reser bit TI kembati agar proses per.rgiriman data selanjutnya bisa dilakukan.

IJntuk rncr.rginisialisasi porr serial agar bisa bekerja di mode 0, register scoN harus clilrcri rrilrri o. l':rcla mode ini tidak perlu mengir.risialisasi Tirner sebagai

|t'tttbitttlilitt l,,ttt,l t,tl,'lirtt'tur battci ratr'(utarr lcbih tcl)utnyil

kt.<.t.puturr c.lor.k)

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

140

AT89552

Iimer dan Port

dalam mode 0 adalah 1/12 frekuensi osilator. Dengan frekuensi 12 MHz, frekuensi clock adalah 1 MHz. Lembaran data IC 74L5164 menuliskan bahwa IC ini sanggup menerima sinyal clock sampai 25 MHz, lebih dari cukup untuk menerima sinyal I MHz.

Serial

34t

-6q" egu equ egu equ equ

ZH

ZL ZO

ZI 22 Z3

,.

=========

;Program Title : "Port Serial Mode 0:7 with shift regisLer" : Port SerLal Modeo-asm ;Flle name : 1.0 ;Version ;Created date : MaY 23, 2007

Prograrnrner

:

Segmen

Display

,.

TnLernal

+******************************************************

FIagReg equ

zov

bir

My_NurnberH My_NumberL

Disp_DaLa1

Disp_Data2 Disp_Data3 Disp_Data4 Disp_Data5

20H

FlagReg. equ equ equ equ equ

equ equ

YH

equ equ equ

YI,

a)(lt l

XH

XL

0

30H 31H

2'U 33H 34H 35H 36H 3"/H 3BH

39II in ll

orq

call call call calf call sjmp

P3.lP3.1

RAM mappinE

*

*

0000H

SCON, #0

My_NumberH, #0FFH

My_Nrunberl,,

#OPFH

Main*Prog_Loop:

P3.0

*******************************************************

******************************************************

mov mov mov

;7 seg'ment control Pin

SS-DAT egu SS-CLK equ SS RST equ

40H

Main_Prog:

******************************************************* AssignmenL

3EH 3FH

;Main Program

**********************************************x********

*******************************************************

3CH 3DH

-******************************************************

Usman

Microcontroler Pin/Port

3BH

,.

Update_My_Number

Display_To_7_segnnent.

Delay Delay Delay Main_Prog_Loop

*** * *** *** *** ****** * **

**

** **

******

** **** * ****

**

** **

****

Update_My_Number:

mov mov inc mov mov mov mov call ret

DPH, My_NumberH

DPL, My_Numberl DPTR

My_NurnberH,

DPH

My_Numberl, DPL XH, My_NumlcerH

XL,

My*Nurnberl,

Decimal_Adjust

-*************

**

****************************************

Decimal_Adjust: mov YH, #21H mov YL, #10H c;rll DIV1 6

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Hikrokontroter

142

mov mov

A,

mov mov mov mov

XH,

call-

DIV16

Disp-Data5, ZO

YH,

#O3H #OEBH

YL,

A,

mov mov mov mov

XH, Z\

call

DIV16

mov mov

A,

22

mov mov mov mov

XH,

call

DIV16

mov

A.

Z2

A,

ZO

mov

A

Z1

XL,

22

Disp-Data4,

XL,

ZO

YH,

#OH

YL,

A

#64H

DisP-Data3,

A

Z1-

XL,

ZO

YH,

#OH. #OAH

YL,

Disp-Data2, Disp-Data1,

A A

;

******

** ** ** ** **

**

**

Aritmethic sub-routine * * ** ** ** * * *** * ** * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * ** * * **

.*

**

****

** ** **

mov

or1

setb

ret

div-OK:

A,

YL

div-OK zov

R1, XH R0, xL XH, #0 XL, #0 R3, #0 R2, #0 R7, #16 C

A,

R0

A

R0, A A, R1 A

R1, A A, XL A

Xl, A A. XH A

XH,

A SUB16

C,

ZOV

C

div_l XH, ZH X1, ZL

mov

A,

rlc

A

R2

mov mov

R2, A A, R3

r1c

A

mov

R3, A R7, div _loop 23, R3 22, R2 27, XH

d)nz

DIV16:

143

div_l:

ret ** ** ** *** . * ** * * * * * ** * * * ** ** * * * ** ** * *

Timer dan Port Serial

mov mov mov mov mov mov mov div_loop: c1r mov rlc mov mov rlc mov mov rfc mov mov rlc mov lca11 mov cpl jnc mov mov

Z2

mov mov

mov

AT89552

mov mov mov mov

clr tll

ZO, XL '/,ov

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'tikrokontroler AT89S52

344

SUB16:

mov clr subb mov mov subb mov

mov ret

A,

db db

XL

A, YL ZL, A A, XH A, YH ZH, A

zov, **

#0

#0

:

@R1

R1

R0, Display-To-7-SegmenL-Loop RST

ret. Send-DaL a-To-D i sP 1 aY

:

Segrment-ConverLer SBUF, A S

TI

Segrment-ConverLer:

*

R0, $ R1, Delay_Loop

end

:

Send-Data-To-DisPlaY

TI,

Jnz djnz ret

c

Di sp 1 ay-To-7-S egment-Loop

call mov jnb clr ret

R0, R1,

Delay,Loop:

R0, #5 Rl-, #DisP-Data5

SS

OAFH

mov mov

*****************************************

A,

OFFH

Delay:

Di sp 1 ay-To-7 -Segment SS-RST clr

mov call dec djnz setb

34s

-*******************************************************

C

.***********

mov mov

Iimer dan Port lerial

7.2.2

MODE

l:

KOMUNIKASI SERlAt UART

Untuk mengatur port serial agar bekerja pada mode 1, regisrer SCoN diisi 50H (bit SMO = 0, SM1 = 1 memilih mode l, bit SM2 : 0, mode multiprosesor dimatikan, REN = I untuk mengaktifkan penerimaan. Bit-bit yang lain 0), kemudian menentukan baud rate. Jika Timer 1 digunakan sebagai pem

bangkit baud rate, Timer I harus bekerja pada mode 2 (TMOD: 20H). Nilai auto-reload (TH1) akan menenrukan baud rarenya, misalnya untuk baud rate 9600 bps pada frekuensi 11,0592 MHz, nilai rl{1 adalah FDH (rihat Bab 2 untuk menentukan baud rate yang lain). Setelah menentukan nilai rH1, program harus mengakrifkan Timer I dengan cara mengeset bit TR1. Berikut adalah subrutin untuk menginisialisasi port serial pada mode 1 dengan Timer

I

sebagai pembangkit baud rate.

Seriaf_Port*Init : mov SCON, #50H mov TMOD, #20H mov TH1, #OFDH setb TR1

inc movc ret

A

db db db

OEEH

db

OBFH

d"b

O2DH

db db db

OABH

irrilah yirrrg irkrrrr rnt'ncntukan baucl rate. Rab 3 telah mcnjelaskan tentang lral

OEBH

itti, tttisltlrrt',r trtrlrrl' l,;rrrtl r.lrtt'(XdX)

A,

@A+PC

OOCH

OCTH

OOEH

r:et ]ika Timer 2 yang digunakan sebagai pembangkit baud rate, bit TCLK dan RCLK di register T2coN harus diset (umumnya pengiriman dan penerimaan rnenggunakan baud rate yang sama). Timer 2 bekerja pada mode auto-reload 16 bit, di mana pada saat overflow nilai auto-reload yang disimpan di ItcAP2tl clan RCAP2L akan dipindahkan ke TH2 dan TL2. Nilai auto-reload bPs clt'ngan frt.ktrt.rrsi

Il,05()2 Mllz trilui

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AI89S52

346

bit TR2 di-set RCAP2H adalah FFH dan RCAP2L adalah DCH. Kemudian T2CON, untuk menjalankan Timer 2; karena bit ini juga terletak di register maka T2CON bisa langsung diisi 34H'

Serial-Port-Init: mov SCON, #50H mov RCAP2H, #OFFH MOV RCAP2L, #ODCH mov T2CON, #34H ret proses pengiriman atau penerimaan data bisa dilakukan setelah port serial ke register diinisiaiisasi. Pengiriman dilakukan dengan menuliskan data

SBUF.Programharusmenungsuseluruhdata(8bit)selesaidikirimkan denganmenunsgusampaibitTldi_set'Setelahselesai'bitTlharusdi-reset ini subrutin kembali agar pengiriman selanjutnya bisa dilakukan' Berikut A' di disimpan untuk mengirim; data yang akan dikirimkan

Serial-Transmit MOV

jnb c1r ret

Iimer dan Port

,.

,.

***

**

**

********

***************************************

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * **

*

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * x * * **

;Main Program ,.

******************************************************

Org

*

0000H

Main_Prog:

cal-f

Serial Port Inlt

Main_Prog_Loop:

call call sjmp

Serial_Receive Serial_Transmit Main_Prog_Loop

* ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * ** * * * * ** ,. Seria 1_PorL_Ini t :

mov mov mov setb

:

$

TI

**

**

SCON, #50H TMOD, #20H

TH1,

#0FDH

TR1

retl

pada proses penerimaan, program harus mengecek apakah data telah diterima

Serial_Transmi t

mov jnb clr ret

denganlengkapataubelumdenganmengecekbitRi.}ikabitinidi.set,

selesai, bit berarti data telah lengkap diterima dan SBUF bisa dibaca. Setelah

Rlharusdi-resetkembaliagardataselanjutnyabisaditerima.Subrutin diterima berikut adalah subrutin pembacaan data serial. Data yang telah disimpan di A.

jnb mov c1r ret

RI, $ A, SBUF RI

:

SBUF, A

TI,

$

Tf

Seri-a1_Receive

Serial-Receive:

jnb mov clr ret

341

,'Prograrnmer : Usman-

SBUF, A

TI,

Serial

:

RI, $ A, SBUF RT

end

port serial dan Pada contoh program berikut, AT89S52 akan membaca mengirimkannYa kembali'

;========= ;Program Title ;Fi1e name ;Version ;Created daLe

==========

: "Port Serial Mode 1" : Port Serial Mode 1'asm : 1.0 : MaY ?1, ?OO1

Untuk menguji program di atas bisa dilakukan dengan menghubungkan port serial AT89s2 dengan port serial komputer PC. Port serial PC biasanya rerdiri .l atas atau 2 port (yang disebur COM1 atau COM2). Pada pC-pC lama, biasarryir rrr.rrligrrrrakan konektor DB25 male (25 pin), di samping konektor

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman llikrokontroler AI89152

DB25 female untuk port paralel (printer) dan konektor DB9 male, sedangkan pada PC keluaran terbaru hanya menggunakan konektor DB9 male.

Berbeda dengan mikrokontroler, di mana Ievel digital untuk port serial adalah level TTL (logika 1 dinyatakan sebagai 5 V dan logika 0 sebagai 0 V), port serial PC menggunakan level RS-232. Standar RS-232 dikeluarkan oleh

EIA

(Elecn'onics Industry Association). RS adalal'r singkatan dari Recomt'nded Srandard. Dalam RS-232 logika 1 dinyatakan sebagai Mark dengan level tegangan antara -3 dan -25 V (negatif), sedangkan logika 0 dinyatakan sebagai Space dengan level tegangan antara 3 dan 25 V (positif.). Dengan adanya perbedaan level Jogika ini, port serial mikrokontroler tidak bisa secara langsung dihubungkan dengan port serial komputer. Diperlukan

Iimer dan Port

Serial

349

Untuk mengirim dan menerima dara dari port seriar, diperlukan program (software) yang bisa dibuat dengan Delphi arau visuar Basic misalnya, arau bisa juga menggunakan program H;,perTerminal yang merupakan program bawaan windows (pada windows 9g bergantung pada saat menginsta, windows)- Untuk menjalankan HyperTerminal, krik start ) An program ) Accessories ) comm,nications ) HyperTerminal. ]ika tampil korak dialog yang menyakan informasi lokasi, klik tombor Cancer kemudlan tombor res dan tombol OK, maka akan muncul tampilan seperti Gambar 7.4.

sebuah pengubah level logika dari TTL ke R5-232 dan sebaliknya.

IC MAX232 dari Maxim Incorporation adalah IC pengubah level

RS-232

t!"*,"-",*

yang memiliki sebuah charge pump yang bisa menghasilkan tegangan +10 V dan -10 V dari tegarlgan catu daya 5 V. Tegangan-tegangan ini dihasilkan dengan proses pengisian dan pernbuangan 4 buah kapasitor luar yang dihubungkan dengan rangkaian pengganda tegangan internal yang dimiliki

oleh iC ini. MAX232 mempunyai 2 penerima (RS-232 ke TTL) dan

Edd.h4

idctForE,,,co

to,

ilr..od,eda

ss$!q6H4

2

1 or I chkl

pengirim (TTL ke RS-232), cukup untuk menghubungkan pin TXD dan RXD

mikrokontroler dengan port serial PC. Gambar 7.3 memperlihatkan rangkaian antarmuka RS-232 dengan IC ini. Hanya 1 penerima dan 1 pengirim yang dipakai. Konektor DB9 juga hanya 3 pin yang digur.rakan, yaitu pin GND (5), RX (2) dan TX (3). Kabel yang harus digunakan menyesuaikan dengan konektor DB9 yang digunakan (male atau female), bisa hubungan lurus (straighr) atau silang (cross). III IUT tl1+ f,], C:+

RI TI

t2.

T] rl

KE Prn F-1.0

{rixD)

R] L]UT T1

Iil

Ilar'r P1n (TXD)

DIN E:0UT

tirt.rorressse

Enter dela,ls ,or

l|€ phohe number thdt yw want

to dialj

I

6ll0

Ateocode: t

I I

+

$

Country/region

llr

I- lirrP

T

P-1.1

i+lV

RIII]

::rrf

I Gomhor 7.4 Tompilon HyperTerminol

--**

Phonenumber:

i-*^-*-

Connecrusmo.

'@iryi

*

-

!,\r'

Gombqr 7.3 Arrlornruko

R5-232 denqon

l(

MAX23?

l_- oK-l

cancer

Gombor 7.5 Pernilihon port 5eriol

i

Teknrk Antarmulta dan Pemrograman l,likrokontroler ATB9552

150

Timer dan Port

"Mikro AT89S52". Lalu Masukkan nama koneksi lalu tekan o,(, misalnya pilih COMl akan muncul kotak dialog untuk mengatur port yang digunakan' dan digunakan) yang (atau COM2 bergantung pada konfigurasi komputer tekan tombol OK. Kemudian akan muncul kotak dialog COMI Properties data' bit (Gambar 7.6) yangberfungsi untuk mengatur baud rate' jumlah bit

l5r

Serial

Teknik Perrogran.:n dan Allarmuka I'likrokontroler 0I89S52

stopdarrpengendalialirandata(FlowControl),Baudrateg600bps,bitdata 8, bit paritas Noae bit stop 1 dan Flow Control None' PC' maka Setelah itu HyperTerminal siap digunakan' Ketik di keyboard keyboard HyperTerminal akan mengirimkan karakter ASCII sesuai tornbol

yangclitekankeportserial.Karakterinikemudiandibacaolehmikro. kontroler dan dikirimkan kembali ke PC' Hyper'ferminal akan menerima data tersebut dan menarnpilkanya di layar HyperTerminal'

Put Settinos

]

Gombor 7.7 HyperTerminol Berkomunikosi dengon AI89S52

Tobel 7.1 Susunon Pin Konektor DB9

Pin

NamaSignal

Fuogp,

I

DCD

Data Carrier Detect, sinyal kendali dari modem yang menyatakan bahwa modem telah menerima sinyal carier valid dari modem lain.

2

RXD

Sinyal data dari modem ke PC (penerimaan).

J

T)C)

Sinyal data dari PC ke modem (pengiriman).

4

DTR

Data Tetminal Ready, sinyal kendali dari PC ke modem, untuk mengaktifkan modem.

Gombor 7.6 Pengoturon Porl Seriol

biasa digunakan Selain pin RX (pin penerima) dan TX (pin pengirim)' yang lain digunakan yang serial port dalam komunikasi serial UART, pin-pin rno untuk komunikasi dengan modem (modulator-demodulator-l). Sebuah sehingga dem digunakan unruk komunikasi data melalui saluran telepon, (interrrct). 'l'abcl 7'l sebuah PC bisa terhubung dengan jaringan komputer memperlihatkan pin-pin port serial koncktor I)l]9'

5

GND

6

DSR

Sinyal ground

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

7

R]'S

Request To Send, sinyal kendali dari PC yang mt'nandakan bahwa PC siap menerima data

152

Teknik Antarmul(a dan Pemrograman lvlikrokontroler AT89S52

BAB B INTERUP'I

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

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

Dalam contoh program dari Bab 5 sampai Bab 7 telah diperlihatkan bagaimana AT89S52 membaca masukan dari luar, mengendalikan Timer dan membaca data dari port serial. Semua contoh program menggunakan metode

polling atau scanning, AT89S52 secara aktif "menanyakan" apakah ada yang meminta layanan atau tidak. Pada saat membaca keypad matriks 4x4, AT89S52 diprogram untuk terus-menerus membaca keypad tersebut walaupun tidak ada keypad yang ditekan. Pada saat bekerja dengan Timer, AT89S52 secara terus-menerus membaca bit status overflow Timer (TFx) sampai TFx di-set (Timer overfloy). Begitu juga pada saat membaca data dari port serial, bit RI terus dicek. Apa yang bisa dilihat dari semua contoh program itu adalah AT89S52 tidak melakukan hal lain selain mengecek bit status tersebut.

Dalam aplikasi yang sederhana, seperti contoh-contoh program tersebut di mana mikrokontroler hanya menangani satu permintaan layanan, hal ini tidak akan menjadi masalah. Pada aplikasi yang lebih kompleks, cara di atas

kurang efektif. Mikrokontroler harus menanyakan (polling) ke

semua

perangkat yang terhubung kepadanya. Walaupun semua permintaan akan terlayani, tetapi akan terjadi keterlambatan karena perangkat yang memerlukan layanan harus menunggu giliran sementara yang tidak memerlukan tetap harus dicek.

Agar perangkat bisa dilayani secara cepat (real time), maka perangkat tersebutlah yang meminta layanan ke mikrokontroler. Perangkat akan mengirimkan sinyal atau bit status ke mikrokontroler sehingga mikrokontroler akan meninggalkan pekerjaan yang sedang dilakukannya untuk menanggapi

sinyal atau bit status tersebut. Mikrokontroler akan memanggil subrutin khusus yang telah ditentukan alamat awalnya dan mengerjakan perintahperintah dalam subrutin tersebut. Setelah selesai, mikrokontroler akan kembali rncngr.rjakan program atau kembali ke alamat program di mana tcrjarlirryir l)lr):i(,s l)(,nritnggilan tadi clan me-reset kembali bit-bit terscbut.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AI89552

ls4

Cara inilah yang dinamakan inrerupsi. Subrutin khusus yang dipanggil tersebut dinamakan subrutin layanan interupsi (ISR), sedangkan alamat awal

lnterupsi

355

.********************************

,'Int.errupt Vector

** * * * * * * * * * ** * * **

****

**

Jump Table

.******************************************************

*

ISR disebut sebagai vektor interupsi.

pemanggilan ISR mirip dengan pemanggilan sebuah subrutin oleh instruksi call. Bed,anya dalam instruksi call, program secara eksplisit melakukan pemanggilan (dikendalikan oleh program). Sedangkan dalam interupsi proses pemanggilan ISR tidak dikendalikan oleh program, tetaPi dikendalikan secara h".d*u.e (baik sinyal interupsi dari luar atau dari internal mikrokontroler) dan bisa terjadi kapan saja.

buah sumber interupsi, yaitu 2 intempsi eksternal (Iil\lTo dan II{II ), 3 interupsi Timer (Timer 0, 1, dan 2) dan 1 interupsi port serial. Sumber-sumber interupsi ini dikendalikan oleh register IE dan IP. IE akan menentukan interupsi mana saja yang akan diaktifkan, sedangkan IP mengatur urutan prioritas interupsi jika lebih dari satu sumber interupsi diakti{kan. Bit-bit pembangkit interupsi terdapat di register TCON (interupsi eksternal dan Timer 0 dan 1), scoN (port serial) dan T2coN (Timer 2). Bab

AT89S52 memiliki

6

2 dan Bab 3 telah menjelaskan hal

ini.

Dengan adanya 6 sumber interupsi berarti AT89S52 memiliki 6 vektor interupsi. Interupsi eksternal, INTg du.r IN-f 1 , memunyai vektor interupsi di alamat 0003H dan 0013H, Timer 0 dan Timer 1 di alamat 0008H dan 001BH. Port serial dan Timer 2 memunyai vektor interupsi di alamat 0023H dan 002BH. |arak antarvekror inrerupsi sangat dekat, karena itu pada program yang memakai lebih dari satu interupsi tidak disarankan untuk menuliskan semua instruksi ISR di alamat vektor interupsinya karena bisa menempati alamat vektor interupsi yang lain.

Cuplikan program berikut memperlihatkan bagaimana mengatur vektor,r"kro, interupsi AT89S52. Dalam program diperlihatkan interupsi eksternal du.t port serial diaktifkan. Pada saat terjadi interupsi eksternal, program akan memanggil subrutin di alamat 0003H QNT7-rsn yang kemudian akan

INt0

melompat ke subrutin Interruptl-Subrutin. Sedangkan jika terjadi interupsi dari port serial, program akan memanggil subrutin di alamat 0023H

(Seriat-Port-ISR) yang akan memanggil subrutin Read-Data-From-PC' Alamat 0000H (Reset-Vector) adalah alamat reset, di mana AT89S52 akan memulai programnya setiap kali reset'

org

0000H

Reset_Vector: Main_Prog lmp

org

0003H

INTO-TSR:

jmp

InLerruptl_Subrutin

org

0008H

Timer0_ISR:

reti

org

001-3H

INTI-ISR:

reti

org

0018H

Timerl_ISR:

reti

org

0023H

Serial_PorL_ISR:

call reti

Read_Data_From_PC

org

002BH

Timer2_ISR:

Reti

8.1

INTERUPSI EKSTERNAL

Interupsi eksternal diterima oleh AT89S52 melalui pin P3.2 (Eksternal0) dan pin P3.3 (Eksternal l) dengan mengeset bit EXO atau EXI register IE. Tentu saja bit pengaktif interupsi global (EA) juga harus di-set. Sinyal interupsi bisa transisi dari 1-ke-0 di pin interupsi (trunsitional activated) atau dengan logika O (level at't iv;rret7) dengan mengatur bit IT0 atau IT1 register TCON. Pada saat rcrladi 1'rt,r'rrlrirlrirrr sirryal di pin-pin tersebut sesuai dengan kondisi bit IT0 dan I'l'1, rrrakir nrtlnrl),,r r.kstt.rnal akan dibangkitkan dan bit IIiO atau bit IFll akan

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman J'likrokontroler AI89552

156

lnterupsi

357

di-set (berganrung interrrpsi eksternal yang mana yang aktif). Kemudian program akan memanggil ISR di alamat 0003H atau 0013H.

yang terhubung ke P3.2 (interupsi eksternal 0) berfungsi sebagai tombol "naik", sedangkan saklar yang terhubung ke p3.3 berfungsi sebagai tombol "turun".

8.t.1

========== ========== Title : Interupsi Eksternal : Dot Matrj_x Display" ;File name : Interupsi Extl-.asm ;Version : 1.0 ;Created date : June 6, 20Oj ,'Programmer : Usman

INTERUPSI EKSTERNAL: DISPLAY DOT MATRIKS

Program berikut merupakan hasil modifikasi dari program DotMatrix2.asm. program yang dibahas di Bab 6 tersebut menampilkan bilangan 16 bit

(My-Numbet'H dan My-NumberL) ke display dot matriks. Bilangan diperbarui kira-kira per detik yang diatur secara software dan display akan menampikan bilangan 0 - 65535. Dalam program yang telah dimodifikasi ini, bilangan diperbarui secara manual melalui 2 buah saklar. Kedua saklar tersebut masing-masing terhubr.rng dengan pin P3.2 dan P3.3 yang merupakan pin untuk menerima sinyal interupsi dari luar. Dalam program ini

kedua sumber interupsi diaktifkan jika adanya transisi dari l-ke-0 di pin masukan interupsi (saklar ditekan). Interupsi diaktifkan di subrutin Interrupt-Inrr dengan mengeset bit EXO (eksternal ke-Q), EX1 (eksternal 1) dan bit interupsi global EA. Sedangkan untuk mengatur agar interupsi diaktifkan dengan transisi sinyal bit IT0 dan bir IT1 diset' Saklar ridak dibaca secara eksplisit, program hanya mernbaca 2 alamat bit di subrutin tlpdate*ll'IyNumber, yaitubir Inc-Flag dan bit Dec-Flag- Jika salah satu bit di-set berarti telah terjadi penekanan terhadap salah satu saklar atau telah terjadi interupsi. Bit Inc-Flag dikendalikan oleh interupsi eksternal ke-

terhubung ke pin P3.2), sedangkan bit Dec-Flag dikendalikan oleh interupsi eksternal ke-1 (oleh saklar yang terhubung ke pin P3.3). |ika terjadi interupsi eksternal 0' program akan memanggil subrutin INT7_ISR yang beralamat awal di 0003H. Agar tidak terjadi efek kedip yang besar di display pada saat terjadinya interupsi, program akan memarikan display dengan mengirim data FFH ke port RowcTRL. Subrutin Anti-Debounce dipanggil untuk mengatasi masalah bouncing pada saat penekanan saklar, sehingga interupsi hanya teriadi satu kali. Terakhir program akan mengesetbit Inc_Flag. Hal yang sama terjadi pada saat terjadi interupsi eksternal ke-1, bedanyabit Dec-Flag yang diset.

0 (oleh saklar yang

Bilangan akan ditambah satu iika

bit

;Program

,,

**

,.

*********

,.

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * x * * * * * * * * * * * * * * ***

,.

*****************************************

*******************************************

;Microcont.roler pin/port Assignment

**

***********

*

;Dot Matrix Control pin ROWCTRL egu p0 DM_DAT egu p2.6 DM_CLK equ p2.j -******************************************************* ; Internal RAM Mapping *** *** * ** * * ** * * ** ** ***** * *** ** **** * * * *** * **** ** ** ** ** ** ,.

FlagReg

zov Inc_F1ag Dec_Flaq

equ bit bit bit

My_NumberH My_Nurnlcerl

equ

30H

equ

31H

equ equ equ equ egu egu

20H

F1agReg.0

PlagReg.1 FlagrRegr. 2

32H 33H

34H 35H 36H

3tH

lnc_Flag di-set dengan subrutin pt'n

jumlahan 16bit (ADDl6) dan akan dikurangi satu iika bit [)cc [,'l;tg yang di set (dengan subrutirr pengurangln l6 bit .9t /lth'r). l)t'rrlgrrrr rlltrrikirrrr sakl:rt.

*

equ

3BH

()qu

3

'

,(

Jtl

9II

JAII

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AI89S52

158

,1

3BH

equ

Char_Buff ; ,.

Interrupt Vector *

50H

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

. * **

**

**

**

Jump Table

>r

* * * * **

***********************************************

org

*

0000H

0003H

Anti_Debounce

org

0013H

ROWCTRL, #OFFH

Inc_Flag

ROWCTRL, #OFFH

Anti_Debounce Dec_FIag

*** ** ** ** * *** * * ** ** * ****** * * ** ** ** **** ** * ** * * ** * ***** ** ;Main Program . ** *** * * ** * *** **** ** *** ** ** * * ** **** ** ** ** * **** ** * *** ** ** ,.

***

** **

******

** * **

mov mov mov mov jnb ca1L clr sjmp

XH,

My_NumberH

XL, My_Numberl YL, #01 YH,

#0

Inc_Flag,

My_NtunberH, #0

My_Numberl, #0 FlagReg, #0

Check_DecFlag

ADD16

fnc_F1ag Update_MyNrunber_Loop

Main_Prog_Loop: call Display_My_Nrunber

call Update_MyNumber sjmp Main_Prog_Loop - ********************************************* fnterrupt_Init: setb EXO

jnb call cJ.r

Dec_F1ag, Update_MyNurnberExir

mov call call

XL,

SUB16

Dec t'Iag Upda t e-trlyNurnb".-l,o op, mov My_NrmberH, ZH mov My_Numberl, ZL mov XH, My_NumberH

Initial*Daca Interrupt_fnit

******* ***

My_Nurnberl

Decimal_Adjust ASCII_To_DM_Data_Converter

Update_MyNumberExit

ref

:

**

** ** ** ** * *** **

*************************

Check_DecF1ag:

Main_Prog:

mov mov mov call call-

EA

Update_MyNumber:

]NT1-TSR:

mov call setb reti

Exl IT0 rT1

mov 2lH, R1 mov 22H, R2 mov 23H, R3 call Delay call Delay mov R1, 2lH mov R2, 22H mov R3, 23H ret ' ******************************

INTO-fSR:

mov call setb reti

setb setb setb setb ret

359

. * ** ** ** ** ** * * ** * *** ** Anti_Debounce:

Reset_Vector: jmp Main_Prog

org

ln teru psi

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89552

360

******** ** ****** * ** ** ** ****** ** ** * ** ** ** ******** lniLial-Data: mov DPTR, #Initial-Di-sP1aY-Data call Save-ASCII-Data-To-RAM ASCII-To-DM-Data-Converter call ret ,.

*****

**

I

. * ** ** x* ** ** ** ** * * *****

-

*****

mov call mov

**

** *** * ****

***

SaVE-ASC I I-DATA-TO_RAM T

mov inc i-nc sjmp

**

** * ****

**** ** ** **

Save-ASC I I-Da t a-To-RAM-Exi

t

GR1, A DPTR R1

Save-ASCII-Data-To-RAM-Loop

i

L

:

Blank-Display

ASCII To-DM-Data-Converter

mov ASC

mov subb mov mov call mov mov dec call djnz ret

:

R2, #13 ;13 Digit R0, #95H ; R1, #Char-Buff+12

I I_To_DM_Da

#07h

DM-Data-Adjust:

.*******************************************************

mov mov

B,

:

@A+DPTR

Save-ASC I I_DATA_TO-RAM-EX

call ret

** ** **

:

I-Dat a-To-RAM-LooP

A c1r moVC A, Jz

****

DPTR, #Char-Data DM_DaLa-Adjust

A clr moVC A, GA+DPTR mov @R0, A DPTR inc R0 inc dtnz B. Get_DM_Dat-a-Loop ret

R1, #Char-Buff

mov Save_ASC

****

** * * * * * ** * * ** * * * *

Get_DM_Data Loop:

'couNTER 00000' ,0 **

* * * * * * * * ** ******

Get_DM_Data:

Ini tial-Di splay-Data :

db

36r

nteru psi

ta-Converter-Loop

,.

** ** **

**** *******

DPH,

R5, R6, R7, R0,

mov mov mov mov

:

ZH

**

**** ** ** **** ** ** ** ** * * ***

:

#07H #OFEH

#80H #80H

Display_My_ Number_Loop: mov

MLIL_8 XL, Z0

XH, Zt R1

I-To

ROWCTRL, #OFFH

call

Send_DM_Da

mov mov

ROWCTRL, R6

r1

A

A,

DM-Dat,a

-Convortt-'t

LooJr

<:;r

itt,'

I

R6

R6,

mov

Get-DM-Data ASCf

YL, DPL YH, DPH A, XL A, YL ZL, A A, XH A, YH ZH, A DPL, ZL

Display*My_Number

A, GRl A, #20H xL, A YL, #07

R2,

*

mov mov mov add mov mov addc mov mov mov ret

I

A I)r'1,1Y t; ;

ta_To_Di

sp I

ay

**

**

******

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'tikrokontroler

162

A, R7 R0, A R5, DisPlaY-MY-Number-LooP

mov mov djnz ret ******* ,.

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Send-DM-Da

mov Send-DM-Da

mov calI inc inc inc inc inc inc inc djnz ret mov

Send-DM-Data*Colom R0 R0 R0 R0 R0 R0 R0

ret

mov mov mov

A,

#0FFH #80H

R0, R1,

#OFFH

Blank_Disp1ay_Loop1

mov inc djnz mov SEIb

R0

R1, Blank_Display_Loop1

B,

#80

DM-DAT

Blank_Display*Loop2

call djnz ret

**

:

@R0, A

:

DM_Clock

B, Blank_Display_Loop2

*********************

**

*************************

** * *

:

C

DM-C1ock

B, Send-DM-DaLa-Colom-LooP DM-DAT

DM-CIock

R1,

#2FH

mov

P.2,

#OAH

dj nz

R2, $ R3, Delay_2 R1, Delay_1

Delay_2:

djnz djnz

ret

.*******************************************************

Decimal_Adjust: mov YH, DM-CLK

DM-CLK

#01

Delay_1

R3.

mov

o 1 om-LooP

DM-DAT,

mov call ret

Delay_1:

#5

nop nop

setb

Blank_Display:

-*

DM-Clock:

nop

** * * * * * * * * * * * *

Delay:

R4, Send-DM-Data-To-Display-Loop

B,

361

.*****************************************

ta-To-Di sP I aY R4, #16 ta-To-Di sP 1 aY-LooP : A, @R0

Send-DM-Da La-C A rrc

mov call djnz SCIb call ret

lnterupsi

:

Send-DM-Data-Colom:

Clr

AT89S52

mov

YL,

#2'7H #1OH

call mov call

A,

mov

Char_Buff+8,

mov mov

XH, Z1XI,, ZO YII, iI O3II il,, ll ot,Iilt

mov In(

)\/

DIVI-6 22

HexToASCII A

Ieknik Antarmuk, drn Perrograman Mikrokontroler AI89552

364

call

DIV16

mov ca1 1 mov

HexToASCII

mov mov mov mov

caIl

Char-Buff+9,

; Aritmethic sub-routine

ZT

DfVl-6;

XL,

ZO

YH,

mov

#OH

orl jnz setb ret

YL,

#64H DIV]-6 HeXTOASCII

mov mov mov mov

XH,

A

XL,

ZO

YH,

#OH

YL,

mov mov mov mov mov mov mov

#OAH

DIVl6

A,

call

HexToASCII

Z2

mov

Char-Buff+11,

mov

A,

calI

HeXTOASCII

mov

Char-Buff+l2,

A

A

reL ** **** ** *** * *** * *** ** HexToASCIf: A

A,

reL db db db db db db db db

'0'

,1' ,2, ,3' ,4,

'5' '6'

,1,

@a+pc

**

** ** * *** **

YH

YL

div_OK

zov

R1,

XH

RO, XL

XH,

xL,

#O

#0

R3, #0 R2, #0 R7, #t-6

div_1oop:

ZO

.*

A, A,

div_OK:

23-

mov

inc

'9t *

.*******************************************************

XH,

Char-Buff+10,

movc

'8'

,******************************************************

A

mov

calI

365

db db

mov

call

lnterupsi

**

****

**

*** ** ** **

**

**

c1r mov rlc mov mov rfc mov mov rlc mov mov r1c mov lca11 mov cpl jnc mov mov

C

A,

R0

A

R0, A A, R1 A

R1, A A, XL A

X1, A A, XH A

XH, A SUBl6

C,

ZOV

C

dlv_lXH, ZH X], ZL

Teknrk Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AI89S52

366

div-1: mov

A,

rIc

A

lnterupsi

d"r-;";",

R2

mov mov

R2, A A, R3

end

rlc

A

8.1.2

mov

dlnz mov mov mov mov

c1r ret SUB16: mov

cfr

R3, A R7, div-looP 23, R3 22, R2 Z1 ,XH ZO, XL zov

A,

XL

C

subb

A, YL ZL, A A, XH A, YH

mov mov

ZH, A zov, c

subb mov mov

ret ADD16: mov

addc

A, XL A, YL ZL, A A, XH A, YH

mov mov

ZH, A zov, c

add mov mov

rel MUL-8: mov mov

A, B,

mu1

AB

mov mov

ZL,

B

ZO,

A

ret

367

XL YL

",

***

;ila di

cD pendukung;

"

******************

MEMBACA KEYPAD 4X4 DENGAN INTERUPSI

Cara pembacaan keypad matriks 4x4 dengan cara polling arau scanning pada aplikasi yang lebih kompleks mungkin kurang efektif. Untuk itu rangkaian keypad perlu dimodifikasi sehingga setiap kali salah satu tombol keypad ditekan, akan menghasilkan sinyal yang bisa digunakan unruk membangkitkan interupsi. Mikrokontroler akan melakukan polling atau scanning hanya jika ada salah satu tombol yang ditekan. Hal ini bisa mengurangi beban kerja mikrokontroler. Pada saat tidak membaca keypad, mikrokontroler bisa diprogram untuk melakukan tugas lain, misalnya berkomunikasi dengan PC. Gambar 8.1 memperlihatkan bagaimana membangkitkan sinyal interupsi dari keypad matriks 4x4. Sinyal interupsi didapat dengan meng-AND-kan semua

baris. Sinyal interupsi harus dibangkitkan fika salah satu keypad ditekan. Untuk itu baris harus berada di logika tinggi dan kolom berada di logika rendah. Pada saat tidak ada penekanan tombol, seluruh masukan gerbang AND berada di logika tinggi, sehingga keluarannya juga akan berlogika tinggi. fika terjadi penekanan salah satu tombol, baris dan kolom dari tombol yang bersangkutan akan terhubung. Ini akan membuat salah satu masukan dari gerbang AND akan menl'adi rendah, sehingga keluaran gerbang AND juga akan rendah. Transisi logika (dari 1-ke-0) inilah yang akan memberikan sinyal interupsi ke mikrokontroler. Saat terjadi interupsi ini, program akan melompat ke subrutin pelayanan intempsi. Di subrutin inilah keypad dibaca untuk mengetahui tomboi mana yang sebenarnya ditekan.

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89S52

368

lnterupsi

369

waktunya untuk mengecek bit RI (bit penerimaan data serial) di subrutin Serial_Receive. fika ada data yang diterima, mikrokontroler akan

mengirimkan kembali data tersebut melalui port serial. Misalnya jika karakter "A" diterima, mikrokontroler akan mengirimkan "Received Character: A". Subrutin Transmit_Data_Block akan mengirimkan blok byte dalam tabel data melalui port serial. Tabel data hams diakhiri dengan byte 0. Dalam contoh program ini data yang akan dikirim tidak mungkin 0 karena data berupa karakter ASCII. Pada saat terjadi interupsi dengan ditekannya salah satu tombol, program akan memanggil ISR di alamat 0003H QNT)_fSh. Sebelum memanggil subr-utin untuk pembacaan keypad, ISR akan menyimpan register-regisrer yang digunakan dalam subrutin utama ke memori stack (register A, B dan DPTR) dengan instruksi push untuk kemudian diambil kembali setelah subrutin interupsi selesai dikerjakan dengan instruksi pop. Ini harus dilakukan karena subrutin interupsi juga memakai register-register ini, kalau

tidak disimpan mungkin akan mengacaukan program utama mengingat isinya telah bembah. Proses pembacaan keypad sama dengan proses pembacaan keypad yang telah

Gombor

8.I

Keypod Molriks 4x4 dengon lnterupsi

Program berikut akan memperlihatkan bagaimana membaca keypad 4x4 d"nlr. metode interupsi. Sinyal interupsi keypad (keluaran gerbang AND ,".ukhir; dihubungkan dengan masukan interupsi eksternal ke-0 (pin P3.2). Interupsi akan aktif pada saat ada transisi i-ke-0 di pin interupsi'

Mikrokontroler dihubungkan dengan komputer melalui port serial yang bekerja di mode 1 dengan baud rate 9600 bps. Inisialisasi interupsi dan port serial dilakukan di subrutin Interrupt-Int dan serial-Port-Init. Baris dan kolom keypad dihubungkan melalui port P1 (KeyData) dengan baris terhubung ke P1.0 - P1.3 dan kolom terhubung ke Pi.4 ' P1.7. Di awal program port ini diberi data OFH sehingga semua baris akan berlogika tinggi rendah (sebagai port isebagai porr masukan) dan semua kolom berlogika

diterangkan di Bab 5. Subrutin Anti_Debounce dipanggil untuk menghilangkan efek bouncing penekanan tombol. Setelah tombol yang ditekan teridentifikasi, dengan mengecek data baris dan kolom berdasarkan data Tabel 5.1 menggunakan instruksi cjne, program akan mengirimkan nama tombol yang ditekan melalui port serial. Tombol diberi nama KEY0 - KEYF. Misalnya ketika KEYA yang ditekan program akan mengirimkan "KEY A is pressed.".

Menguji program

ini

bisa dilakukan dengan menggunakan HyperTerminal

dengan parameter data 8 bit, bit rate 9600 bps, 1 stop bit dan tanpa bir pariras.

Komputer dihubungkan dengan mikrokontroler melalui antarmuka RS-232. Pengiriman karakter dari PC dilakukan dengan menekan tombol keyboard pada HyperTerminal, sedangkan pengiriman data karakter dari mikrokontroler dilakukan dengan menekan salah satu tombol pada keypad. I{yperTerminal akan menampilkan karakter yang diketik atau nama tombol yang, ditekan.

keluaran). Tugas utama mikrokontroler dalam program

dikirim oleh PC melalui port

ini adalah tilt'tnba<'a data

yang,

scrial. Mikrokontrolt't rtkrrtt trrcttl',ltllriskirtt

;l'rotlt,rtrt 'l'illr' ;1.'ill rr,rrr,.

: "Tnterupsi Eksternal : Ke1.pac1 4x4" : li.yl t,trl 4'.<4 rlr'rrr1;rn lntorrrlxli.;r:;rn

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89552

370

: ,'Version ;Created date : ;Programmer :

1

.0

Usman

**

************"

**

****

*

;Microcontroler Pin/Port Assignment

******************************************************* P1

******************************************************* Interrupt Vector

Jump Table

******************************************************* org

0003H

DPL

MY_Text:

db

DPL

B

A,

#ODH

Serial_Transmit SeriaL_Transmit

Mai-n_Prog_Loop

'Received Character: ',0

.******************************************************* EXO

IT0 EA

**

****************

*

-******************************************************

*

Seriaf_PorL_Init

DPH

B ACC

.********************

**

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

mov mov mov setb

Interrupt-Init Serial-Port-Inlt KeyData,

#0FH

Main_Prog_Loop:

Receive

:

SCON, #50H TMOD, #20H

TH1,

#OFDH

TR1

reL

Serial Transmit: mov

Serial

:

A,

ret

Anti_Debounce Read-KeyPad

;Main Program

call

mov call mov call s jmp

Anti_Debounce: call Delay call Delay

B DPH

. * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

call call mov

Transmit Data Block

A

. * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

ACC

ret.i-

Main_Prog:

call

setb setb setb ret

INTO-ISR:

push push push push call call pop pop pop pop

B,

InLerrupL_Init:

0000H

Reset_Vector: jmp Main-Prog

org

mov mov

Main_Prog_Loop2

-******************************************************

KeyData equ

37

DPTR, #MY Text Main_Prog_Loop1 :

June 10, 2007

-**********************************

lnterupsi

SBUF, A

jnb

mrC

c1r ret

TI

t

il7

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AT89S52

l7l

lnterupsi

Serial_Receive:

j"b

clr r.et Transmit

clr

jz catl in. sjmp

RI, S A, SBU! Rr

Display Dara: check_For,KEY0: cjne A, #00E, Checllpor KEyl

jnII) Datsa

Block:

A A, GA+DPTR

cjne jrp

Serial_Transnil

Transmit_Data_Bfock

KeyPad: call check Key Pressed jnc Read-KeyPad-Exit

Read

Loopl: call jc

Check_For KEy2:

cjne mov

A, *20E, Check For A, +,2,

l,,Ey3

Check-For KEy3: cjne _ a, *30H, Check_For_KEy4

mov'. A, #,3, jmp Loop3

check For_(EY4: cjne A, *01H, check_For_xEys A, #'4 '

j^p

check Key Pressed

Loopl

Loop3

check_For_xEy5. cjne A, +11H, Check_For-rilY6

:

j.p

GeE-Co1um: Find_Colum call swap A or1 A, B jnc Display_Data Loop2: call jc sjmp

Loop3

Find_Ro!,,

B, A ce!-Colunm

Read,KeyPad-B
rel

A, +10H, Check_For_KE\2 A, #,1,

DPTR

ret

jnc

Loop3

Check_For-KEY1:

Transmit_Data Block Exi!

Transmit Data Block-ExiE:

call

A, *,0,

A, #,5, Loop3

Check For (Ey6: cjne A, #21H, Check For t,Ey7

nov jmp

A, #,6, Loop3

Check_For_xEY7 :

Check_Key

Loop2

cjne

Pressed

Read (eyPad.

jnp

A, +31H, Check_For KEYS A, #,7, r,oop3

Ex i I

(

1,'r.I Ji"

r'r ','rl.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AIB9552

174

cjne mov jmp

A, #'9'

cjne mov jmp cjne mov jmp

call jc jmp

A, #22H, Check-tror-KEYl1 A, #'A' 1

mov

Loop3: Push

,KEY',O

db

MY_Text3: :

is pressed.

db .*

Check_Key_Pressed:

**

A

setb ret

:

:

LooP3 :

A, #33H, DisPlaY-Data-Exit A, # 'F' ALL

call pop

ACC

No_Key C

No_Key:

clr ret

LooP3

A, #23H, Check-For-KEY15 A, # 'E'

*

KeyData, #OFh A, KeyDaLa A, #0F0h

)L

A, #13H, Check-For-KEY1A A, # 'D'

,0

***************************************************

mov mov orl cp1

LooP3

DPTR, #MY-Text2 Transmi t-Data. -R1 ock

mov

Read_KeyPad_Exit

LooP3

Check-For-KEY15

cjne

Display_Data_Exj-t

A. #32H, Check-For-KEY12 A, # 'B'

Check-For-KEY14

cjne mov jmp

Check_Key_Pressed

MY_Text2:

LooP3

Check-For-KEY13

cjne mov jmp

A, #0DH Serial Transmit

:

Check-For-KEYL2: A, #03H, Check-For-KEY13 cine A, # 'C' mov

jmp

Serial_Transmlt DPTR, #My_Text3 Transmit_Data_Block

Display_Data_Exit:

LooP3

Check-For-KEY1

175

call mov calf mov call

LooP3

Check-For-KEY10

.

nterupsi

A, #02H, Check-For-KEYg A, #'B'

Check-For-KEY9: A, #12H, Check-For-KEY1O cjne

mov jmp

I

,.

C

*******************************************************

Find_Row:

mov mov

A,

KeyData

R0,

#4

Try_Next_Row:

Trc lnc djnz setb ret

Ilrlw

IJr rr

r

r

rr I '

A Row_Found

R0, Try_Next_Row C

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89S52

176

subb

A, A,

c1r

C

mov

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Find-Column:

A,

#0EFh

ACC ACC

KeYData,

A

A ACC

A. KeYData A, #0f0h A

Column-Found

R0, TrY-NexL-Column ACC C

reL Column-Found:

pop mov clr subb c1r ret

ACC

A,

#4

C

A,

R0

C

. * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Delay:

mov call ret

R1, #01 DelaY-l

Delay-l:

mov

R3,

#2FH

Delay_2:

mov djnz

P.2, #OAH

R2,

end

8.2

#4

Try-Next-Column:

pop mov r1 push mov orl cpl )nz djnz pop setb

R3, Delay_2 R1, Delay_1

ret.

.********************

R0,

311

dlnz d)nz

#4 RO

ret

mov mov push

lnterupsi

INTERUPSI TIMER

Interupsi rimer 0 dan Timer 1 dibangkitkan jika Timer mengalami overflow dengan di-setnya bit TFO (Timer 0) dan TFI (Timer 1), kecuali jika Timer 0 bekerja pada mode 3. Pada mode ini, Timer 0 bekerja sebagai timer 8 bit terpisah (TLO dan TH0). TLO dikendalikan oleh bit-bit pengendali rimer 0, sedangkan THO dikendalikan oleh bit-bit pengendali rimer 1 sehingga pada

mode ini, Timer 1 tidak bisa membangkitkan interupsi. Timer 2 akan membangkitkan interupsi jika salah satu bit, TF2 atau EXF2, di-set. Bir TF2 akan di-set apabila Timer mengalami overflow, sebagai pencacah naik; arau underflow, sebagai pencacah turun. Sedangkan bit EXF2 akan di-set jika ada transisi 1-ke-0 di pin T2EX di mana pada saat itu Timer 2 difungsikan pada mode capture. TF2 dan EXF2 di-oR-kan, artinya jika salah satu bit di-set, interupsi rimer 2 akan dibangkitkan. oleh karena itu. software harus mengecek bit mana yang sebenarnya membangkitkan interupsi Timer 2. Dalam mode capture pun Timer 2 akan mengalami overflow yang akan mengeset bit TF2. Pada saat difungsikan sebagai pembangkit baud rate untuk port serial, Timer

1 tidak akan membangkitkan interupsi, sedangkan Timer 2 masih bisa membangkitkan interupsi jika ada transisi di pin T2EX. Dengan demikian akan didapat interupsi eksternal tambahan dengan alamat ISR sama dengan ISR Timer 2.

8.2.1 MENGATUR

KECEPATAN MOTOR DC DENGAN

PWM Cara pengendalian motor DC yang diterangkan di Bab 5 hanya bisa menghidupkan dan mematikan motor. Dengan mengatur regangan DC ke motor tersebut, keceparan motor bisa diatur dari 0 (mati) sampai kecepatan maksirnum (tt'gangan DC maksimum). Salah satu caranya adalah dengan nrcmProgliilrr A'l'tt9S52 unruk mengeluarkan sinyal PWM (pul.se width rttttt/tr/,tltttrtl ,tl.ttt rttotlttlitsi lcbar Prrlsa. 'l't'knik itri titlirk rnt,rnt,rlrrkan l)A(,

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AI89552

378

lnterupsi

179

untuk menghasilkan tegangan DC, tetapi hanya diperlukan sebuah filter pelewat frekuensi rendah (LPF = low pass filter) dan 1 pin mikrokontroler. Sinyal PWM yang diumpankan ke sebuah LPF akan menjadi tegangan DC rata-rata (RMS

-

root mean square) dari sinyal PWM tersebut'

sinyal PWM dibangkitkan dengan mengatur siklus keria (duty cycle) sebuah gelombang kotak. Siklus kerja adalah periode di mana gelombang kotak berada di logika tinggi (waktu oN). Sebagai contoh jika dalam satu siklus waktu oN dan waktu oFF sama, maka siklus kerjanya adalah 50o/o. Atau,

Dari

Port

L-,*=--v

siklus kerja dikatakan 20olo iika waktu oN-nya adalah 1/5 dari periode gelombang kotak. Semakin tinggi siklus kerja semakin lama waktu ON'

1K

sehingga semakin tinggi pula regangan rata-rata DC-nya. Siklus kerja l00o/o artinya gelombang selalu ON setiap waktu.

Gambar 8.2 memperlihatkan rangkaian untuk mengendalikan motor DC dengan sinyal PWM. Kapasitor 1 pF membentuk LPF dan akan memfilter

sinyal PWM yang dikeluarkan oleh pin mikrokontroler. Sinyal PWM ini kemudian akan menjadi masukan bagi transistor darlington yang akan menguatkannya untuk menggerakkan motor. Semakin besar sinyal masukan, semakin besar pula keceparan moror. Tegangan vcC diatur tidak melebihi tegangan kerja motor, sedangkan transistor darlington dipilih agar mamPu menangani ams yang mengalir ke motor.

Program Timer0_INT_DCMotor.asm mendemontrasikan bagaimana mengendalikan kecepatan motor DC dengan PWM' Sinyal PWM dikeluarkan .rr"lulri pin P1.2 (PWM*Out). Dua buah saklar terhubung ke PI.O (tlp-sw) dan P1.1 (Down-SW) berfungsi untuk mengatur kecepatan yang diinginkan dan ditampilkan ke 2 buah display 7 segmen yang terhubung ke P3 (LOW_D\G|T dan P2 (HIGH_DIGI dalam bilangan heksadesimal (00H FFH). Alamar bit PWMFlag digunakan untuk menyimpan status pin PWM_out. Jika bit PWMFtag di-set berarti keluaran PWM sedang berlogika tinggi, dan jika bit PWMFlag= 0 berarti PWM-out sedang berlogika rendah' Program tidak langsung membaca pin PWM-Ouf karena pin ini digunakan untuk mengendalikan be\an berimpedansi rendah yang bisa menyebabkan kesalahan bila dibaca. Alamat dcyde (30H) menyimpan nilai kecepatan yang dimasukkan melalui kedua saklar, sedangkan dcyclec adalah nilai kornplemen dari dcycle. Nilai awal unruk dcycle adalah 00H sehingga dCyc'la(. akan bernilai FFH. Nilai dcyclecini jug,a sebag,ai nilai auto reloacl awal.

Gombor 8.2 Mengendolikon Kerepoton Motor D( dengon

PWM

Timer 0 diatur agar bekerja di mode 2 (mode auto-reload 8 bit) dengan interupsinya diaktifkan (bit ETO dan EA di-set). Sinyal PWM dikeluarkan di dalam subrutin inter-upsi Timer 0, dengan membuat pin PWM_Ourberlogika 1 (PWM ON) dan 0 (PWM OFF) secara bergantian setiap kali Timer 0 mengalami overflow (terjadi interupsi). Waktu PWM ON dan PWM OFF ditentukan oleh nilai dCycle dan dCycleC. Misalnya pada saat pertama kali nilai awal untu.k dCycle adalah 0 dan dCycleCadalah FFH. Interupsi Timer 0 pertama akan membuatpin PWM_Ourdt-ser (PWM ON). Bir PWMFlag |uga akan di-set dan THO akan diisi dengan dCycleC (FFH) sebagai nilai autoreload. Timer 0 akan mengalami interupsi lagi setelah satu cacahan (satu siklus). Pin PWM_Ourdan bit PWMFlag sekarang di-reset (PWM OFF) dan THO akan diisi dengan dCyde (00H). Artinya Timer 0 akan mengalami interupsi lagi setelah 256 cacahan (256 siklus). Dengan demikian pada saar nilai kecepatan minimum (0), PV/M ON akan terjadi selama 1 siklus mesin dan PWM OFF terjadi selama 256 siktus. Jika frekuensi osilator 12 MHz, PWM ON akan ter;'adi selama 1 mikrodetik dan PWM OFF selama 256 mikrodetik. Dengan cara yang sama pada saat kecepatan maksimum (FFH), PWM ON akan terjadi selama 256 mikrodetik dan PWM OFF akan terl'adi selama

I

mikrodetik.

Ieknik Antarmulo dan Pemrograman l'likrokontroler

380

AT89552

lnterupsi

l8r

******************************************************* equ bit

FlagReg PWMFlag

equ 30H egu 31H ******************************************************* fnterrupt Vector Jump Table *******************************************************

ia ) KecepatarL lr,'litrir:rrurn

(b )

dCycle dCycleC

I.,ecepatan Ir,'Iaks itnutu

Gqmbor 8.3 SinYol

org

PWM

:unt.uk Kecepatan motor bisa diubah dengan menekan tombol LIp-SW menambah kecepatan motor dan tombol Down-swuntuk menguranginya. Mikrokontroler mempunyai tugas utama untuk membaca penekanan kedua

tombol ini.

;Program

;Fi1e

Title : "Interupsi Timer 0: Mot'or : TimerO-IIXI-DCMotor

name

.

DC dengan

; PWM signal outPut equ PWI4-Out ,.

;

***********************************l*****

lnlerna I

RAM MaPP i nq

**** ********* ** ** ****

Progiram

mov

**

**

****** * ** * * ** *** * ****

*****************

**

*****************

mOV cpl mov mov call

dCycle, #0 A' dCyCle A

dCycleC, A FlagReg, #0 TimerO Tnit

Main_Prog_Loop:

call call sjmp

Read_SW

Update_Dj-sp1ay

Main_Prog_Loop

.*******************************************************

P1.0

PL

** ** ** ** **

PWM

Main_Prog:

;7 Segment Control Pin LOW-DIGIT equ P3 HIGH-DIGIT CqU P2

P1

Generate

, * ** * * * * * * * * ** * * * *

Pin/Port Assignment ;Microcontroler *** * ** * * ** * * . * **** ** *** * * * ** * * ** *** * * ** ** ** ** ** ** * * ** ***

equ equ

0008H

call reti

;Main

*******************************************************

Up-SW Down-SW

org Timer0_ISR:

.*

.******************

;Key InPut

0000H

Reset_Vector: jmp Main_Prog

PWM

asm

: 1. 0 ,'Version : June 19, 200'/ date ;Created : Usman Prograrnrner ; ********** ********** x********** .

20H

F1agReg.0

.l-

Read_SW:

jb

Up_SW, Read_Downsw

cal-f

Delay

mov i rr<'

A, dCycle

jnb

'2 r * I I *r

l' ta

l t AaI

lll( )v

Up_SW,

$

n r

l('yc lr:, A

Teknik Antarmul
182

cpl mov ret

db db db db db db db db

A

dCycleC,

A

Read_DownSW:

jb call jnb mov dec mov cpl mov

Down-SW. Read-SW-Exit:

Delay Down-SW,

S

A, dCycle A

ret .*******************************************************

Update_Display: A, dCycle mov

call mov ret

#0FH

0A1H

086H OBEH

TMOD, #B2H

THO, dCycleC TRO ETO

EA

************************

**

***************************

**

Motor_ON:

jb setb seLb mov

LOW-DIGIT, A ACC

A

clr clr mov ret

PWM_Out

PInIMFlag

TH0, dCycle

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** Delay:

mov callret

Rl-,

#01

Delay_1

Delay_1:

092H OFBH

PWMFlag

TH0, dCycleC

.*

0A4H 0B0H

0B2H

PWM_Out

Motor-OFF:

0c0H 0F9H

099H

PVlrlvlFlag, Motor_oFF

ret.

#0FH

Segment-Converter HfGH-DIGIT, A

Segment_Converter: inc A movc A, @A+PC ret db db db db db db db db

,.

Segrment--Converter

A,

0B3H

0c6H

Generate_PWM:

ACC

A.

OBBH

mov mov setb setb setb ret

A

Read_SW_ExiL:

push anl call mov pop swap anl

090H

Timer0 Init:

A

dCycleC,

0B0H

. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * *

A

dCycle,

383

lnterupsi

Der

mov l;ry ,l nlr ,\/

R3,

#2FH

:

li:l

,

l,

0AI

I

*****************************

Teknik Antarmul
184

dlnz djnz djnz ret

R2, $ R3, Delay-2 R1, Delay-l

end

8.2.2

TIMER 2: INTERUPSI EKSTERNAL TAMBAHAN

Ada 2 bit yang bisa membangkitkan interupsi Timer 2: TF2 dan EXF2 yang di-OR-kan sehingga interupsi akan dibangkitkan jika salah satu bit di-set. TF2 bekerja seperti halnya bit TFO dan TFl, namun karena Timer 2 bisa

difungsikan sebagai pencacah turun maka bit TF2 akan di-set dan membangkitkan interupsi pada saat Timer 2 mengalami underflow. Overflow Timer 2 juga bisa dikendalikan dari luar (pin T2EX) dengan syarat bit EXEN2 di-set. Pada mode capture, adanya transisi 1-ke-0 di pin T2EX akan mengakibatkan data yang ada di register Timer 2 (TH2 dan TL2) akan dibaca dan disimpan di register capture (RCAP2H dan RCAP2L) pada saat inilah bit EXF2 di-set. Oleh karena ada 2 bit yang bisa membangkitkan interupsi Timer 2 (TF2 atau EXF2), maka software harus mengecek kedua bit tersebut untuk mengetahui bit mana yang sebenarnya membangkitkan interupsi. Interupsi Timer 2 diaktifkan dengan mengeset bit ET2 dan bit EA. Perhatikan kembali cara pembacaan keypad 4x4 dengan metode interupsi eksrernal. Keempat baris yang di-AND-kan akan memberikan sinyal interupsi (dalam contoh interupsi eksternal ke-O) ke mikrokontroler setiap kali salah satu tombol ditekan. Dengan sedikit modifikasi di software dan hardware, pembacaan tombol dilakukan pada saat interupsi Timer 2 terjadi. Sinyal interupsi keypad (keluaran gerbang AND terakhir) dihubungkan ke pin T2EX (P1.1), sedangkan kolom dan baris dihubungkan ke P2. Mikrokontroler tetap dihubungkan dengan PC melalui port serial yang bekerja di mode 1 dengan baud rate 9600 bps yang dibangkitkan oleh Timer 1. Timer 2 bekeria di mode capture dan interupsinya diaktifkan.

Seperti program sebelumnya, mikrokontroler akan secara terus-menerus membaca data dari port serial yang dikirimkan oleh komputer dan mengirimkannya kembali. lika ada tombol keypad yang ditekan, interupsi Timer 2 akan terjadi. Program kemudian akan memanggil ISR di alamat 002Blt, vektor interupsi Timer 2. Hal pertama yang, harus dilakukan adalah

lnterupsi

mengecek apakah interupsi terjadi karena Timer 2 overflow atau adanya transisi negatif di pin T2EX dengan membaca bit EXF2 apakah di-set atau

tidak. |ika bit ini tidak di-set, berarti interupsi terjadi karena Timer 2 mengalami overflow, bukan karena penekanan tombol. Program akan langsung keluar dari Timer 2 ISR. Jika bit EXF2 di-set, berarti tombol keypad ada yang ditekan yang menyebabkan adanya transisi negatif di pin T2EX dan akan menyebabkan terjadinya capture register Timer 2 ke register capture. Namun program akan mengabaikan hal ini. Dalam program ini sinyal capture digunakan untuk menandakan bahwa telah terjadi penekanan tombol. Mikrokontroler harus melakukan pembacaan

tombol, mengidentifikasi tombol mana yang ditekan dan mengirimkan nama

tombol tersebut ke PC melalui port serial. Di akhir subrutin pelayanan interupsi bit EXF2 harus di-reset secara software. Jika tidak, AT89S52 akan selalu membaca adanya interupsi Timer 2.

;Proqram

Title : "Interupsi Timer 2: Interupsi Eksternal

Tambahan"

;File name ,'Version ,'Created date ,'Programmer

: Timer2_fNT.asm : 1.0 : June 23, 2001 : Usman

.******************************************************* .*******************************************************

,'Microcontroler Pin/Port ,.

KeyData ,.

equ

P2

*******************************************************

; fnterrupL Vect.or ,.

Assignmenl-

*******************************************************

Jump Table

*******************************************************

org

0000H

Reset_Vector: jmp Main_Prog

org

Timcr2

jrrl,

002BH TSR:

1,tt:;lr

lt,XF2, Timer2 ISR_Exit n('('

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

386

push push push call call pop pop pop pop clr

AT89552

ret

DPH

DPL

-*********

Ant.i-Debounce Read-KeyPad DPH B ACC

-***

ExF2

**

****

**

*************

** **

**

**

***************

KeyData,

#0PH

B,

call

Transmit-Data-B1ock

Seria1 Receive

Main-Prog-LooP2

****

:

B

**

*************************

:

SCON, #50H TMOD, #20H

TH1,

#0FDH

TR1

SBUF, A

TI,

$

TI

Maln-Prog-Loop

call inc sjmp

'Received CharacLer: ',0 ****

***

Timer2-Init: mov T2MOD, #0 mov T2CON, #09H setb TR2 setb ET2

**

* * * * **

RI

c1r A movc A,

#0DH

***

Rr, S A, SBUF

TransmiL_Data_B1ock:

Se:rial-Transmit

***

mov mov setb ret

jnb mov c1r ret

Serial-Transmit

db

- *****

*****************

Serial_Receive:

A

DPTR, #MY_TEXT Main_Prog_Loop1 :

MY_Text:

**

reL

call mov mov

A,

****

mov jnb c1r

Serial-Port-Init

A,

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Serial_Transmit

Ti-mer2-Init

Main,Prog_Loop:

mov call mov calI sjmp

**

mov

Main_Prog:

call call mov

***************

Serial_Port_Init

****************************************************

***********

**

ret

;Main Program ,.

EA

AnLi_Debounce: call Delay call Delay

DPL

reti

**

187

setb

B

Timer2-ISR-Exit: * ,.

lnterupsi

**

* * * * * x **

* * * * * **

* * **

**

**

@A+DPTR

Transmit Data Block Exit

Serial

Transmi-t

DPTR

Transmit_Data Block t:

Transmi t_Data_B1ock_Exi

ret

.*******************************************************

Read__KeyPad: c';r I

itt,'

I

Clheck_Key_Pressed

lir,,rrl KoyPad Irxit

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l\,likrokontroler AI89552

188

cal,L mov jnc Loopl: call lc

rnd g, A t

cjne mov jmp

Get-Column Check-Key-Pressed Loopl

****************************************************** ,.

cjne mov jmp

Find-Column call swap A A, B or1 jnc Display-Data

Loop2:

Check-Key-Pressed Loop2

Read-KeyPad-Exit

******************************************************* ,,

Check_For*KEY0:

cjne mov jmp

A, #00H, A, #'0'

Check-For-KEYI-

Loop3

Check For KEY1: cjne A, #10H, Check*For*KEY2

mov jmp

A, #'1'

Check_For_KEY2:

cjne mov jmp

A, #20H, A, *'2'

Check-For-KEY3

Check_For_KEY3:

cjne mov jmp

A, #30H, A, #'3' Loop3

cjne mov jmp

Check-For-KEY4

A, #11H, A, #'5'

Check_For_KEY6

Loop3

A, #21H, A, #'6'

Check_For_KEY7

Loop3

Check_For*KEY7:

cjne mov jmp

A, #31H, A, #'7

Check_For_KEY8

'

Loop3

Check_For_KEY8:

cjne mov jmp

A, #02H, A, #'B'

Check_For_KEYg

Loop3

Check_For_KEY9:

cjne mov jmp

A, #12H, A, #'9'

Check_For_KEYI-0

Loop3

Check_Por_KEYl0

:

A, #22H, A, #'A'

Check_For_KEY11

Loop3

Check_For_KEY11

cjne mov jmp

Loop3

Loop3

Check_For_KEY6:

cjne mov jmp

Loop3

Check_Por_KEY5

*

GeL Column:

Display*Data:

A, #01H, A, #'4'

Check_For_KEY5:

:

ret

call jc sjmp

189

Check_For_KEY4:

Row

Read_KeyPad_Exit

lnterupsi

:

A, #32H, A, # 'B' Loop3

Check_For_KEYL2

Teknik Antarmulo dan Pemrograman l'likrokontroler AT89S52

Check_For_KEYI2

cjne mov jmp

cjne mov jmp

Loop3

cjne mov jmp

Loop3 :

A, #23H. Check-For-KEY15 A, # 'E' Loop3

Check_For_KEY15

cjne mov

:

A, #13H, Check-For-KEY14 A, # 'D'

Check*For-KEY14

ACC

DPTR, #MY-Text2

db

Serial-Transmit DPTR, #MY-Text3

No_Key C

clr ret

C

.*******************************************************

Find Row: mov mov

A, KeyData R0, #4

rrc jnc d)nz setb ret

A

Row_Found R0, Try_NexL_Row C

subb

A, A,

c1r

C

#4 RO

ret

Transmit-Data-BIock A, #0DH Serial Transmit

Fi-nd_Column:

mov mov push

R0,

A,

#4

#OEFh

ACC

Try_Next_Col-umn:

'KEY ' ,0

' is pressed.

A

No_Key:

mov

ACC

MY_Text2:

MY*Text3:

KeyData, #0Fh A, KeyData A, #0F0h

reL

Row_Found:

Transmit-Data*Block

Display_Data-Exit: call Check-KeY-Pressed jc DisPlaY-Data-Exit jmp Read-KeyPad-Exlt db

rnov mov orl cpl jz setb

Try_Next_Row:

:

A, #33H, DisPlaY-Data-Exit A, #'F'

Loop3:

push mov call pop call mov call mov caff

39r

Check_Key_Pressed:

:

A, #03H, Check-For-KEY13 A, # 'C'

Check_For_KEY13

lnterupsi

' ,0

pop mov r1 push mov or1 r:1r

irr:

ACC

KeyDaLa, A A ACC

A, A,

KeyData #0F0h

I

(

'o I utnn lrottnd

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

392

djnz

R0, Try_Next_Column

pop

ACC

setb

C

ret

AT89552

mikrokontroler tidak tahu persis kapan data akan diterima, sehingga selama menunggu data, mikrokontroler bisa diprogram untuk melakukan pekerjaan lain. Kembali ke program cara pembacaan keypad dengan metode interupsi eksternal. Mikrokontroler diprogram untuk membaca data dari port serial ketika tidak ada keypad yang ditekan. Contoh program berikut mendemontrasikan kebalikan dari program sebelumnya, membaca keypad dengan cara polling, sedangkan data dari PC diterima melalui interupsi port serial'

Column_Found: pop ACC mov

clr subb

A,

#4

C

A,

R0

c1r

ret

.***********

**

******************************************

Delay: mov

calf ret

Rl-,

#01

Delay_1

R3,

Ketika ada data yang diterima dengan di-setnya RI, program akan memanggil ISR port serial yang beralamat di 0023H. Seperti telah dijelaskan, interupsi

port serial bisa dibangkitkan oleh bit TI (pengiriman) atau bit RI (penerimaan), karena itu program harus mengecek bip mana yang membangkitkan interupsi. Jika bit RI yang di-set, berarti telah ada data yang

#2FH

Delay_2: mov

dj nz

djnz djnz ret:

R2, #OAH R2, $ R3, Delay_2 R1, Delay_1

diterima, maka program akan langsung membaca data yang diterima dari register SBUF dan menyimpannya di register A. Data ini kemudian dikirimkan kembali melalui port serial. fika bit TI yang di-set, pada saat pengiriman nama tombol yang ditekan, interupsi port serial tetap terjadi. Namun karena mikrokontroler diprogram hanya untuk merespons interupsi port serial yang diakibatkan oleh penerimaan data, maka interupsi tersebut

end

8.3

Port serial diatur untuk bekerja di mode 1 dengan baud rate 9600 bps yang dibangkitkan oleh Timer 1. Interupsi port serial diaktifkan dengan mengeset bit ES dan bit EA. Keypad 4x4 dihubungkan ke P2 tanpa sinyal inter-upsi. Setelah menginisialisasi port serial, program akan melakukan pembacaan keypad secara terus-menerus dan akan mengirimkan nama tombol yang ditekan ke PC melalui port serial.

Delay_l-: mov

193

lnterupsi

INTERUPSI PORT SERIAL

akan diabaikan.

dimiliki oleh AT89S52 adalah interupsi yang dibangkitkan oleh port serial. Interupsi port serial bisa dibangkitkan bila salah satu bit, RI atau TI, di-set. Artinya interupsi bisa terjadi baik pada saat Sumber interupsi terakhir yang

penerimaan atau pengiriman. Karena itu dalam ISR port serial, software harus melakukan pengecekan apakah penerimaan (RI) atau pengiriman (TI) data

yang membangkitkan interupsi. Tetapi, dalam banyak aplikasi mikrokontroler hanya diprogram untuk merespons interupsi yang dibangkitkan olch penerimaan data mengingat pada saat pengiriman mikrokontrolcr "talru"

kapan harus melakukan peng,iriman clata. I'atla slill

pt'ttt't ittritltt,

Title : "Interupsl Port Serial dan Kelpad ;File name : SeriaI-IM.asm : 1.0 ;Version : June 24, 2007 date ;Created ; Prog'rammer : Usman ;Prog'ram

.**********************************

**

4x4"

******************

*

**** * * *** ** * * * * * * ** * * * * ** ** * * * ** ** ** ** *** ** * ,.Micror'()nl r()l cr Pin/Port Assignment .***********

Ieknik Antarmul
194

******************************************************* KeyData egu P2 *** ** ********** ** ** * ****** **** **** ***** * * ** **** ***** * ** InterrupL Vector Jump Tab1e *******************************************************

lnterupsi

395

Cal]ret

Sefial TfanSmit

MY_Text:

db

'Received Character: ',0

.**********************************

org

Seraal- Port 1n1t

0000H

*or mov mov setb seLb setb ret

Reset_Vector:

jmp

Mai-n_Prog

0023H org SerialPort_ISR: jb RI, Receive_Event ret.i

Receive_Event: push ACC push B Read_Serial_Data call pop B pop AcC reli

call

call sjnll)

jnb clr ret

i.Jj".i:i_;.",. c1r

A, SBUF

call

TH1,

#0FDH

TRIES

EA

SBUF, A

TI,

S

TI

clr

RI

Transmit_Data_Block:

**

c1r

A

jz call inc

Transmil-Dala Block Exit serial_Transnit DPTR

,,"""1ff._,"31ix:ffi,'i,"*ret

RI

+I4r_Texl Txansrnit_Data_Block A, B DP?R,

call

#5oH

TMOD, *20H

serial Receive: RI, S :"1

Serial_PorE_rniE Read_KeyPad Main_Prog_rroop .

icoN,

Serial_TransmiE:

;Main Proqram Main_Prog:

:

Serial_Transmit

A, #oDH

Read_xeyPad:

call jnc

Check Key Pressed Read KeyPad_Exit

..rll

r;irnl

lnry

**

*******

**

**********

Ieknik Antarmul
396

mov jnc Loopl: call jc

B,

ATB9S52

cjne mov jmp

GeL-Column

Check-KeY-Pressed LooPl

cjne mov jmp

:

** ** ** **

. * **** ** ** ** *** * ** Get-Column: Find-Column call ***

**

Loop2:

Check-KeY-Pressed Loop2 Read-KeYPad-Exit

.*******************************************************

Display-Data: Check-For-KEY0: A, #00H, Check-For-KEYl cjne

mov jmp

A, #'0' LooP3

Check-For-KEY1: A, #10H, Check-For-KEY2 cjne

mov jmp

A. #'1' LooP3

Check-For-KEY2: A, #20H, Check-For-KEY3 cjne A, #' 2' mov

jmp

Loop3

Check-tror-KEY3: A, #30H, Check-For-KEY4 cjne

mov jmp

A, #'3' LooP3

Check_For_KEYs

Loop3

A, #11-H, A, #'5'

Check_For_KEY6

Loop3

** ** ** ** ** * ** **** ** **** **

swap A A, B or1 jnc DisPlaY-Data

lc sjmp

A, #01H, A, #'4'

Check_For_KEYS:

ret

call

397

Check_For_KEY4:

A

Read-KeyPad-Exit

lnterupsi

Check_For_KEY6:

cjne mov jmp

A, #21H, A, #'6'

Check_For_KEY7

Loop3

Check_For_KEY7:

cjne mov jmp

A, #31-H, A, #'7 '

Check_For_KEY8

Loop3

Check_For_KEYB:

cjne mov jmp

A, #02H, A, #'8'

Check_For_KEYg

Loop3

Check_For_KEY9:

cjne mov jmp

A, #12H, A, #'9'

Check_For_KEY10

Loop3

Check_For_KEY10 : cjne A, #22H, Check_For_KEY11

mov jmp

A,

Check_For_KEY11

jne mov jmp c

Check_For

cjno rl( )\/

'A'

#

Loop3 :

A, #32H, A, #'B'

Check_For_KEY12

Loop3 l<.F,Y1,2:

n, A,

il03H, Check_For KEY13 ll

't' '

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AIB9552

398

jmp

jmp

199

cPl lz setb ret

Loop3 : A, #13H, Check For KEY14 A, *,D, Loop3

Check_For_KEy13

cjne

lnterupsi

A

No-Key C

No_Key:

c1r

C

Check_For_rlEY14:

mov jmp

Find_Row:

A, #,E, Loop3

Check_For_rGY15 .

cjne

Loop3: push call PoP call nov call nov caII

joc djnz selb

Acc DPTR, *My_Tex!2 Transmi t_Da !a-Bl ock

ACC Serial_Transnit DI{R, *My Text3 TransmiE_DaEa-Block A, +0DH

+4

Row_Found

R0, Tr.y Next-Row C

Ro\r/ Found:

A, sr.rbb A, clr C ret

44 R0

Serial_Transmil

Find-colllm:

a:

A, +oEFh Push ACC Try-Nexr Colum: pop ACC

Display_DaEa_Exit Reaal KeyPad D(it

My-Tex!2: My_Text3: db ' is pressed.

rIA push ',0

KeyData, {oFh

orl cp1 j,\z danz

a, *oFoh

:r,t

r check-(ey-plessed: or1

KeYData

R0,

Trv-Nexl-Rovr:

A, *33s, DispLay-Dala-Exit

Display-DaEa_rxi

jc jnlp

A,

mov

tr

aCC

A, A,

KeyData *0F0h

A

Colunn-Eound R0, Tr.y NexE Colllrm

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

AT89552

BAB 9 ANTARMUKA DENGAN

ret Column-Found:

pop

mov

c1r

subb c1r ret end

,INYAI ANATOG

ACC

A,

#4

A.

R0

C

Mikrokontroler adalah perangkat digital yang beker;'a dengan prinsip-prinsip elektronika digital. Namun dalam banyak aplikasi, temtama aplikasi sistem kendali, mikrokontroler diharuskan untuk mampu berkomunikasi dan menangani sinyal analog. Sebagai contoh, sebuah sensor suhu memiliki keluaran tegangan. walaupun ada sensor suhu dari Dallas Semiconductor yang keluarannya sudah digital. Mikrokontroler tentu sa;'a tidak bisa menangani sinyal analog secara langsung. Sinyal analog tersebut harus diubah terlebih dahulu menjadi sinyal digital, dan untuk ini bisa digunakan sebuah IC pengubah analog ke digitai (ADC : analoSJ ro digital converter). Banyak jenis

mikrokontroler telah dilengkapi dengan ADC internal,

sedangkan

mikrokontroler yang tidak memiliki ADC internal bisa menggunakan ADC eksternal. Pada aplikasi lain, mikrokontroler diharuskan untuk memberikan tegangan

analog

ke suatu

sistem, misalnya memberikan tegangan DC untuk

mengendalikan kecepatan sebuah motor DC. Bab 8 telah memberikan sebuah contoh bagaimana mikrokontroler diprogram untuk menghasilkan sinyal PWM, yang pada dasarnya adalah sinyal DC apabila di-filter. Untuk aplikasi

yang memerlukan tegangan yang lebih akurat, mikrokontroler memerlukan sebuah rangkaian atau IC yang bisa mengubah data digital menjadi sinyal analog (DAC = digital to analog converrer), yang juga bisa sebagai fasilitas internal mikrokontroler atau lC DAC eksternal.

ini

akan menjelaskan bagaimana mikrokontroler AT89S52 digunakan untuk menangani sinyal analog, baik itu dengan menggunakan ADC/DAC atau dengan menggunakan teknik yang lain. Oleh karena AT89S52 tidak dilengkapi oleh ADC atau DAC internal, maka digunakan ADC atau DAC eksternal. Mengingat kompleksnya teori tentang ADC, maka hanya akan dibahas bagairnana menangani sinyal DC dengan ADC, walaupun secara prirrsip (alir l)('nirnlSnarr sinyal AC juga lrampir sama. [Jntuk aplikasi yang Bab

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89S52

402

lebih kompleks diperlukan ADC yang lebih baik, dengan frekuensi sampling yang lebih tinggi dan jumlah bit data yang lebih besar.

Antarmuka dengan Sinyal Analog

401

sinyal input maksimum adalah 5 V. Penyesuaian sinyal diperlukan jika ADC dioperasikan untuk menangani sinyal masukan lebih dari 5 V, misalnya dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan.

9.I

ANTARMUKA DENGAN ADC

cS ND

Salah satu ADC yang sering dipakai adalah ADC0804 yang banyak dibuat oleh perusahaan pembuat IC seperti National Semiconductor, Texas Instruments, Harris Semiconductor dan lain-lain. ADC0804 adalah ADC 8 bit dengan sebuah masukan diferensial. ADC bekerja pada tegangan TTL (5 V) sehingga bisa langsung dihubungkan dengan mikrokontroler AT89S52

dengan tidak memerlukan rangkaian pengubah logika. Gambar

WR CLI{

Vin+ Vin-

9.1

A GND

memperlihatkan susunan pin ADC0804 yang dikemas dalam kemasan DIP 20

\rref/2

pin.

D GND

pin CS dan WR secara ini ADC akan berada pada dimulai dengan membuat pin WR berlogika

Proses konversi dilakukan dengan membuat bersamaan berada

IN

INTR

di logika rendah. Pada

kondisi reset. Konversi akan

approximatioiz dengan waktu konversi sekitar 100 mikrodetik.

succesive

Pin INTR

akan di-reset setiap kali proses konversi selesai, dan ini bisa digunakan, sesuai

dengan nama pin tersesbut, untuk menginterupsi mikrokontroler. Data digital bisa dibaca di bus data (D0 - D7) dengan membuat pin kendali baca RD berlogika rendah. Dengan proses pengendalian seperti ini, ADC0804 bisa berjalan tanpa mikrokontroler (stand alone mode). Caranya pin CS dan RD langsung dihubungkan dengan logika rendah (ground), sedangkan pin WR dihubungkan langsung dengan pin INTR walaupun harus ada saklar yang akan menghubungkan pin WR dengan ground untuk memulai proses konversi. Data bisa dihubungkan dengan 2 buah display 7 segmen melalui IC dekoder BCD ke 7 segmen.

Pin Verf/2 dihubungkan dengan tegangan referensi untuk proses konversi, yang bisa dihubungkan dengan tegangan setengah dari tegangan catu (1/2 Vcc) atau bisa diatur melalui potensiometer. Pin AGND (analog grounct) dan DGND (digital groun@ bisa langsung dihubungkan dengan g,round catu claya. Tegangan analog diferensial dihubungkan dengan pin Virrr darr Vin. fika bukan sinyal diferensial, sinyal dihubung,kart clcngan pirr Vin r , st-tlatrgkatt pirr Vin- dihubungkan dcngan grourrtl tatu tlityit. I)t'nBrttt t('llirrrliirrr V(:(:5 V,

Vcc

CLI(

N

DO

t7

D1

16

D? D3

lit

D4 D5 D6

tl

D7

Gombor 9.1 Susunon Pin AD(0804

saat

tinggi: Teknik konversi ADC ini menggunakan teknik

120 ?19 318 lL -s 615 7 813 912 10

Pin terakhir adalah pin CLKIN dan CLKR yang mempakan pin untuk sinyal clock yang dibutuhkan oleh ADC pada saat proses konversi. Sinyal clock bisa berasal dari luar, misalnya dari mikrokontroler, yang dihubungkan ke pin CLKIN, sedangkan pin CLKR dibiarkan terbuka. Atau bisa juga menggunakan

pembangkit clock internal. Rangkaian clock internal membutuhkan rangkaian RC eksternal yang dihubungkan ke pin CLKIN dan CLKR (seperti Gambar 9.2). Frekuensi sinyal clock dihitung dengan persamaan berikut:

"1

1.lRC

dengan nilai R = l0 K. Keterangan lebih rinci mengenai ADC0804 bisa dilihat di lembaran data yang disertakan dalam CD pendukung buku ini.

Gambar 9.2 memperlihatkan rangkaian ADC0804 yang digunakan untuk membaca tegangan DC dari potensiometer. Tegangan referensi (VREF/2) didapat dengan mengatur potensiometer VR2 sekitar 2,5 V. ADC bekerja dengan sinyal clock dari pembangkit clock internal dengan resisror dan kapasitor eksternal yang akan menghasilkan frekuensi clock sekitar 600 kHz.

Ieknik Antarmul
404

AT89S52

Antarmuka dengan Sinyal Analog

kuantisasi, maka tegangan 1 LSB adalah 51255 = 0,019 V atau 19 mV. |ika data

+

ADC diketahui maka nilai tegangan DC yang sesuai bisa dicari 1 qka

Vl?1

dengan

persamaan berikut:

Voc=Data, 5 ,

10K

255

ErBl

I 1.,

l'.' I

oBl

10K

Subrutin Get_ADC_Voltage menggunakan persamaan di atas untuk mengubah data heksa ADC menjadi nilai tegangan DC yang sesuai. Namun karena bahasa assembler tidak bisa menangani bilangan pecahan secara langsung, maka diperlukan sebuah teknik untuk melakukannya. Pertama data ADC dikalikan terlebih dahulu dengan 5000 (1388H) dengan memanggil subrutin MULS_I6, subrutin untuk mengalikan bilangan 8 bit dengan bilangan 16 bir. Data ADC yang sebelumnya disimpan di A dipindahkan ke XL (bilangan 8 bit), sedangkan angka 5000 disimpan di YL (88H) dan YH (l3H) sebagai bilangan 16 bit. Hasilnya adalah bilangan 24bityang disimpan di, dari byte tinggi ke byte rendah, 22, 21, dan 20.

084

0E! \,fiEFE AtrC0804

II EB

BB?

im

UE

CLKR 4

l(J

R1

2.2t<

10K

EE z7 DLKlll o E

FN

rls

I_

l4

_-L

!L1

-T- rsoor

t" I

Hasil perkalian kemudian dibagi dengan 255. Subrutin DIV32 merupakan subrutin pembagian bilangan 32 bit. Bilangan yang akan dibagi disimpan di X3, X2,

Gqmbur 9.2 AD( Memboco Tegongon D(

Contoh program berikut memperlihatkan bagaimana membaca data ADC dan mengirimkannya melalui port serial pada baud rate 9600 bps. Data keluaran aDC,dihJbungkan dengan PO (ADLDarr), pi, WR dihubungkan dengan

PI.OlUDC-tl,?), ll\rTR dengan Pl.1 (ADC-lMf' pin CS dengan Pl'2 UdC-CAhan pin RD dihrbrrgkan dengan ground. pembacaan ADC dilakukan di subrutin ADC_Read. Pin ADC_CS dan ADC_WR di-clr untuk mereset ADC, kemudian setelah 3 siklus mesin (instruksi nop) pin ADC-WR di-set untuk memulai proses konversi. Mikrokontroler akan menunggu sampai proses konversi selesai dengan membaca pin ADC_INT. |ika pin ini di-set, port data ADC dibaca dan disimpan di register A. Data ADC kemudian dikirimkan melalui port serial. Data yang dikirimkan bukan data heksa, tetapi nilai tegangan DC yang ada di pin masukan ADC. Oleh karena itu, data heksa yang terbaca harus dir-rbah dulu menjadi nilai desimal yang sesuai. ( Seperti telah diterangkan dengan rangkaian yang, dittrrritrl
9.2, tegangan input maksimutn adalah 5 V. ()lt'lt krrrt'ttrt,ttlrt 255

rtilirr

Xl

dan X0sedangkan bilangan pembagi disimpan

di

Y3, Y2,

Yl

dan YO. Zl dan 201 disimpan masing-masing di X2, Xl dan XO, sedangkan XSdiisi dengan 0. Bilangan pembagi (255) disimpan di I'4 sementara Yl, Y2 dan Y3 diberi nilai 0. Hasil pembagian, yang juga Bilangan hasil perkalian (22,

bilangan 32 bit, disimpan di 25, 24, 23 dan 22 sementara sisa pembagian adalah bilangan 16 bit disimpan di Z0 dan Zl. Dalam kenyataannya hasil pembagian tidak akan melebihi 5000 (nilai maksimum terjadi pada saat data ADC maksimum yaitu FFH atau 255). Hasil pembagian adalah tegangan DC dalam satuan mV, sedangkan sisa pembagian diabaikan. Oleh karena nilai tegangan akan dinyatakan dalam satuan V dengan 3 angka belakang koma, tegangan DC dalam mV harus dibagi dengan 1000 (03E8H). Pembagian dilakukan di subrutin pembagian 16bit (DIV|@, karena seperti telah dijelaskan hasil pembagian 32 bit tidak akan melebihi 5000 (16 bit). XL dlisi 22 dan XH diisi dengan 23, yang menyimpan tegangan DC dalam mV. Sedangkan bilangan pembagi diisi dengan 1000, YL = E8H dan

di

YH=03H. Hasil pembag,ian l6 bit ini adalah nilai tegangan DC dalam satuan V, sedangkan sisa pcrrrbirgiirrrrrya digunakan untuk mendapatkan angka di belakang

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89552

406

koma. Nilai tegangan DC kemudian diubah menjadi karakter ASCII dan disimpan di Volt_Value. Untuk mendapatkan angka pertama di belakang koma (per sepuluh), sisa pembagian Z0 dan Zl dibagi dengan 100 melalui pembagian 16 bit. Hasilnya disimpan di Dec_l setelah diubah menjadi karakter ASCII. Sisa pembagiannya dibagi lagi dengan 10 untuk mendapatkan angka kedua di belakang koma (per seratus) dan disimpan di Dec-2 setelah dijadikan karakter ASCII. Sisa pembagian terakhir adalah angka ketiga di belakang koma (per seribu) yang disimpan di Dec_3 juga setelah diubah menjadi karakter ASCII.

nilai tegangan DC dalam karakter ASCII didapatkan, kemudian dikirimkan melalui port serial. Jika digunakan HyperTerminal, misalnya data ADC yang terbaca adalah 69H (105) akan terbaca "Voltage: 2,058V". Hasil pembacaan mungkin tidak akan persis sama dengan tegangan DC jika diukur dengan multimeter. Hal ini bergantung pada tegangan catu daya ADC (VCC) dan tegangan referensi (Yrefl2). Jika kedua tegangan ini bisa stabil di 5 V dan 2,5 V hasil pembacaan dengan ADC dan multimeter bisa sama. Karena itu program ini bisa digunakan sebagai voltmeter DC dengan tegangan maksimum yang bisa diukur 5 V.

Antarmuka dengan Sinyal Analog

FlagReg

zov VC

;Program Title ; File name ;Version ;Created date ; Proqrarnmer .

--: "Pembacaan Tegangan : AilC. asm :1.0 : Ju1 14, 2007 : Usman

===== ==== =======

** * ** ** **

**

***

***

**

*****

**

********

DC dengan ADC"

** ** ** * **

**

** ** ** *** *

YS ac

*** * ** * * ** * * ** * * * * * ** * * ** * ** * **

ADC_Data ADC-WR

ADC-CS ADC TNT

equ equ equ egu

*****************************************************

Internal

RAM mapprng

2 3

x0 x1

equ egu

30H

x3

egu

33H

YO

equ equ

34H 35H 36H

31H

32H

egu equ

1Z

Y3 ZO

equ

ZL

egu equ egu

22

31H 3BH 39H 3AH 3BH

Z4

equ

LJ

egu

XH

equ

3EH

XL

equ

3trH

YH

equ equ

40H

equ equ

42H 43H 44H 45H 46H 47H

ZH

******************************************************* control

t,-LagReg.

equ

Y1

P0

P1.0 P1 .lPl .2 * t

ZL PRO

equ

PR1 PR2 PR3

equ equ equ

Volt*Value

eqll equ egu

Dec_1

Dec

Doc

?. 1

equ

0 1

FlagReg. FlagReg.

3CH 3DH

4tH

**

;MicroconLroler Pin/Port Assignment ;ADC

20H

FlagReg. FlagReg.

ZADJ

YL

. * *** * ** ** * * ** * * ** * * * **

egu equ equ equ equ

Setelah

,.

407

4BH

49H 4AH 4BH

4

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

408

**

. * * * ****

**

**

**

**

***

**

* * * * * * **

* * **

**

**

**

***

**

* * **

AT89S52

x * **

Antarmuka dengan Sinyal Analog

c1r A moVC A, @A+DPTR Send_Voltage_Va1ue 1z call Serial Transmlt inc DPTR sjmp Send_ADC_Da1-a_Loop

**

;Main Program * * * *** **** . *** * * ** **** ** **** ** ***** ** * * ** * * * * ** * * * ** ** ** 0000H Org Main_Prog:

cafl

Serial-Port-Init

Send_Vol tage_Va1ue

mov call mov call mov call mov call mov call mov call mov call

Main-Prog-Loop:

call call sjmp -

ADC-Read

Send-ADC-Data

Main-Prog-Loop

*** ** * * * * ****

*******

*** * *** *** * *** **

*****

** ** ** * *** *** *

Serial-Porc-fnit: SCON, #50H mov mov TMOD, #20H mov THl, #OFDH setb TR1 rel: Serial-Transmi t

mov jnb clr ret

.***

**

****

:

$

Voltage*MSG:

TI

** * *** ** ***

db ****

** * * ** ** ** ** **

ADC-Read:

clr clr

ADC-CS ADC-WR

nop nop nop

setb jnb

MOV

ADC-WR

ADC-INT, S A, ADC-DATA

ret

*x*************************i*x**********x***

Send ADC-Data:

call mov

:

A, Volt Value Serial_Transmit A, #',' Serial_Transmil: A, Dec_1 Serial_Transmit A, Dec_2 Serial_Transmit A. Dec_3 Serial_Transmit A, #'V' Serial_Transmit A, #0DH Serial Transmit

reL

SBUF, A

TI,

409

Get-ADC*Voltage DPTR. #Voltage--MSG Send-ADC-Data -l ,oop :

*****

** ** ** * ***

**

-

'Voltage:

' ,0

**************************************

Get_ADC_Voltage:

;Mu1tip1y with 5000 (1388H)

mov mov mov call

XL,

YH,

A #13H

YL,

#8BH

14lll,8_16

;Divlded by 255 Y0, #0FFH YL, #0 Y2, #0 Y3. #0 X0, ZO X1, Z7

mov mov mov mov mov mov mov

X;l

,

7,?.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

4t0

mov

x3,

call

DIV32

AT89552

Antarmuka dengan Sinyal Analog

db db

;Convert VolL Value to ASCII YL, #0EBH mov YH, #03 mov XL, 22 mov XH, Z3 mov DrV16 call A, 22 mov Hexa-To-ASCII caIl Volt-Value, A mov

'2', '3',

db

,4,

db

'5' '6'

dL)

db

,7,

db

rol

db db -***

**

'9' **

MTILB-16: mov mov mov

**

*******

mov mov mov mov

XL,

ZO

vU

ry1

call

DIV16

mov

ZO,

mov

A,

Z2

push

B

call

Hexa_To-ASCII

mov mov

A, B,

mu1

AB

YL, #100 YH, #O

Dec_l,

mov

mu1

A

PSW,

A, B,

YL,

A,

#10

mov

21., A

YH,

#O

call

HeXA-TO-ASCII

mov

Dec_2, A

A AP

mov

22,

call

HeXA-TO-ASCII

mov

A,

mov

Dec_3, A

or1

AV,

orl

ret ** ** ** **** * **** ** * **** HeXa-TO-ASCII:

*** ****

**

1nc

movc reL

A,

******* ** * * * * * * * * * * * * * **

or1 )nz setb

ret

***

**

**

A

** *** * *** * ** * **

A,

DIV32:

*****

RO

c1r

mov

ZO

**

0

addc

***

***

YH

pop add

***

**

XL

LL

ret

**********

A

ZO

Z2

** * ***

AB

?!jil,

A,

**

#O

XL,

DIV16

**

XL YL

mov mov mov mov ca1 I mov

.*

.

'0' '1'

db

#0

A, A,

Y3 Y1 YO

div32_ok zov

@A+PC

div32_ok: mov

I)IIJ,

X3

II]OV

lll.r,

Y')

**

** ** ** ** ** ** ** **

***

** ** ** **

*

***

Ieknik Antarmulo dan Pemrograman Mikrokontroler AI89552

4t2

mov mov mov mov mov mov mov mov mov mov mov

PR1, Xl PR0, x0

X3, #0 x2, #0 x1, #0 X0, #0 R6, #0 R5, #0 R4, #0 R3, #0 R7, #32

div32_1oop:

clr mov rlc mov mov r1c mov mov rlc mov mov r1c mov mov r1c mov mov rlc mov mov rlc mov mov r1c mov lcal1 mov cpl jnc mov mov

C

A,

PRO

A

PRO, A

A,

PR1

A

PR1,

A,

A

PR2

A

PR2, A

A,

PR3

PR3,

Xl, XO,

ZL ZO

div32_1: mov

A,

r1c

A

mov mov

R3, A A, R4

rlc

A

mov mov

R4, A A, R5

rlc

R3

A

mov mov

R5, A A, R6

rlc

A

mov

R6, A R"7 , div32_1oop 25, R6 24, R5 23, R4 22, R3

d)nz mov mov mov mov mov mov

c1r

A

20,

x0

zov

*********************************************

X0

A

X0,

A,

mov mov

IEL

A

A,

Antarmuka dengan Sinyal Analog

A X1

SUB32: mov

clr

A,

X0

C

A

subb

A,

x1, A A, X2

mov mov

ZO, A

A

x2, A A, x3 A

X3,

A

SUB32

C,

ZOV

C

div32-1

X3, X2,

23 7'2

subb mov mov

subb mov mov

subb mov mov

ret,

A, A,

YO

X1 Y1

Z1-, A

A, A,

X2 vz

A, X3 A, Y3 23, A ZOV,

C

4ll

Teknik Antarmulta dan Pemrograman l'likrokontroler AT89S52

4t4

****************** .***************x*****************

DIV16:

or1

A, A,

i.^)tLL

div-OK

setb ret

ZOV

mov

div-OK: mov mov mov mov mov mov mov

div-1oop: clr

c1r ret SUB16:

R1,

RO, XL

xH, #0 xL, #0 R3, #0 P.2,

#0

R7,

#16

C

A

mov mov

RO, A A, Rl

r1c

A

mov mov

A,

r1c

A

R1,

A XL

r1c

A

mov

XH,

A SUB16

C, ZOV

t-^1rU

div-1

mov mov

XH, Xl ,

mov

A,

rlc

A

A,

11c

A

mov

ZH

ZL

R2

R2,

mov mov

R7, div_loop

23, 71

R3 p')

21., XH ZO, XL zov

A,

XL

C

A,

YL

A, A,

XH YH

ZL, ZH,

A

A

ZOV,

C

end

x1, A A, XH

div-1:

4r5

RO

mov mov

J

mov c1r subb mov mov subb mov mov ret

XH

A,

cpl

djnz mov mov mov mov

YL

rlc

mov

** * *

YH

mov

1cal1

Antarmuka dengan Sinyal Analog

A

R3

R3,

A

9.2 PEMBANGKITAN SINYAT ANATOG Selain bisa membaca sinyal analog mikrokontroler juga bisa diprogram untuk membangkitkan sinyal analog. Contoh yang paling sederhana adalah ketika mikrokontroler diprogram untuk mengeluarkan sinyal PWM menggunakan Timer. Sinyal PWM jika dilewatkan ke LPF akan menghasilkan sinyal DC yang sebanding dengan siklus kerja sinyal PWM tersebut. Kelemahannya adalah, besarnya tegangan DC sulit ditentukan karena sinyal PWM sangat bergantung pada frekuensi dan perancangan LPF yang sesuai. Cara yang lain

yang paling sering digunakan adalah menggunakan pengubah digital ke analog (DAC = Digital to analog converter). Mikrokontroler AT89S52 harus menggunakan DAC eksternal karena tidak difasilitasi dengan DAC internal. Dengan bantuan DAC, mikrokontroler AT89S52 bisa digunakan untuk membangkitkan sinyal DC, seperti untuk mengendalikan kecepatan motor, atau membangkitkan sinyal AC, musik misalnya, seperti yang akan dicontohkan dalam subbab berikut. Dalam sebuah sitr.rs di internet, mikrokontroler PIC (buatan Microchip) bisa dipnrgrlrrr rrrrl rrk rncngeluarkan suara atau balrkan musik deng,an hanya rnt'rrligrrrrirkrrrr .' l,rr;rlr r t'sislor tlan st'bualt klpasitor! Algoritrna yarrg dipakai

4r6

Teknik Antarmuka dan Pemrograman llikrokontroler AI89S52

adalah Binaty Time Contanr. Subbab ini akan menunjukkan bahwa, dengan menggunakan algoritma yang sama, AT89S52 juga bisa diprogram untuk itu.

Antarmuka dengan 5inyal Analog

411

0t0 0H Dt2 tr l3

MENGATUR KECEPATAN MOTOR DC DENGAN DAC Salah satu IC DAC yang terkenal adalah DAC0832. DAC ini adalah DAC dengan resolusi 8 bit dan memakai tegangan catu daya dari 5V - 15V. IC 9.2.1

tr t4

ntf trlrl

DI]

dirancang agar bisa dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroler atau

teknik double-buffered DAC ini bisa data berikutnya, sehingga bisa membaca sambil mengeluarkan tegangan dengan segera memperbarui tegangan keluaran. Teknik DAC yang digunakan mikroprosesor terkenal. Dengan

adalah R-2F. ladder.

Diagram blok DAC0832 diperlihatkan oleh Gambar 9.4. Data digital yang akan diubah menjadi analog dihubungkan dengan bus data DIO - DI7. Ada 2 sinyal kendali penulisan, yaitu pin Wn1 dun WR2. Kedua sinyal ini masing-masing digunakan untuk mengendalikan kedua buffer atau latch I bit

digital yang dimiliki oleh DAC ini. WRI bersama dengan pin CS 1c,lrp select) dan pin ILE (inpur latch enable) akan mengendalikan buffer data yang pertama (S-bit input regisrer). Data dari mikrokontroler akan masuk ke buffer pertama dan di-latch pada saat sinyal WRl berubah dari logika rendah ke logika tinggi, sementara pin CS berada pada logika rendah dan pin ILE

pin CS bisa langsung dihubungkan ke ground catu daya dan pin ILE dihubungkan ke pin VCC. Pin WR2 akan mengendalikan buffer yang kedua bersama dengan pin )GER (transfer control signal) yang akan mentransfer data dari buffer pertama ke buffer kedra (*-bit DAC register) dan mentransfer data tersebut ke bagian DAC' Sama dengan buffer pertama, pin WRI harus bertransisi dari logika rendah ke logika tinggi, sementara pin )GER berada di logika rendah dan bisa berada di logika tinggi. Dalam aplikasi

langsung dihubungkan ke ground.

Gombor 9.3 Susunon Pin DA(0832 l(emoson DlP20

Pin VREF (reference voltage input) adalah pin yang akan menyediakan tegangan untuk rangkaian R-2R ladder internal. VREF bisa dihubungkan dengan tegangan dari +10V sampai -10V. Keluaran DAC adalah arrs diferensial melalui pin IOUT1 dan IOUT2; jika akan diubah menjadi tegangan diperlukan sebuah penguat operasional (op-amp). Pin RFB (feedback resistor) digunakan untuk menyediakan tegangan umpan balik dari keluaran op-amp melalui resistor Rfb internal. Pin ini harus selalu dipakai dan tidak disarankan menggunakan resistor eksternal agar match dengan rangkaian R-2R ladder internal. Pin VCC adalah pin yang akan menyediakan catu daya ke DAC. Tegangan VCC bisa menggunakan +5V sampai +15V. Lembaran data mengatakan DAC akan bekerja optimum pada saat VCC dihubungkan dengan + 1 5V.

Teknik Antarmul
4 t8

(lvlsB)DI7 DI6

Antarmuka dengan Sinyal Analog

4t9

VITEF

ICl

NTE

IOUT2

Di4 DI3

l,llJTl

frtl

rTFB

ril,

DACOfi:?:

tr l0

olt EI? D13

E14

(LSE)DrO

Dari

F2

lc

r1(VEl)

[1.:-

dan F2 1

0lE tt

ftTF:2) |

t.

ii-4GND

ILE

old

ll

lrUEl

WEi

[iER rtE VEEF

|

'rn

n1

Fi--ovcc

'L

I

t_-

XFEIi

L-------

,

Pi lrlrl

TIF12O

-*tw\.n

l-l!l+clqn

Ir:2E LhI3?4

-----J E.} lLIH

Gombor 9.4 Diogrom Blok DAt0832

Rangkaian yang ditunjukkan oleh Gambar 9.5 adalah rangkaian DAC yang

digunakan untuk mengendalikan kecepatan motor DC. Keluaran DAC dihubungkan dengan sebuah op-amp (IC2A) sehingga arus diferensial diubah menjadi tegangan. Tegangan keiuaran op-amp ini negatif terhadap ground catu daya. DAC bekerja dengan tegangan +5V, sehingga pada saat data DAC FFH (255) tegangan output op-amp IC2A adalah -5V. Oleh karena iru, diperlukan sebuah penguat pembalik teBangan agar bisa digunakan untuk membias transistor driver motor Qi. IC2B berfungsi sebagai penguat pembalik tegangan, dengan nilai penguatan - (R3/R1). Dengan nilai R1 dan R3 sama (10K) nilai penguatan IC2B adalah -1.

Keluaran IC2B digunakan untuk membias kaki basis

Ql

dengan R2 berfungsi

sebagai pembatas arus. Kapasitor C1 dan dioda D1 berfungsi sebagai pengaman mengingat motor adalah beban induktif yang akan menghasilkan tegangan balik yang bisa merusak transistor saat catu daya dimatikan. Dengan nilai penguatan -1, tegangan keluaran IC2B ditentukan dengan persamaan

v.u.=5, D"t'voit 255

LJI I.J4[01

Gombor 9.5 DA( Digunokon untuk Mengendolikon Molor D(

IC2A dan IC2B menggunalan LM324 yang merupakan IC 4 buah op-amp dalam 1 kemasan, dengan demikian hanya diperlukan 1 buah LM324. IC ini memerlukan catu daya simetris agar bekerja dengan baik; dalam rangkaian digunakan tegangan +10V dan -10V. Semenrara moror bekerja dengan tegangan +10V.

Program MotorDC-DAC.asm bekerl'a berdasarkan rangkaian di atas. port data DAC dihubungkan dengan Pl (DAC_Data), sedangkan pin WRI dihubungkan dengan pin P2.0 (DAC_WRI) dan pin WR2 dihubungkan dengan pin P2.1 (DAC_WR). Dua buah saklar digunakan unruk menambah

tlp SW(P2.2), dan mengurangi kecepatan moror DC, Down_SW (P2.3). l)rogrrrrr s('cilra terus menerus tnembaca kedua saklar ini. Jika salah sitlr.t sitklirr rlitr.l".;rrr. l)l()lll'ant aklrr rnt'rlPt'rbarrri rlata I)A(l yalrg rlikirimkan, kecepatan,

Ieknik Antarmul
420

bergantung pada saklar mana yang ditekan. Data DAC disimpan di register A, dengan nilai awal 0, sehingga motor pertama kali dalam keadaan mati' Proses pengiriman data DAC dilakukan

di

;File

Title :

"MengaLur Kecepat-an Motor DC dengan

DAC

: MotorDC-DAC.asm

name

.***

: 1.0 ;Created date : JulY 21, 2001 ;Proqrammer : * Usman ************************************** ***************

*

;Key InpuL

egu equ

;Main Program

jb

Down*SW, Read_SW_Exit

call jnb dec

Delay Down_SW,

$

A

.*************************************************

mov setb setb cfr setb c1r selb ret

-*

mov cafl

DAC_I,VR1 DAC_WR2 DAC_WR1 DAC_WR1 DAC_WR2

DAC-WR2

Main_Prog:

Delay_l:

mov

mov d)nz djnz djnz ret

DAC-OutPut

Main_Prog-Loop: Read-SW

DAC_Output

R3,

#2FH

Delay_2:

#0

Main-Proq-.Loop

R1, #01 Delay_l

reL **

****

DAC_Data, A

***** * ****** ** **** * ** ** ** * * * * ** * * * * ** ***** ** ** ****

P2.2 P2.3 ********

**

DAC_Output:

P2.O

.*******************************************************

call call s jmp

$

A

reL

P1

-*********************************************

A,

Delay Up_SW,

Delay:

Up_SW Dovrn_SW

mov call

Up_SW, Read_DownSW

Read*SW_Exit:

;Microcontroler Pin/Port Assignment . * *** * ** ** **** ** *** * * **** ** ** **** ** ** * * *** ** ** ** *** * ** * *

P2.L

*

Read DownSW:

.*******************************************************

;DAC Control Pln equ DAC_Data egu DAC_WRI equ DAC_WR2

*************************************************

lb call jnb inc ret

;Version ,.

**

411

Read*SW:

subrutin DAC-Outpur. Pertama

data yang disimpan di A diletakkan di port dara DAC. Kemudian pin DAC_WRI dan DAC_WR2 di-set. Data dimasukkan ke register pertama DAC dengan membuat pin DAC*WRI bertransisi negatif. Proses terakhir adalah mentransfer data dari register pertama ke register kedua dengan membuat transisi negatif di prn DAC-WR2. Setelah ini tegangan baru akan keluar dari DAC sesuai data yang dikirimkan.

;Progiram

Antarmuka dengan Sinyal Analog

crt
R2, #0AIl R2, $ R3, Delay_2 R1, Delay_1

**

**

Teknik Antarmuka dan Pemrograman tlikrokontroler AI89552

411

g.2.2

MEMBANGKITKAN MUSIK DENGAN DAC R.2R

IC DAC0832 yang telah dibahas di subbab sebelumnya pada dasarnya diben-

tuk oleh rangkaian resistor yang terdiri atas 2 buah nilai yang akan mengubah data digital (bilangan heksa) menjadi tegangan DC yang sesuai' Runfkuia., ini dikenal dengan rangkaian R-2R. Dengan demikian sebuah

DAC bisa dibangun dengan menggunakan rangkaian R-2R-tersebut. Tentu untuk saja, tingkat ketelitian DAC ini tidak sebaik IC DAC0832. Tetapi aplikasi yang sederhana, seperti kotak musik yang akan dibahas ini, rangkaian

ini bisa dipakai dengan pertimbangan lebih ekonomis'

1oK 1oK 10K 10K 1oK 1oK

1g4

10uF

Amplifier

l

D4

Gombor 9.6

Rongkoion DA(

dan pengiriman semakin lambat akan menghasilkan nada yang lebih rendah. Namun relatif sulit untuk mengatur kecepatan agar menghasilkan nada yang sesuai. Oleh karena itu, dalam contoh aplikasi yang dibahas semua nada yang akan dimainkan direkam dan diambil datanya.

di buku ini,

Piano yang akan digunakan dalam buku ini adalah sebuah piano yang dibuat dengan program Delphi (PianoEx Vl.01.Program ini dibuat oleh ZiZii Wan ([email protected]) yang bersifat oPen source dan bisa di-download di www.PianoEx.com, lengkap dengan source code-nya. Program ini meng-

MIDI (Musical Instrament Diginl Interface) yang dimiliki oleh PC. Perangkat MIDI adalah perangkat yang bisa mengeluarkan gunakan perangkat

suara alat musik, seperti piano, drum, gitar dan lain-lain. Selain sebagai piano'

program 10K

i2D

473

Antarmuka dengan Sinyal Analog

ini juga bisa memainkan file midi.

Gambar 9.7 memperlihatkan

program PianoEx.

: , -

qd n

oPe"

Mflr4nl

UU,orr, SoundMgt*erabre

0,,*. .,.,',,, c-F

R-2R Volume

Contoh aplikasi berikut akan memfungsikan mikrokontroler AT89S52 untuk menghasilkan musik dengan menggunakan DAC R-2R. Oleh karena kom-

sp.ed 'o

c.b

ir

Synln

.:

rl"* -

] -:-i Ime ;o0oBoooD

.Eq

e1.b1

qr

c?r

sroP

i

*;l , . ....... €11 -.t

I

!

fl-r----rr c2-b2

s4

II lil II tll Ii

pleksnya sinyal audio, dalam contoh aplikasi ini mikrokontroler hanya diprogru- untuk menghasilkan nada tunggal (mono roze)' dalam hal ini

P'6v

B*a .1

4ra

t

1

,-.' I

:

c3 b3

*t

i

v.qq. ?

qr4.

lll l:llsr. Ill

suara piano.

Algoritma untuk menghasilkan bunyi piano cukup sederhana. Pertama suara piano direkam terlebih dahulu. Kemudian bentuk gelombang sinyal yang dihasilkan dianalisis dan diubah menjadi data digital yang sesuai. Data-data

tersebut kemudian disimpan di memori program mikrokontroler- Untuk menghemat memori, cukup satu gelombang saja yang diambil' Pada saat tinggal membaca data tersebut dari -"-ui.rkurlrrya kembali, mikrokontroler memori dan mengirimkannya ke DAC. |ika pengiriman data dilakukan sama data yang dengan kecepatan Pada saat merekam, yaitu frekuensi sampling' nada Panjang, tersebut. piano asii suara dengan akan dihasilkan akan sama yang dihasilkan ditentukan berapa kali dan berapa lama gelombang terscbut dikirimkan ke DAC, sedangkan untuk menghasilkan nada yang lairr bisa dilakukan dengan mengatur kecepatan peng,irirnar.r data; perlgiritnarr st'trtrtkitt lt'hilr tirrggi) cepat akan menghasilkan nada yang lebih tirrggi (f rt'ktrt'ttsi yirtrg

Gombar 9.7 Progrom Piono

Cara menggunakan program ini sangat mudah. Program ini dilengkapi dengan tombol-tombol untuk pengaturan volume, mengatur berapa tuts piano yang akan ditampllkan (Group) dan mengatur oktaf ke berapa dari tuts yang ditampilkan tersebut (Octave). Selain itu, program ini juga dilengkapi dengan informasi tentang perangkat midi yang terinstal diPC (Midi Out dan Midi In), yang dengan ini pengguna bisa memilih perangkat midi mana yang akan digunakan. Pada saat memainkan file midi, prograrn ini juga akan menampilkan informasi file midi tersebut, jumlah track atau aiat musik yang ada di file tersebut dan tuts-tuts piano yang sedang dimainkan akan terlihat clitekan.

leknik Antarmuka dan Pemrograman lulikrokontroler AI89S52

474

Antarmuka dengan Sinyal Analog

(Number of Channell dengan frekuensi sampling (Sampling rare) 8000 agar ukuran file audio tidak terlalu besar. Panjang file audio diatur agar bisa merekam semua nada piano yang nantinya akan dimainkan, misalnya 2 menit. Setelah itu klik tombol oK maka akan muncul file audio baru (Gambar 9.10). Sebelum mulai perekaman, atur terlebih dahulu saluran mana dari soundcard

yang akan direkam dengan mengklik rombol t*m atau melalui menu option/ control Properties. Atau, melalui shortcut dengan menekan Fl 1. Lalu setelah muncul dialog control Properties pilih tab volume (Gambar 9.11). Pllth wav out Mix dan atur volumenya agar pada saat perekaman revel sinyal audio tidak terlalu kecil dan tidak terlalu tinggi (terpotong). Setelah mengklik tombol O( proses perekaman siap dimulai dengan meng,klik

tombol {* Gombor 9.8 Tompilon Progrom GoldWove

Untuk merekam suara piano yang akan dimainkan bisa

menggunakan program apa saja, misalnya program GoldWave. Program evaluasinya bisa didownload di www.GoldWave.com. Program ini memiliki banyak fitur untuk

mengedit file audio. Dengan bantuan encoder, baik yang sudah ada di GoldWave sendiri atau bersifat plug-in, GoldWave bisa digunakan untuk mengkonversi file audio dari suatu format ke format yang lain, misalnya dari wav ke mp3 atau sebaliknya. Tampilan program GoldWave diperlihatkan

'.

GotdWave sekarang mulai melakukan perekaman. Not-not

klik tombol

{

F{. Edlt Effat

V.w Tftl

N., q6

Opt@r whd.w

r€lp

i{! cq

?: [Lra[]? rrrd

dimainkan. oreh

karena panjang file audio yang dibuat oleh GoldWave hanya 2 menit, maka memainkan not-not piano yang direkam harus dalam waktu 2 menit. Gambar 9.12 menunjukkan GoldWave yang sedang melakukan proses perekaman. ]ika not-not telah direkam, proses perekaman bisa dihentikan dengan meng-

&r

r1t;;,) rl-"1 o t t,trt,-

oleh Gambar 9.8.

ini

piano yang akan dimainkan melalui conroh aplikasi

{t}

9/

Li iJ.ei.iAr:a* o roIp g ,.-.e" @} illi

i}

o!

"q *;:,

I.r.jt"r,

Numberolchannels: Sampling

ffiil.

rate 8000

v ;

lnitiallilelenqth(HH:MM:SS.II,'Z,OO:: *11 Pre.elJ w

t-PLl

l- c""*r

lT H"h

I

Gombor 9.9 Pengoluron untuk Filp Boru

'00oi,bo

nrm

Untuk mulai merekam, pertama buatlah sebuah file audio bam dengan tombol .A/epy. Kemudian akan muncul dialog untuk mengatur file baru tersebut (Gambar 9.9). tJntuk contoh aplikasi ini, lilc atrrlio lurnrs rnorro

$di,lo

roo,qi,ii ,r;o,oi,fo 'oii,m,m 'mi,ir,io m,od,h 'do,orb;

?:00,0m o 3,

in00m

0

m0ba;oo.oo0(2r00,0@)

,;,;iio ,;,oi,io''i,,0,;-to;"o;, E ,06

WaveP<MsrM.dl6ht A00nH,

Gombor 9.10 File Audio Boru

I

udrm,6d

B4e

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AT89S52

476

471

Antarmuka dengan Sinyal Analog

Flle Edt Effect Vrew Tool Ootions Wndow H.lg

"r pl6y a Record O

Volum8

{1

Visual

X Devi[e F

Volumedevrce:soundMAYDrgrtnlAudto

i I

covlayer .-. , utcroplone

-W

+ + + i +

t.:':

*zr'.f;

-ffiiiii

-ffi -ffi i chone -ffi fiii :..:' aux

':t.:,:'

tinetn

WaveoutMix

-W.;

t--q

_l

il.r op{.

..',',t

& ,

w

it{t+

r;;;;- | -;;e -l

(Zoom,La). Kemudian pilih satu gelombang penuh mouse pada posisi awal kemudian klik kanan. Setelah Start Markerdan pilih Set Finish Markerpada

posisi akhir gelombang. Setelah

dipilih satu gelombang klik tombol in

troP!

PHeq (Paste dan paste sebagai file audio baru dengan mengklik tombol ..wav) |/ew). Simpanlah file audio baru tersebut sebagai file wav (berekstensi dengan format 8 bit mono. Pada dialog penyimpanan file pilihlah atribut file pcM unsigned I bit, mono. Untuk not-not yang lain dilakukan dengan cara

(Copl

yanS sama.

'oido,o'oo,oo,io !o,ol,ho 80m H:,

128

bor,

i,h

oooirio

E

0 m0 to 2:!0,0!0(2i00,000) 16 bit,

q tombol ;

Set

P!<

r20 00r0lr:0 mr0lr10

dari se,iap no, not, data sebuah dari gelombang saru mengambil yang dimainkan. Untuk dengan tampilannya audio yang sesuai dengarr not tersebut diperbesar

kiri

s.t

i# l; .q,1,\ ry : o to ro g o!.q

gsetecr

*",.u"I,i1,;l'i"H::T::J:::mbang

muncul meil) pop up pilih

ilii

1;.1saot

,co-dri,!o

menggunakan dengan mengklik

:.

F.l .

$ s ca " @

E

Se,e'ah se,esai

Xl

tu& Cu Copg

Jt :; )t r! .- A $ I }' E ; *

23 ffsele.t J3 I l5elect zi lllserecr zt ,llsul".t 'ro r f-]selecl

i roo +;':i

',

z

Test

154 :hhcensed

00r01r50

'q91911sir

Ut4c

mono

Gombor 9.1 2 GoldWove podo Sool Perekomon

Setelah semua not yang akan dimainkan disimpan sebagai file wav, selanjutnya tinggal mengambil data audio yang tersimpan dalam file wav tersebut dan mengubahnya dalam format bahasa assembler 8051. Pada file wav dengan format 8 bit mono, data audio bisa langsung dibaca dan dikirimkan ke DAC 8 bit. Jika kecepatan pengiriman sama dengan frekuensi sampling file wav tersebut, suara yang dihasilkan akan sama dengan file wav asli, tentunya bergantung juga pada kualitas DAC yang digunakan.

Mengambil data audio dari sebuah file wav bisa dilakukan dengan menggunakan program sederhana seperti Wave File Extractor (Gambar 9.14). Cara penggunaan program ini cukup sederhana, tinggal buka file wav yang akan di-ekstrak dengan meng-klik tombol Open. Setelah memilih file dalam dialog pembuka file, program akan secara langsung membaca byte-byte data audio dalam file tersebut dan mengubahnya ke dalam format agar bisa digunakan dalam bahasa assembler 8051 (tabel data). Setelah itu tinggal mengklik tombol Copydan di-paste di file assembler. Data selalu diakhiri dengan 0.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89552

428

File Edrt El'fe(t VEw Tool Ophont Wndow

I i,l 4 @

New OD.n S.u.

&

Cd

ht

l riffi.E * illi i#'Xi e;';"i'.H+ " ?t:}*?),!:_,: "L_ ..,,,, +. l,l , I ;tWW:;:{Wi

Ir.J: I :i:,- I

":

Help

{\

" l@ltrE

Antarmuka dengan Sinyal Analog

419

Program MusicBox_DAC_R2R.asm dirancang agar mudah memainkan kembali not-not tersebut. Untuk memainkan sebuah lagu, program tinggal mengombinasikan not-not mana yang harus dimainkan dan mengatur panjang pendeknya nada atau not tersebut. Dalam bahasa assembler, datadata sebuah not diberi label sesuai dengan nama not tersebut. Not-not yang akan dimainkan terdiri atas 3 oktaf, sehingga label data adalah DoO - TiO (untukoktaf pertama), Dol -Ti1 (Oktaf ke-2), dan Do2*T12 (Oktaf ke-3). ,'Program

;Fl1e

tj-tle :

"Membangkltkan Musik dengan DAC R-2R

: MusicBox_DAC

name

: 1.0 ,'Version ;Created dat.e : Jul 28, Prograrnmer : Usman

R2R.asm

200'7

*******************************************************

******************************************************* Mj-crocontroler Pin/PorL Assignment

*******************************************************

,"*,:^r:::;l:lT HT::T::an

ukuran ,idak ,ebih Forma, fi,e wav program akan tersebut, format bukan dibuka yang file wav KB. dari 5 fika dari 5 KB. jika file lebih juga ukuran memberikan pesan error, begitu ini hanya aplikasi Pembatasan ukuran file dilakukan mengingat dalam contoh digunakan untuk membaca file wav yang terdiri atas satu gelombang dari sebuah not piano. Program Wave File Extractor dan source code-nya bisa ditihat di CD pendukung buku ini.

Audio_Out

equ

******************************************************* fnternal

RAM Mapping

*********************************************

Flag Delay_F1ag

equ equ

F1ag.0

Tone_Durat.ion

equ egu

30H 31H

Counter_l0

fnterrupt Vector Jump Table

db

i

*******************************************************

db db db db db

tryr--l

org

0000H

Reset_Vector: jmp Main_Prog

db

t Oesiqned by Kdng Usmnn

20H

*******************************************************

db Loou _-----:,..:

P2

(u-Zmin@yahDo Eo,id)

Gombor 9.14 Wove file Exlrotlor

org Timer0 llili: rl jrr:t III(,\/

0008H ('()r

urtcr' 10, Timer0

('r,111I|1't I0,

ll?,it

TSR lixi.t.

Antarmuka dengan Sinyal Analog

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Hikrokontroler AI89552

410

djnz setb

;Read tone duration clr A inc DPTR moVC A, @A+DPTR mov Tone_Durat.ion,

Tone-Duration, Tlmer0-fSR-Exlt Delay-F1ag

Timer0_I SR*Exi t

:

reti

**** ** ** ** * * ** ** * ** ** * * ** * * * * * * ** **** ;Main Proqram * **** * * * * ** ** ** **** * ** ** * * ** * * * * * * * ***** ,, . * **

***

** ****** ** **

***

** **

**

***

***

#25

Main_Prog-Loop:

#Putri-Panggung Play_Song DPTR, #Kopi-Dangdut Play_Song Main_Prog-Loop DPTR,

***

** ** **

****

**

**

**

***********

**

**

** **

** ***

** ** ** * **

****

**

.

***** ** *** * * * ** ** *****

****

** ** **

**

****

**

**

*******

****

** ***

**

** ** ** **

Timer0_IniL:

mov mov mov setb setb ret

.

*** **

* * **

#10

THO, #10

Play_Song: ;Read tone

***

S

Delay_F1ag TRO

play_Song

**

Play_Songr_Exi

**

**

** **** * ** ** * * * * * ** Send_Audio_Data:

ret

L

-

cjne mov jmp

EA

**

TRo

Delay_Flag,

:

**

** **

*

********

DpH

DpL

Check_Tone10:

ETo

****

play_Song

**

push push

TMOD, #82H

TL0,

Send_Audio_Data

setb jnb clr c1r sjmp

*******

** * * ** ** * *** Kopi_Dangdut: (Data lengkap ada dl CD pendukung) .

**

call sjmp

Silent_Tone: mov Audio_Out, #80h

** * * * * ** * * (Data pendukung) lengkap di CD ada Put.ri-Panggung: ,.

Play_Song_Exit

A, B ,'tone=O --> halt jz Silent rone

Delay_Flag

mov call mov call sjmp

Jz

mov

Timer0_Init Counter-10,

A

inc DPTR ;Duratj,on=0 --> Exit

Main_Prog:

call clr mov

43r

**

A c1r movc A, @A+DPTR mov B, A

**

**

** *** *** * * **

*****

** ** ** ** *

A,

#10,Check_Tone20 DPTR, #DoO Send*Audio_Data_Loop1

Check_Tone2 0 :

cjne mov jmp

Clrr-'t'k

A,

#20,Check_Tone30 DPTR, #ReO Send_Audio_Data_Loopl

'l'r ,11r' 10

;

*

**

***

**

**

** * * ** *

Ieknik Antarmulta dan Pemrograman Hikrokontroler

412

cjne mov jmp

DPTR, #M10 Send-Audio-Data-Loop1

Check*Tone40:

cjne

A, #40,Check-Tone50

mov

DPTR. *PAO

jmp

Send-Audio-Data-l,ooP

cine

A, #50,Check-Tone60

mov

DPTR,

1

jmp

Send-Audio-Data-LooP

1

Check-Tone60:

cjne

A, #60,Check-Tone70

mov

DPTR, #LaO

jmp

S

end-Audi o-Da t a-LooP

A, #70,Check*Tone11

mov

DPTR, #TiO

jmp

Send-Aud i o-Da t a-LooP

1

A, #11,Check-Tone2L

mov

DPTR, #DO1

jmp

S

1

oP 1

Check-Tone21:

cjne

A, #21,Check-Tone31

mov

DPTR, #Re1

jmp

Send-Audio-Data-LooP1

Check-Tone3l-:

cjne

A, #31-,Check-Tone41

mov

DPTR, #Mi1

jmp

Send-Audi o-Data-LooP1

Check-Tone4L:

cjne

A, #41,Check-Tone51

mov

DPTR, #FA1

DPTR, #So1

jmp

Send_Audio_Data_Loop1

cjne mov sjmp

A, #61,Check_Tone71 DPTR, #La1

Send_Audio_Data_Loop1

cjne mov sjmp

A, #71,Check_Tone12 DPTR,

#Ti1

Send_Audio_Data_Loop1

cjne mov sjmp

A, #12,Check_Tone22 DPTR, #Do2

Send_Audio_Data_Loop1

Check_Tone22:

Check-Tonell-:

cjne

A, #51,Check_Tone61

Check_Tone12:

Check-Tone?0:

cjne

cjne mov

Check_Tone71:

#SOO

Send Audio Data

431

Check_Tone61:

Check-Tone50:

jmp

Antarmuka dengan Sinyal Analog

Check_Tone51:

A, #30.Check-Tone40

end-Aud i o-Da t a-Lo

AT89552

T,ooP1

cjne mov sjmp

A, #22,Check_Tone32 DPTR, #Re2

Send_Audio_Data_Loop1

Check_Tone32:

cjne mov sjmp

A, #32,Check_Tone42 DPTR, #Mi2

Send_Audj-o_Data_Loop1

Check_Tone42:

cjne mov jmp

A, #42.Check_Tone52 DPTR, #Fa2 Send_Audio_Data_Loop1

Check_Tone52:

cjne

A, #52,Check_Tone62

mov

DPTR, #So2

jmp

Send_Audi o_Da t a_Loop

Check_Tone62:

cjnc III(

)\/

n, #62,Check trt"l't(, ll),;t?

Tone72

1

Ieknik Antarmul
jmp

Antarmuka dengan Sinyal Analog

nop nop nop

Send-Audio-Data-LooP1

ret

Check-Tone72:

cjne mov

A. #72,Send-Audio-Data-Exit DPTR, #Ti2

Send-Audio-Data LooPl

push push

:

*******************************************************

DoO: (Data lengkap ada di

DPL

Send-Audi o-Dat a-LooP2

,.

;Wav DaLa Definition * ** ** **** *** * ** ** * * * * * ** ,.

DPH

**

**

MiO:

TRO

^1-

7\

movc mov call call inc )nz if pop PoP sjmP

So0

A, @a+DPTR

LaO:

Audio-Out,

FaO:

A

MY-DelaY MY-DelaY DPTR

Send-Audio-Data-LooP2

Delay-F1ag, Send-Audio-Data-Exit DPL

Ti0: Mi1: Fa1: So1:

La1:

DPH

Send-Audio-Data-LooP1

t: Delay-Flag

Ti1: Do2: Re2:

Mi2: Fa2:.

TRO

Audlo-Out,

:

Do1: Re1:

Send-Audi o-Da t a-Ex i

clr clr mov

** ** * *** ** * * ** * ** **** ** ** CD pendukung)

**

ReO: :

setb LAI

435

#B0h

So2: LaZ

z

Ti2l.

PoP pop PoP PoP rel: My-De1aY:

nop nop nop nop nop nop nop nop

DPL

Do3:

DPH

DPL

End

DPH

Program diawali dengan menginisialisasi Timer 0 agar bekerja pada mode 2 (auto-reload 8 bit) dengan nilai auto-reload 10 dan interupsinya diaktifkan

(subrutin Timer0_Init). Timer

0

digunakan untuk mengatur panjang

pendeknya not yang sedang dimainkan. Panjang pendeknya not disimpan di Tone_Duration (30H). Setiap kali interupsi Timer 0 terjadi, nilai yang

tersimpan di Tone_Duration akan dikurangi. Dikombinasikan dengan Counter_l0yang diberi nilai awal 25, data yang tersimpan dt Tone_Duration akan menglrasilkan panjang nada yang sesuai. Jika nilai Tone_Duration telah rncnjirrli 0. rrlrrrrrl ltit Dc,lay Flag akan di sct untuk rrrt'nandakan bahwa

436

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

AT89552

not telah selesai dimainkan. Program ini dicoba dengan frekuensi osilator 11,0952 MHz. Untuk frekuensi yang lain nilai-nilai tersebut harus sebuah

diatur kembali. program kemudian akan mulai memainkan lagu. DPTR diisi dengan alamat awal dari lagu yang akan dimainkan. Sebuah not dinyatakan dengan 2 byte data, byte pertama menyatakan not yang bersangkutan sedangkan byte kedua menyatakan panjang not tersebut. Untuk memudahkan, not dan panjangnya dinyatakan dengan bilangan desimal. oleh karena ada 3 oktaf, not dinyatakan sebagai 10, 20, 30, ..., 70 untuk oktaf pertama, 11, 21, 31, "', 71 untuk oktaf kedua, dan 12, 22,32,...,72 untuk oktafketiga. Angka 0 digunakan untuk menyatakan berhenti. Sedangkan panjang not dinyatakan dengan bilangan 16

255 karena 0,0. dengan diakhiri kompiler 8051 akan menyatakan error). Lagu harus dan kelipatannya (16,

32,64,... tetapi tidak boleh melebihi

Lagu dimainkan di subrutin Play-Song. Pertama program membaca not yang akan dimainkan dengan instruksi pengalamatan berindeks movc. Not yang terbaca kemudian disimpan di regisrer B. Kemudian DPTR dinaikkan sekali untuk menuniuk ke alamat panjang not. Masih menggunakan mode pengalamatan berindeks, panjang not dibaca dan disimpan di Tone-Duration' Sekali lagi, isi DPTR dinaikkan sekali untuk menunjuk ke not berikutnya.

Program kemudian mengecek panjang not yang terbaca' |ika paniang not sama dengan 0, ini berarti akhir dari lagu. Program akan langsung keluar dari subrutin Play-Song. Jika panjang not bukan 0, program akan mengecek not yang terbaca. Not yang disimpan di B dikembalikan ke register A untuk dicek. fika data not ini 0, maka program akan melomPat ke subrutin Silent-Tone. Sesuai dengan namanya, di subrutin ini program tidak memainkan not apa pun (berhenti) selama panjang not yang terbaca. Timer 0 diaktifkan dan program akan menunggu sampai bit Delay-Flag di-set, setelah itu melompat kembali ke awal subrutin Play_song untuk membaca not selanjutnya. Port Audio_out yang terhubung dengan DAC R-2R diberi nilai g0H. Pada saar berhenti atau tidak memainkan not, Port Audio-out tidak diberi nilai 0 agar tidak menimbulkan pop noise pada saat pertama memainkan nor. Data 0 jika dikirimkan ke DAC akan menghasilkan te8angan minimal. Bit Delay_Flag di-reset kembali agar nada berikutnya bisa dimainkan.

Antarmuka dengan Sinyal Analog

431

)ika not yang

rerbaca bukan 0, program akan memanggil subrutin Send*Audio_Data. DPTR yang menyimpan alamat not yang sedang dimainkan disimpan di memori stack, karena di subrutin ini DprR digunakan pada pengalamatan berindeks dalam membaca data audio dari not yang

A yang menyimpan not dibaca dan dibandingkan. Misalnya jika A menyimpan 3l (not Mi oktaf kedua), maka ketika dibandingakan dengan 31 dan sesuai, DPTR akan diisi dengan alamat awal data audio untuk nor Mi oktaf kedua (yaitu MiI). Kemudian program sedang dimainkan. Register

melompat ke subrutin Send_Audio_Data_Loop

1.

Di subrutin Send_Audio*Data_Loopl inilah data audio dibaca

dan

dikirimkan ke DAC. DPTR yang menyimpan alamar awal data audio untuk not yang bersangkutan disimpan ke memori stack. Seperti telah diterangkan, data audio hanya cukup untuk menghasilkan satu gelombang. Untuk menghasilkan sinyal audio dengan durasi yang sesuai, dara audio harus dikirimkan berulang-ulang (mungkin sampai rarusan kali). oleh karena itu, alamat awal data audio harus disimpan untuk mengirimkan gelombang audio berikutnya. Program akan membaca dan mengirimkan data audio dengan mode pengalamatan berindeks ke port Audio_Out. Subrutin My_Delay dipanggil 2 kali setiap 1 byte data untuk mengatur agar frekuensi audio yang dihasilkan tidak terlalu tinggi. selama satu gelombang penuh belum selesai, program akan mengulang proses ini dengan penunjuk alamat data (DpTR) dinaikkan

1

kali setiap selesai mengirimkan 1 byte data.

Jika data audio terbaca 0, ini berarti data untuk satu gelombang telah dikirimkan. Program kemudian akan membacabit Delay_Flagyang menenrukan panjang nada. Bit ini diatur oleh interupsi Timer 0 yang diaktifkan di subrutin ini. Selama bit Delay_Flag belum di-set, program kembali membaca

dan mengirimkan data not tersebut. Alamat not yang tadi disimpan di memori stack diambil dan disimpan kembali di DPTR, dan program melompat kembali ke Send-Audio-Data-Loopl.J1ka bit ini di-set, berarti not yang bersangkutan telah selesai dimainkan. Program kemudian melompat ke subrutin send-Audio-Data-Exit. Bit Delay-Flag di-reset kembali agar bisa digunakan untuk memainkan not selanjutnya. Timer 0 dimatikan, sedangkan port Audio_Outdiberi data 80H. Sebelum keluar dari subrutin Send_Audio_ Data, alamat not berikut yang harus dimainkan dibaca kembali dan disirnpan

di DPTII. Namun karena di

subrutin Send_.Audio D;tta l.oopl .juga arla ke stack, pt'ngarnbilrrr clilllitrkirn 2 kirli.

irrstrtrksi pcttyitttpitttatr DPTR

418

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

AT89S52

ProgramkemudianakanmelompatkembalikeawalsubrutinPlay-Song untuk memainkan not berikutnya sampai lagu selesai dimainkan. Dalam

Antarmuka dengan Sinyal Analog

Oan

BAlll i-,\^

439

Rl04 5t(6

contoh program ini, 2 buah lagu dimainkan secara berulang-ulang'

Dari hasil pengamatan terhadap suara yang dihasilkan' not-not

yang

bisa dimainkan sudah sesuai dengan yang diharapkan' Tetapi suara tidak sinyal menyamai suara piano yang dihasilkan oleh komputer mengingat lebih piano yang dihasilkan oleh piano memiliki bentuk gelombang yang 1 berdasarkan hanya mikrokontroler kompleks. Suara yang dihasilkan oleh menentukan untuk gelombang dari sebuah not. Selain itu, cukup sulit k"."pur"n. pengiriman byte-byte data audio agar sama dengan frekuensi ini masih sampling seperti yang dihasilkan oleh komputer' Namun sinyal

yang dihasilkan oleh program Timer yang lautr teUlt, "analog" daripada sinyal dibahas di Bab 7 (program Timer 0 Mode 2'asm)' Pengembangan lebih lanjut dari program

ini

adalah sebuah piano dengan

keypad cukup untuk

4x4. Dengan 16 -enggrr.rrkun keypad matriks diprogram untuk membaca keypad Mikrokontroler -"rrf.irr.r.t piano 2 oktaf. harus dan memainkan not sesuai dengan keypad yang ditekan' Tentu saja akan yang mana ditentukan dulu not apa yang akan dimainkan dan keypad ditekan' memainkan nor tersebut. Not harus tetap dimainkan selama keypad

sebuah Keluaran DAC R-2R mungkin belum cukup untuk menggerakkan (amplifier). Gambar speaker. oleh karena itu, diperlukan sebuah penSuat IC TDA2002 atau menggunakan 9.15 -"-p"rlihatkan sebuah amplifier TDA2003, yang bisa menghasilkan daya sebesar 10 W' VR100 digunakan sinyal audio sebagai pengatur volume, untuk mengatur besar kecilnya level sebesar 12 daya catu tegangan ini memerlukan yurg -urrrt ke amplifier. IC V

Gombor 9.15 Amplifier Mono

9.2.3

MIKROKONTROTER YANG BISA BERBICARA

Contoh program yang dibahas di subbab sebelumnya masih menghasilkan srtara mono roae walaupun data audio diambil dari file wav, tetapi program hanya mengambil data untuk satu gelombang. Pertanyaanya, jika file wav

yang berisi suara rlzre roae, musik misalnya, semua datanya diambil dan dikirimkan ke DAC dengan cara yang sama, apakah suara yang dihasilkan akan sama dengan suara asli jika file wav tersebut dimainkan dengan komputer? lawabannya bisal Hal yang terpenting adalah mikrokontroler harus diprogram agar bisa mengirimkan data ke DAC sama dengan frekuensi sampling file wav tersebut. DAC lebih baik menggunakan IC agar kualitas

suara bisa lebih baik. Masalahnya file wav memiliki ukuran yang sangat besar. Sebuah file wav yang menyimpan 1 detik audio dengan format mono 8 bit pada frekuensi sampling 8 kHz akan memiliki ukuran 8 KB. Sudah cukup

untuk menghabiskan memori flash internal AT89S52. Memori tambahan bisa menjadi solusi. Data audio bisa disimpan di EEPROM eksternal yang diakses sebagai memori data. EEPROM sebesar 64 KB bisa menyimpan suara sampai 8 detik. |ika diinginkan mengakses memori lebih dari 64 KB, diperlukan teknik multipleks tetapi ini membutuhkan port

mikrokontroler yang lebih banyak. Cara lain adalah dengan menggunakar.r IC klrusus, ntisrlttyrr ISD2560 dari Winbond yang bisa mt,rekarn dan mcmainkan

Ieknik Antarmul
AT89S52

Antarmuka dengan Sinyal Analog

44t

kembali suara atau musik selarna 60 detik. Walaupun harga IC khusus tnr relatif mahal, tampaknya cara inilah yang paling banyak digunakan'

Alternatif lain untuk membuat mikrokontroler agar bisa "berbicara" atau memainkan musik, seperri yang akan dibahas di buku ini, adalah dengan menggunakan teknik yang dikembangkan oleh Roman Black artikel 1***.ro-rnblack.com/pic sound.htm) pada Desember 2001. Dalam yang berjud',il."Record + Play Fast I Bit Sound on a PIC", Roman Black *"rre.r.rgkun bagaimana memainkan suara dengan mikrokontroler PIC dengan hanya menggunakan 1 atau 2 pin PIC! Pin PIC ini dihubungkan dengan rangkaian RC dengan nilai resistor dan kapasitor yang telah ditentukan. Data audio yang dikirimkan secara serial (Dr7 steam) dengan bit rate yang sesuai akan mengakibatkan proses pengisian dan pembuangan muaran listrik di kapasitor (charge and discharge). Proses inilah yang akan menghasilkan regangan keluaran yang mendekati sinyal audio asalnya. Teori ini kemudian dinamakannya dengan teknik atau algoritma Binary Time

constant (BTc). Kata Time constanr digunakan karena rangkaian RC

mempunyai tetapan waktu atau Time constant dalam proses pengisian dan pembuangan muatannya.

9.2.3.1 Algoritmo

BTc

Secara sederhana, algoritma BTc bekerja berdasarkan karakteristik rangkaian RC. Perhatikan rangkaian RC yang ditunjukkan oleh Gambar 9.16 dengan

tegangan masukan vin dan tegangan keluaran vout. Misalnya tegangan vin "1". Pada bisa berubah 0 atau 5 volt, atau dalam istilah digital bit "0" dan bit Tegangan kapasitor. saar vin 5 volt (bit "1"), akan terjadi proses pengisian

vout akan naik secara eksponensial menuju ke tegangan 5 volt (vin). Jika vin tetap pada 5 volt, kapasitor akan terus diisi dan tegangan vout

keluaran

pun akan rerus naik. Namun jika vin kemudian berubah menjadi 0 volt, kapasitor akan mulai membuang muatannya. Tegangan vout akan turun mendekati 0 volt. Proses kebalikan akan terjadi; jika tegangan vin tetap pada jika 0 volt maka tegangan vour akan rerus turun mendekati 0 volt. Namun vout dan lagi kemudian vin berubah meniadi 5 volt, kapasitor akan diisi akan naik lagi.

Vout

-r I

=

Gombor 9.16 Rongkoion R(

|ika perubahan Vin dari 0 Volt menjadi 5 Volt atau sebaliknya, diatur sedemikian rupa dengan kecepatan (bit rate) tertentu maka tegangan Vout juga bisa diatur, misalnya untuk menghasilkan gelombang suara atau audio. Nilai resistor dan kapasitor, yang akan menentukan tetapan waktu, juga harus ditentukan dengan benar. Jika nilai R atau C terlalu besar, yang akan menghasilkan tetapan waktu yang besar, maka perubahan tegangan di Vout akan menjadi lambat. Hal ini tentu akan membuat Vout tidak bisa mengikuti perubahan yang sangat cepat pada Vin. Sebaliknya, jika nilai R dan C terlalu kecil, yang menghasilkan tetapan waktu yang terlalu kecil, perubahan yang cepat akan ter;'adi di Vout. Hal ini akan bermasalah jika perubahan Vin tidak terlalu cepat.

ffi

noorrroororruorrE (a) liin

\-rf*t--1\--(bJ

Gsmbor 9.1 7 Hubungon Vin

Yor:t

don Voul

Pertanyaannya, bagaimana menghasilkan aliran

bit (bit stream) yang apabila

dikirimkan ke rangkaian RC akan menghasilkan regangan audio yang sesuai. Tentu saja aliran bit harus diambil dari sampel (byte data) sinyal audio, baik itu diambil langsung dari keluaran sebuah ADC atau diambil dari sebuah file penyimpan data audio (file wav). Dalam BTc, 1 bit akan mewakili I byte data, sehingga ukuran file wav akan dipadatkan (compress) dengan rasio 8 : 1. Sekarang tinggal bagaimana mengubah 1 byte data (yang memiliki 256 nilai kemungkinan, jika file wav memiliki format 8 bit) menjadi 1 bit data (yang hanya memiliki 2 kemungkinan yaitu 0 atau 1). Secara serlcrhuna algoritma BTc bisa dijelaskan sebagai berikut" R.angkaian

llC akrtr tttt'tttpttttV;ti t('Bapgan kcluaran rnrksimum

(Vrr.,r)

5 V.lt

ciarr

t('Btttll.llltt tttttrttrtrtnr (V^,r,,,) () Volt. I)1l1tn ul96r'itrr-r1 Il'J't t(.,lillAup lrwlrl st,lirlrr

447

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89552

dibaca dan dimulai dengan 2.5 Volt (setengah Vu^r)' Byte pertama file wav tinggi dari dibandingkan dengan 2.5 Volt ini. |ika level file wav lebih

Antarmuka dengan Sinyal Analog

443

memainkan data BTc, Bit 1 dan Bit 2 diberi nilai awal masing-masing Bit I dan 0 untuk Bit 2.

1

untuk

di tegangan output' tegangan 2.5 V, ini berarti harus ada kenaikan tegangan pertama n.rrgu., kata lain kapasitor harus diisi (charge)' Oleh karena itu' byte lebih rendah dari .kar, -"-prrnyai nilai bit "1". Sebaliknya jika level file wav keluaran atau tegangan di tegangan 2.5 Volt, ini berarti harus ada penumnan

kemudian kapasitor harus membuang muatannya (discharge)' Byte kedua

dibacudandibandingkandenganbytepertama.}ikalevelbytekedualebih bit 1 dan jika tinggi daripada byte pertama, byte kedua akan diubah menjadi k"bih ,"rrduh, byte kedua akan diubah menjadi bit 0' Begitu setemsnya bit-bit yang sesuai' sampai seluruh byte yang ada di file wav diubah menjadi oleh karenanya Tentu saja hal itu tidak bisa dilakukan oleh mikrokontroler. Roman Black ini. diperlukan sebuah software komputer untuk melakukan hal juga m"ny"diakan software untuk itu, yang bisa di-download di situsnya' file wav SJt*u." yang dinamakannya BTc Sound Encoder l ' l bisa mengubah diubah atau (tabel data) menjadi format data BTc untuk mikrokontroler PIC file biner. Software ini juga bisa menghitung nilai resisror dan meniadi

wav yang akan kapasitor yang diperlukan berdasarkan frekuensi sampling file diubah.

diubah dibuka

Penggunaan software ini cukup mudah' File wav yang akan file rn"tutlri menu File/open wav file .wav. BTc versi 1.1 membatasi ukuran

wavsampai530000sampel.MengubahfilewavmenjadifiletabeldataBTc unruk mikrokontroler PIC, dilakukan melalui menu FilelExport PIC dilakukan assembler file .ASM. Sebelufir melakukan hal ini, perlu pengaturan-pengaturan, melalui menu-menu yang telah disediakan' yang Menu Algor. Type digtnakan untuk menentukan tipe algortima ini Pilihan digunakan. Ada 2 tipe yang dapat dipilih: I bit atau 1'5 Drr' 1 ."rr".rt.rku.t apakah pada saat memainkan BTc audio (playback) digunakan bit bit atau 2 bit. Tipe 1 bit artinya BTc audio akan dimainkan dengan 1 bit 1'5 (rangkaian Gambar 9.16). Teknik ini dinamakan RC-1' Sedangkan

artinyaBTCaudiodimainkanmelalui2bitdandinamakanRC.2(rangkaian data yang' Gambar 9.19). Walaupun menggunakan 2 bit' namun ukuran dihasilkanpadasaatencoding,akansamadengantekniklbit.Padasaat playback,Bitke-2akansamadenganBitsebeiumr-rya.Jikar-radalalrbityang rr l' Selrt'ltlrrr ,"durrg dimainkan, maka Bit 1 aclalah n clan []it 2 atlrrlrrh

Gombor 9.1 8 BIc Sound [ncoder

l.l

Menu Fineness digunakan unruk menenrukan tetapan waktu rangkaian RC, dengan kata lain faktor Fineness akan menentukan nilai resistor dan kapasitor untuk rangkaian RC. Ada B pilihan, yaitu: BTc4, BTc5, BTc6, BTc8, BTc11, BTc16, BTc21, dan BTc 32. BTcS artinya tegangan keluaran rang,kaian RC, tegangan pengisian atau pengosongan kapasitor, akan naik atau turun 1/8

dari tegangan maksimum (ketika pengisian) dikurangi regangan sekarang atau tegangan sekarang dikurangi tegangan minimum (ketika pengosongan). Nilai Fineness yane rendah, misalnya BTc4, akan membuat rangkaian RC memiliki tanggapan transien yang lebih cepar karena harus berubah % setiap langkah,

memungkinkan untuk memainkan sinyal audio berfrekuensi tinggi, tetapr lebih banyrk sinyal noise-nya. Sedangkan nilai yang ringgi, misalnya BTc16, rncrnililii tiurll,lirl)iur yang lebih lambat. Nilai ini sesuai untuk memainkan

Teknik Antarmul
frekuensi lebih rendah karena bandwidrh-nya lebih sempit namun dengan sinyal noise yang lebih kecil.

Eitl Eit2

I Gombqr 9.19 Dekoder Rt-Z

Melihat nilai resistor dan kapasitor dapat dilakukan melalui menu Special,/output Filter Model (Gambar 9.20). Nilai kapasitor tetap 0.22 prF ,"d"rrgk.r, nilai resistor bergantung pada nilai Fineness yang digunakan'

Misalnya Gambar 9.20, digunakan BTc11 dengan tipe algoritma 1.5 bit, maka nilai resistor yang digunakan adalah 2 x 5161 f) (9012 f))'

Antarmuka dengan Sinyal Analog

445

9.2.3.2 Memoinkqn BTc Audio Untuk memainkan BTc audio, mikrokontroler tinggal mengirimkan bit-bit data yang berasal dari file wav melalui software BTc Sound Encoder. Tidak diperlukan rumus atau persamaan matematis untuk memainkan BTc audio ini, karena semuanya sudah dilakukan oleh program komputer. Mikrokontroler hanya perlu diprogram untuk mengirimkan bit-bit data dengan bit rate yang sesuai.

Namun karena hasil dari BTc Sound Encoder adalah tabel data dalam format mikrokontroler PIC, tabel data yang dihasilkan tersebut perlu diubah ke format yang sesuai dengan rnikrokontroler AT89S52. Sebuah sofrware

diperlukan untuk melakukan hal ini mengingat ukuran tabel data yang dihasilkan cukup besar, yang akan memakan waktu lama jika dilakukan secara manual. Software yang dimaksud adalah PIC2C5/ BTc Data Table Converrer

1.O

(Gambar 9.2 1 ).

db db dD

Frequency= 8000H2 BTc= I1 E = 5]61 ohms

db db db db rrb

db db

-r I

: l:lr' --. r:r--

il:l

Selain itu, terdapat juga tombol untuk memainkan file wav asli dan file wav yang telah diubah menjadi BTc audio melalui komputer. Keterangan lebih penggunaan program ini bisa dilihat di file bantuan (help) yang ada di software tersebut.

-

0c5H,655H,0J5H, ossr, $rH, osstt, ossn 05sH, 0ssH,055H,055H, 0s5H,0s5H,055H e )

I

Gombor 9.20 l(olok Diolog 0ulpul Iiher Model

rinci mengenai

rrb

096H , 0A6H , 0ACH , 06fiH , 09AH , 0g6H , 669H 056H , 055H ,099H , 056H , 05AH , 0A5H , 055H 05sH , 055H , 055H , 05sH, 055H , 055H , 05sH 055H , 0s5H , 055H , 055H , 056H , 055H , 055H 055H , 059H , 05sH , 0s5H , 055H , 09sH , 055H 055H , 055H , 659H, 055H , 04DH , 0931t , 055H 0ssH , 04cH , 6GDH , 059H, 055H ,055H ,05sH 069H , 0s5H , 055H , 055H , 05sH , 0s5H , 055H 055H , 055H , 055H , 055H , 055H , 055H , 059H

Gombor 9.21 Penguboh lobel Doto Formot Pl( ke

AT89S52

Tabel data format PIC hasil dari BTc Sound Encoder yang disimpan sebagai file assembler diubah dengan cara membuka file tersebur dengan tombol Open. Secara otomatis pengubah data akan membaca file tersebut dan mengubahnya menjadi format tabel data yang sesuai unruk AT89S52. Tabel data hasil pengubahan bisa langsung digunakan ke dalam bahasa assembler

AT89S52 dengan cara menekan tombol Copy dar' di-paste di bahasa assembler tersebut. Program PIC2C51 BTc Data Table Converter bisa diperolch di CD pendukung buku ini.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

446

Title ,'File name ;Version ;Created date ;Programmer ;Program

: : : : August 11, i Usman

AT89S52

"Memainkan BTc Audio" BTc-Audio. asm 1.0 2001

-******************************************************

*

.*******************************************************

;Microcontroler Pin/Port Assignment

******************************************************* BTc-Out equ

P2

******************************************************* Internal

RAM

******************************************************* BTc-Buffer BTc-Bit0 BTc-Bit1

equ 20H equ BTc-Buffer' 0 equ BTc-Buffer.1

Control*F1ag equ 2LH PlayBack-Flag equ Control-trlag.0 equ Control-Flag.1 Last-BiL equ 30H Bit-Counter ******************************************************* ors 0000H Reser veccor: Main Pros ]jtrp 0008H org Tinero-ISR: P lay BTc }ud:o call

Antarmuka dengan Sinyal Analog

mov mov mov setb c1r setb c1r mov

R2, #01H R3, #01H Bit_Counter, BTc_Out.1

Last Blt

PlayBack_F1aq DPTR, #BTc-WaveDaTa :

A

A,

@A+DPTR

ACC

A, A, A,

R1 R2 R3

Read_BTc_Data ACC

3, 2,

2 1

R1,

A

TRO

PlayBack-Flag,

Prog: Timero Init call Reaat BTc_Dara I R1, +01H

$

PlayBack_F1ag TRO

DPTR

Read_BTc_Data_Loop1

.******************************************************

Timero_Inii: TMoD, +82H TLo, *085H

selb setb ret

THo, +085H EA ETo

Play_BTc_Audio:

rila:n

#B

BTc_Out.0

Read_BTc_DaLa*Loop1

clr movc push or1 or1 or1 jz pop mov mov mov setb jnb clr c1r inc sjmp

441

rlc

C' Last-BiL tsr'c-BrL I , u

a

ryr. Bito,

l"rr:l

'til '

C C

*

Teknik Antarmulo dan Pemrograman l4ikrokontroler AI89552

448

mov djnz setb mov

BTc-Out, BTc- Buffer Bit-Counter, Play*BTc-Audio-Exit PlayBack-F1ag

Bit-Counter, Play_BTc*Audio-Exit :

#8

reti

. ********************************i

BTc_WaveData:

(Bisa dilihat di

CD pendukung)

End Program BTc_Audio.asn di atas adalah program untuk memainkan BTc audio dengan dekoder RC-2 yang terhubung ke P2.0 dan P2.l (BTc-Out). Program ini akan memainkan file wav yang menyimpan suara yang mengatakan " welcome to programming and interfacing microcontroller AT89S52'. Ftle wav sepanjang 5.5 detik dan memiliki format 8 bit mono dengan frekuensi sampling 8 kHz diubah menjadi BTc audio dengan nilai Fineness BTcl1. Data audio hasil konversi dari file wav disimpan di tabel data, yang karena ukurannya yang besar tidak ditunjukkan di sini, BTc-WavData. BTc Encoder akan menentukan nilai resistor 5161 (^) (2R = 10322 ,f) atau kira-kira 10 KO).

Program terdiri atas 2 bagian utama, pembacaan tabel data dan pengiriman bit-bit data ke dekoder RC-2. Pembacaan tabel data dilakukan di program utama sedangkan pengiriman bit-bit data dilakukan melalui interupsi Timer 0. Timer 0 bekerja pada mode 2 (auto-reload 8 bit) dengan nilai auto-reload menentukan bit rate (kecepatan bit) pada saat memainkan data BTc audio. Bit rate harus ditentukan dengan menyesuaikan format file wav dan bagaimana file wav tersebut di-enkode oleh enkoder BTc. File wav dengan frekuensi sampling yang lebih tinggi atau di-enkode dengan rrilai Fineness yang lebih tinggi, memerlukan bit rate yang lebih tinggi. Artinya la;'u overflow/interupsi Timer 0 harus tinggi, dengan kata lain nilai auto-reload (TH0) harus tinggi pula.

Pembacaan tabel data dilakukan di subrutin Read-BTc-Dara. Subrutin diawali dengan menyimpan 01H ke register R1, R2, dan R3. Ketiga register ini digunakan untuk mengetahui akhir tabel data. lika ketiga register ini dioR-kan dengan A dan menghasilkan 0, maka itu adalah byte terakhir dari tabel data (dalam hal ini tabel data diakhiri deng,an 4 bytc rllta bcrrrilai 0).

Antarmuka dengan Sinyal Analog

449

Internal RAM Bit_Counter diisi dengan 8 yang menunjukkan banyaknya bit data. Port BTc_Out (P2) ya.rg terhubung dengan dekoder BTc di-set di bit ke0 dan di-clr di bit ke-l. Dua alamat bit, masing-masing Last_Bit dan PlayBack_Flag, digunakan untuk menyimpan bit terakhir yang dikirimkan dan status pengiriman data BTc. iika bit PlayBack di-set artinya semua bit dari byte data yang dibaca telah selesai dikirimkan ke dekoder BTc. DPTR kemudian diisi dengan alamat awal tabel data BTc-WaveData dan byte tabel data dibaca dan disimpan di akumulator. Program kemudian mengecek apakah ini byte terakhir atau bukan. Byte data disimpan dulu di memori stack, lalu di-OR-kan dengan register R1, R2, dan R3. |ika operasi ini menghasilkan 0 di A, program kemudian akan melompat kembali ke ReadBTc_Data untuk memainkan BTc audio dari awal. iika bukan 0, dilanjutkan ke baris instruksi selanjutnya. Byte data diambil kembali dari memori. Isi register R2 dipindahkan ke R3, R1 ke R2 dan byte data yang baru dibaca disimpan ke R1. Dengan demikian R1, R2, dan R3 akan menyimpan 3 byte data terakhir. Timer 0 dijalankan dengan mengeset bit TR0. Program kemudian menunggu sampai bit PlayBack-Flag di-set sebagai tanda bahwa semua bit telah dikirim ke dekoder RC-2. Program akan kembali me-reset bit PlayBack*Flag dan mematikan Timer 0. Isi DPTR dinaikkan dan program kembali membaca byte data BTc audio (program melompat ke ReadBTc*Data_Loop

1) .

Pengiriman data ke dekoder RC-2 dilakukan setiap kali terjadi interupsi Timer 0. Setelah program membaca 1 byte data, Timer 0 akan diaktifkan. Ketika mengalami overflow, interupsi Timer 0 akan terjadi dan program melompat ke alamat ISR Timer 0 (TimerO-lSfl. Program kemudian memanggil subrutin Play*BTc-Audio. Bit Last-Bit yang menyimpan bit terakhir dipindahkan ke C. Bit C kemudian dipindahkan kebir BTc_Bitl,bit ke-1 dari BTc-Buffer. Byte data BTc yang disimpan di A digeser ke kiri dan disimpan ke bit C karena dalam BTc bit MSB harus dikirim terlebih dahulu. Bit C kemudian ditransfer lagi ke BTc-Bir0, bit ke-0 dari BTc-Buffer (bit ken), dan kebit Last-Bit akan menjadi bit ke-(n-1) pada pengiriman berikutnya. BTc-Buffer yang sekarang menyimpan bit ke-n dan bit ke-(n-1), kemudian dikirimkan ke dekoder RC-2 (BTc-Our) arrinya bit ke-n dan bit ke-(n-l) dikirimkan secara simultan. Dalam BTc dengan dekoder RC-2, tidak disararrkln urrtuk mengirimkan kedua bit dalam waktu yang berbeda

Teknik Antarmul
Antarmuka dengan Sinyal Analog

45r

(melalui instruksi bit) karena bisa menimbulkan noise yang lebih besar pada sinyal audio. /

secara umum, jika hanya untuk mengeluarkan rrorce, teknik BTc audio adalah solusi yang ekonomis. untuk musik, BTc audio masih kurang sesuai

Bit-Counter dikurangi, jika sudah 0 ini berarti 1 byte data telah selesai dikirimkan ke dekoder RC-2. Bit PlayBack_Flag di-set dan Bit_Counterdiisi lagi dengan 8 agar subrutin di program utama membaca byte data selanjutnya. lika Bit_Couarer belum 0, maka pada interupsi Timer 0 selanjutnya, program akan mengirim bit selanjutnya dari byte data yang

mengingat musik adaiah sinyai kompleks dengan komponen dan lebar frekuensi yang lebih banyak. Dibutuhkan filter yang dirancang dengan baik untuk memainkan musik melalui BTc audio. solusi yang terbaik adalah

sedang dibaca.

Hasilnya? Kalimat " lVelcome

to programming and interfacing

micro-

controller AT89S52' bisa didengar dan dikenali walaupun noise masih sangat tinggi. Untuk mengurangi noise ini, bisa dilakukan dengan menambah filter pelewat rendah (low pass lilter). LPF bisa menggunakan sebuah filter aktif (dengan op-amp) atau mengguuakan rangkaian RC (Gambar 9.22). Dengan penambahan LPF, noise bisa ditekan dan kualitas suara BTc menjadi lebih baik.

Bit0

Eitl

Audio 0ut

Gqmbor 9.22 Dekoder

RC-2 dengon Filter

Cara lain untuk meningkatkan kualitas BTc audio adalah dengan memper* besar frekuensi sampling sinyal asal (file wav) atau mengubah nilai Fineness menjadi BTc16 atau BTc32. Tetapi ukuran tabel data akan menjadi besar dan mungkin diperlukan sebuah memori eksternal untuk menyimpan data BTc

audio. Selain itu, frekuensi sampling atau nilai BTc yang lebih tinggi memerlukan kecepatan data yang tinggi pula. Oleh karena keterbatasan frekuensi osilator yang hanya sampai 24 MHz, AT89S52 dipastikan tidak akan bisa memainkan BTc audio dengan frekuensi sampling yang tinggi. File bantuan (help) yang menyertai program enkoder menjelaskan teknik-teknik yang bisa dilakukan untuk meningkatkan kualitas BTc audio.

menggunakan IC penyimpan audio.

452

Teknik Antarmul
AT89552

BAB IO R -485r JARINGAN MIKROKONTROLER

Mikrokontroler AT89S52 dilengkapi dengan sebuah port serial, yang dengan fasilitas komunikasi multiprosesornya memungkinkan beberapa AT89S52 saling berkomunikasi dan membentuk jaringan. Namun diperlukan sebuah

koneksi khusus untuk membentuk jaringan mikrokontroler. Protokol komunikasi jaringan juga harus dikembangkan agar komunikasi berjalan dengan semestinya. Salah satu tipe komunikasi yang paling sering digunakan untuk membentuk jaringan mikrokontroler adalah standar RS-485. Standar yang mempunyai nama resmi TIA/EIA-485-A untuk menandakan badan yang mengembangkannya, yaitt Electronics Industry Association (EIA) dan Telecommunications Industry Association (TIA), adalah tipe koneksi yang murah dan sederhana. Dokumentasi yang dikeluarkan oleh EIA/TIA mengenai RS-485 ini tidak secara spesifik menyebutkan mengenai protokol komunikasi yang bisa digunakan. Namun, dalam banyak aplikasi, RS-485 menggunakan protokol kornunikasi yang terkenal yaitu komunikasi serial UART. Dengan demikian setiap mikrokontroler yang dilengkapi dengan port serial yang mendukung UART bisa dengan mudah dihubungkan dengan jaringan RS485.

I O.I TINJAUAN STANDAR RS.485

to.r.r

SPEslFlKASl DASAR RS-485

Berbeda dengan standar RS-232 yang menggunakan ground bersama (common ground), RS-485 menggunakan 2 buah kabel untuk menyalurkan sinyal data dan kebalikannya dengan tidak menggunakan ground bersama. Sistem ini clinamakan dengan sinyal diferensial atau balanced. Sementara RS232 atatr sistcrrr grourrcl bersama dinamakan sinyal unbalanced atau single'

i

454

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

AT89552

dengan sinyal ended.Dalam Rs-485 sinyal data yang tidak dibalik dinamakan B' Sebuah IC sinyal dengan A, sementara sinyal kebalikannya dinamakan

pengubahlevelRS-4S5diperlukanuntukmengubahsinyallevelTTLmenjadi Unrced RS-485 (disebut dengan pengirim ata:u rransmitter ata]u

iinlA

455

R1485: Jaringan Mikrokontroler

lukan 2 buah kabel (untuk sinyal A dan B) di mana sinyal A dan B untuk driver dan penerima diparalel (biasanya di internal IC RS-485 seperti terlihat pada Gambar 10.1). Sedangkan sistem dupleks penuh memerlukan 4 kabel, masing-masing 2 untuk sinyal A dan B, driver dan penerima yang terpisah.

dri,er)d.anjugauntukmengubahsinyalRS-4S5menjadisinyalTTL(disebut penerimaatalreceiver).Pengirimdanpenerimabiasanyadibuatdalamsatu

Maxim' .nip fC, misalnya SN75176 dari Texas Instruments atau MAX485 dari IC ini dinamakan dengan TransceiverRS-485' penerima RS-485 bekerja dengan membaca perbedaan teganSan antara sinyal sinyal A lebih besar minimal 200 mV dari sinyal B'

RC

I.ICC

EE DE

E .t-t

DI

GI'JT]

A dan sinyal B. |ika

jika sinyal B lebih besar keluaran penerima akan berlogika tinggi' Sebaliknya' rendah' minimal 200 mV dari sinyal A, keluaran penerima akan berlogika keluaran yang Perbedaan tegangan di bawah 200 mV akan mengakibatkan di keluaran penerima' Sebuah driver RS-485 harus

tidak terdefinisi

mempunyai perbedaan minimal 1'5 V antara sinyal A dan B'

(aJSimbol Gombor

I O.I

.2

(Lr)

Iderrrasal DII'

B

Firr

l0.l l( R5-485 (SN75l 76)

TOPOLOGI JARINGAN RS.485

ketahanannya terhadap Salah satu keuntungan dari sistem diferensial adalah di sinyal A dan B' hadir sinyal noise akan selalu

gangguan noise. Walaupun memunyai level yang namun hampir semua noise yang menumPang tersebut

sama (disebut common mode noise), sehingga

nilai perbedaan

tegangan

IJENGTEIhI

antaraAdanBakantetapsamawalaupunditumpangiolehsinyalnoise.

perbedaan tegangan Berbeda dengan sinyal unbalancedyang akan membaca jika perbedaannya minimal antara sinyal data dengan sinyal ground di mana 1 V akan 3 V akan dibaca sebalai logika tinggi, dan perbedaan di bawah data serta sinyal menumpangi dibaca sebagai logika rendah. Sinyal noise yang pembacaan level noise yang ada di sinyal ground akan menyebabkan salah

digital. bisa lebih jauh Dengan ketahanannya terhadap noise, panjang kabel RS-485

daripadapanjangsaluranpadaRS_232.Spesifikasiyangdikeluarkanoleh 4000 kaki EIAiTIA menetapkan p"r,ju.,g maksimum kabel RS-485 adalah 10 Mbps adalah (kira-kira 1219 meter). ieda.rgkan kecepatan data maksimum pada kecepatan maksimum panjang kabel itvtega bit per second), walaupun hurlu ,"-pai 50 kaki (15 meter)' Pada jarak maksimum' kecepatan data hanya 90 kbps (kilo bPs)' (half duplc'u) mendukung komunikasi dua arah bergantian Standar RS-485

dan dua arah penuh

(full duplex)'

Sistem dupleks sctcngah hanya mctncr

Gqmbor 10.2 Sistem Bolonre

FEI{ERI1IA RS-485

Jaringan RS-485 yang paling sederhana terdiri atas sebuah pengirim dan penerima RS-485 yang saling berhubungan (Gambar 10.2). Tipe hubungan

seperti

ini

adalah sistem komunikasi searah Qimplex). Pengirim dan

penerima bisa dihubungkan dengan jenis kabel apa saja, namun jika jarak antara pengirim dan penerima sangat jauh, disarankan untuk menggunakan

jenis kabel yang dinamakan twisted-pair. Pada transmisi data digital berkecepatan tinggi, radiasi elektromagnetik (EMI = electromagnetic interference), baik yang dihasilkan oleh saluran transmisi atau yang diterima dari sumber lain, akan mengganggu sistem jika tidak ditangani dengan benar. Penggunaan kabel jenis twisted pair akan mengurangi pengaruh EMI. |aringan komunikasi 2 arah minimal dibangun oleh 2 buah transceiver RS485 yang bisa dihubungkan dengan sistem 2 kabel (2 arah bergantian) atau sistern 4 kalrt'l (2 arah penulr). Pada sistem hubungan seperti ini kedua

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

456

AT89552

transceiver tersebut bisa berkomunikasi 2 arah, walaupun pada sistem half duplex arah komunikasi harus bergantian.

RS-485: Jaringan l,likrokontroler

451

RS-485 master telah diaktifkan, jika tjdak, data akan hilang. Semua

ini diatur

oleh software protokol jaringan. Jika diinginkan, sebuah slave

bisa

berkomunikasi dengan slave yang lain, masrer juga harus diberi alamat. Tetapi software akan menjadi lebih rumit.

TEAI{

TEIHSCIIVTR

S I]

E

IV EB

!ll

Gqmbor 10.3 Sistem Holf Duplex [5-485

"li

t\

\--./^r-r-,.-ti1-'a-y'-1-,

'tTt

7ff---/t[t <"Jfliif i-- \f\/'\ r\ /-'i ='r7=F_t_[u::,iJJJl__)y --<+_JJ.JJ._,1 /*_/*J._,/*J TEA IISC tIUE

TFI,IISCE /tE

E

Gombor 10.4 Sislem tull Duplex

RS'485

faringan RS-485 yang "sebenarnya" dibentuk oleh beberapa transceiver RS485 yang saling berhubungan. fika menggunakan transceiver dengan bagian penerima mempunyai impedansi masukan 12 kO, 32 buah transceiver bisa dihubungkan ke jaringan. Namun, jika menggunakan IC dengan impedansi

masukan yang lebih besar, jaringan bisa dibangun sampai 256 buah rransceiver. Sistem 2 kabel diperlihatkan oleh Gambar 10.5. Dalam sistem jaringan seperti ini, pada saat iaringan dalam keadaan idle hanya 1 pengirim dari sebuah transceiver yang terhubung ke jaringan, sedangkan transceiver

yang lain terhubung ke jaringan melalui penerimanya. Pin pengendali pengirim dan penerima yang akan mengatur hal ini. Transceiver yang terhubung sebagai pengirim dinamakan Master, sedangkan transceivertransceiver lain dinamakan slave. Transceiver yang bertindak sebagai master akan mengatur komunikasi jaringan. Setiap slave diharuskan memiliki identitas atau alamat yang berbeda satu sama lain. Pada saat komunikasi, master akan mengirimkan alamat slave yang dituju. Hanya slave yang alamatnya sesuailah yang akan merespons permintaan dari master. Master kemudian akan mengaktifkan penerima RS-485-nya (dan tentu saia peng,irim dimatikan), slave yang dimaksud kemudian merespons dengan meng,aktifkan pengirim (penerima rnati). Tcntu sajl slavt'ltarlts tnt'trttnggrr sarnpiti trt'tlt'riltt,t

TRAI'IStEI1ER-1 TRAI'.I5|EI?nR-Z Gombor I 0.5 Joringon

TRAhI5CEII/EH_N TRAhISCEII/EH-I!

RS-485 dengon Sistem 2 Kobel

Pada sistem 4 kabel (Gambar 10.6), juga berlaku hubungan masrer dan slave (Transceicer-1 bertindak sebagai master). pengirim dan penerima master bisa

terus diaktifkan sehingga master tidak perlu melakukan switchingpengirim

Di sisi slave, hanya bagian penerima yang bisa terus diaktifkan, sedangkan pengirim terap harus dikendalikan mengingat dalam suatu waktu hanya boleh ada satu slave yang mengaktifkan pengirimnya. Master tetap bertindak sebagai pengendali jaringan, dan slave akan melakukan respons ]'ika menerima alamar yang sesuai yang dikirimkan oleh master. Dalam tipe jaringan seperri ini, tidak dimungkinkan sebuah slave melakukan komunikasi langsung dengan srave yang lain. software pengarur jaringan bisa dibuat lebih mudah daripada sofrware untuk mengatur jaringan dan penerima.

dengan sistem 2 kabel.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89552

458

R5-485: Jaringan l'likrokontroler

459

120 O karena jenis kabel twis te d -pa i r y an g biasa dipakai dalam jaringan ini memiliki impedansi karakteristik 120 O.

TRAI'JSCEIWR-1

(aJ Sistern

2

Kabel

(bJ

Sistem 4 Kabel

Gqmbor 10.7 Resistor lerminosi

Namun penambahan resistor ini memberikan efek pada pembiasan jaringan. TF.AI.ISCEIIIER-2 TRANSCEII/TR* Gombor I0.6 Joringon

TF.AI{SCEIl/ER-(N-1)

RS-485 dengon Sislem 4 Kobel

Selain tipe jaringan yang telah diterangkan di atas, RS-485 juga memungkinkan lebih dari satu master dalam jaringan. Namun hal ini membutuhkan protokol jaringan yang lebih rumit agar tidak terjadi tabrakan data (dara collisions) di mana dalam satu waktu beberapa master berinisiatif melakukan komunikasi. Untuk itu diperlukan metode untuk mendeteksi error dan sistem yang memungkinkan untuk mengirimkan kembali data yang rusak.

Hal lain yang perlu diperhatikan ketika merancang jaringan RS-485 adalah masalah impedansi dan pembebanan jaringan. Impedansi yang tidak cocok (unmatch) antara pengirim, penerima dan saluran transmisi (impedansi karakteristik kabel) akan mengakibatkan sinyal yang dikirimkan oleh pengirim tidak semua diserap oleh penerima, tetapi akan dipantulkan kembali ke pengirim. Sinyal pantulan ini bisa menyebabkan kerusakan data. Mencocokkan impedansi antara pengirim, penerima dan saluran transmisi (impedance matching) bisa menghilangkan sinyal pantulan ini. Catatan-catatan aplikasi yang dikeluarkan pengembang atau pembuat IC atau sistem RS-485 menyebutkan, untuk mengatasi masalah impedansi jaringan bisa dilakukan dengan menambahkan resistor terminasi (termination resisto) di kedua ujung jaringan (pada Gambar 10.5 resistor harus dipasang di

Transceiver-1 dan Transceiver-N). Nilai yang paling umum dipakai adalah

Normalnya transceiver RS-485 mempunyai resistor bias internal, kira-kira 100 kO yang menghubungkan terminal A dengan VCC (pull up) dan menghubungkan terminal B dengan GND (pull down). Kedua resistor bias ini akan menjaga agar tegangan terminal A lebih positif daripada regangan terminal B (perbedaan minimal 200 mv). Sehingga, pada saat pengirim tidak aktif, keadaan logika jaringan bisa diketahui. Penambahan resisror terminasi akan mengakibatkan perbedaan tegangan jatuh menjadi beberapa mV sehingga bisa menyebabkan kesalahan pembacaan data. untuk itu resistor bias eksternal harus dipasang, yaitu resistor pullup yang menghubungkan terminal A dengan VCC dan resisror pull down yang menghubungkan terminal B dengan GND. Pada sisrem 4 kabel, resisror bias harus dipasang di sisi penerima. Nilai resistor bias bergantung pada nilai resistor terminasi yang digunakan. Nilai resistor bias yang kecil akan membuar sistem menjadi kebih

kebal terhadap noise, namun pemakaian daya menjadi tinggi. Nilai resisror bias yang tinggi bisa mengurangi pemakaian daya. lika jarak antar-transceiver

cukup pendek, resistor rerminasi dan pembiasan mungkin tidak diperlukan.

Ieknik Antarmulta dan Pemrograman I'likrokontroler

460

AT89S52

R1485: Jaringan I'likrokontroler

yang tampil

46t

di layar monitor komputer

akan sama dengan data yang

tertampil di display. [anngan R5-485

DATA

II{

DATA OUT

Gombor I0.8 Resistor

Bios

untuk hal-hal yang lebih detail mengenai perancangan jaringan RS-485 bisa dilihat di cataran-catatan aplikasi yang dikeluarkan oleh pengembang RS-485, misalnya Maxim (www.maxim-ic.com), B&B Electronics (www'bb-elec' com), atatTexas Instrumertts (www.ti.com) dan masih banyak lagi'

1O.2 JARINGAN R5-485 DENGAN AT89S52 Salah satu contoh aplikasi RS-485 adalah pemantauan output produksi di sebuah pabrik. Misalnya sebuah pabrik mempunyai beberapa line produksi di mana setiap line mempunyai alat pemantau output berupa display yang

menampilkan output aktual dan target yang harus dicapai' Alat Pemantau tersebur dihubungkan dengan sebuah komputer yang ada di kantor manajer atau supervisor produksi melalui jaringan RS-485 sehingga bisa memantau kondisi output setiap line tanpa harus pergi ke line tersebut,yang jaraknya bisa cukup jauh.

oleh Gambar |aringan RS-485 untuk alat pemanrau produksi ini ditunjukkan 10.9. Komputer bertindak sebagai master jaringan, sementara alat pemantau yang berupa display bertindak sebagai slave. Display, yang dibangun oleh mikrokontroler AT89S52, akan menampilkan output aktual dan output target yang harus dicapai berdasarkan waktu yang diperlukan untuk I output

(waktu standar). Waktu standar dan total jumlah output yang harus dikerjakan oleh setiap line dikirimkan oleh komputer' Setiap line bisa memproduksi barang yang berbeda. selain itu, komputer setiap saat (setiap I detik misalnya) akan mengecek data yang tertampil di display, schingg,a clata

Kcrmputer (lulaster)

Linel (ila:,,e-1)

Display

Line2 Display Line3 (S1a,"'E-2) (S1ar,,e_B)

Display

Gombqr I0.9 Joringon Alot Pemontou Produksi

Jaringan dirancang unruk sistem 2 kabel (dua arah bergantian). Protokol pun dirancang untuk 2 kabel, namun dengan sedikit modifikasi protokol rersebut bisa dibuat untuk sistem 4 kabel.

IO.2.I

RANCANGAN HARDWARE

Hardware dari sistem ini terdiri atas komputer dengan anrarmuka RS-232 ke RS-485 dan unit display yang akan menampilkan ourput aktual (5 digit) dan output target (iuga 5 digiQ. Display menggunakan 7 segmen yang dikendalikan menggunakan register geser sehingga diperlukan 10 buah 7 segmen dan l0 buah register geser.

lO.2.l.l Anlormukq RS-232 ke RS-485 Antarmuka RS-232 ke RS-485 akan mengubah sinyal RS-232 dari port serial komputer men;'adi sinyal TTL untuk kemudian diubah menjadi sinyal RS485. Rangkaiannya ditunjukkan oleh Gambar 10.10.

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokont'|91AI89552

462

R1485: Jaringan tlikrokontroler

46i

sedangkan IC911 digunakan untuk menyediakan sinyal untuk mengatur arah

data RS-485 (mengirim atau menerima). Tegangan eksternal 5 Volt P"9ll

4Iir

A l.l-:c K DHN Hrl W 1r,I414E+

5

ICe1oH11L1

|

F54B-5,T;{

+

I t rtflo 4HT

-l rl I { r I----l A Vl]C

11i8

K 6Htl Hil \,b

D91l 1N4148

diperlukan untuk memberikan tegangan catu daya untuk lC opto-isolator dan IC transceiver RS-485. Untuk mengurangi pengaruh noise dari catu daya, kapasitor 100 nF perlu dipasang di ketiga IC sebagai filter catu daya. Pemasangan kapasitor ini harus sedekat mungkin dengan IC.

Sinyal DTR (data terminal ready) dan RTS (request to send) dari PC digunakan untuk menyediakan tegangan untuk photo transistor IC912, di mana RTS menyediakan tegangan positif dan DTR menyediakan tegangan negatif. Selain itu RTS juga digunakan sebagai sinyal pengendali untuk mengatur arah aliran data IC RS-485 yang diatur secara software. Pada saat mengirim, RTS harus berada di tegangan negatif (space). Keadaan ini akan menyebabkan photo transistor di IC912 dan LED di IC911 mati. Keluaran IC911 akan berada di VCC (logika tinggi). Sinyal kendali untuk pengirim (DE) dan penerima ( nf ) tCStS saling dihubungkan. Pada kondisi ini, bagian pengirim IC9l3 akan aktif sehingga data yang dikirimkan dari port serial komputer bisa dikirimkan ke jaringan RS-485. Pada saat menerima, RTS harus berada di tegangan positif (mark) untuk mengaktifkan IC912 dan membuat keluaran IC91 1 berada di logika rendah yang akan mengaktifkan bagian penerima IC913. Sinyal DTR selalu berada di tegangan negatif.

10.2.1.2 Unit Disploy I

liD 4ft,

g !ne oEE rf913 5I'l-/-51f6E

Gqmbor I0'10 Anlormuko

RS-232 ke R5-485

3 buah optoRangkaian pengubah RS-232 menjadi sinyal TTL menggunakan rangkaian isolator (IC910, IC911, IC912), sehingga akan menghasilkan 2 terdapat (dalam gambar terisolasi antara komputer dengan jaringan RS-485 tersebut)' isolasi berbeda yang menunjukkan adanya

simbol ground yang

ICgl0menyediakansinyalTXdarikomputerdandiubahmenjadisinyalT.I'1, (1C91:l)' IC9.l 2 mcncrirna yang kemudian disalurkan ke IC pengirim RS-485 drt, ao.; penerima RS 485 claD rnengttbaltlryir rrrcrriiltli sirryal lis 2:i2'

Diagram blok unit display diperlihatkan oleh Gambar 10.11. Unit ini terdiri atas blok ADDRESS sebagai penentu alamat untuk unit display, blok display 7 segmen untuk menampilkan output target dan output aktual, sebuah saklar sebagai sensor output aktual, dan blok RS-485 yang akan menghubungkan unit ke jaringan. Display 7 segmen menggunakan teknik register geser; karena dirancang untuk menampilkan 10 digit (masing-masing 5 digit untuk target dan aktual), maka diperlukan 10 buah 7 segmen dan 10 buah register geser. Penjelasan mengenai cara kerja display bisa dilihat di Bab 6. Bagian ADDRESS dibangun oleh sebuah saklar DIP16 (8 saklar). Pada posisi ON mikrokontroler akan membaca "0", sedangkan pada posisi OFF akan membaca logika "l". Dengan menggunakan 8 bit alamat unit display bisa clikembarrgkrrn srrrnpli 256 buah, tentu sal'a jarrngan dibangun dengan rnt,nrpt'r'lrutikirn rtrrrrtlirr l{S 4ft5.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AIB9552

464

RS-485: Jaringan l,likrokontroler

@ I

465

Deri TX (P3.1 He Rri (F3.0J

Dari F1 .3 5tJ75176E

INTI Sallar Output

-

{:

Gombor 10.13 Anlormuko

-L AT89552 Gombor

l0.l I

Diogrom Blok Unit Disploy

Sebuah saklar dihubungkan ke pin P3.2. Saklar ini digunakan untuk memberikan tanda setiap kali sebuah barang telah selesai diproduksi. Pembacaan saklar dilakukan melalui interupsi eksternal ke-0.

1O.2.2

Gumbor 10.12 Soklor Pengolur Alomot

dihubungSeperti halnya antarmuka RS-485 untuk RS-232, mikrokontroler Instruments Texas dari dengan jaringan RS-485 melalui IC transceiver

RS-485

PROTOKOL JARINGAN DAN RANCANGAN SOFTWARE

Software untuk mengatur jaringan RS-485 ini adalah software untuk komputer yang berfungsi sebagai master dan software untuk unit display yang bertindak sebagai slave. Software komputer dibuat dengan bahasa pemrograman Delphi 6 yang dirancang untuk bisa berkomunikasi dengan jaringan RS-485 melalui port serial PC. Sedangkan program untuk unit display dirancang dengan memanfaatkan fasilitas komunikasi multiprosesor yang dimiliki oleh AT89S52 (bit SM2).

kan

sN75176. Pin D dan R dihubungkan dengan port serial mikrokontroler, dihubungkan ke sedangkan pin pengendali, DE dan yang saling dihubungkan' ,,01, dan logika penerima bagian di pi, ini akan mengaktifkan pin rt".e. Logika "1" akan mengaktifkan Pengirim'

10.2.2.1 Prolokol Komunikosi Joringon Protokol komunikasi antara master dan slave perlu didefinisikan terlebih dahulu sebelum merancang software-nya. Pada dasarnya ada 2 protokol komunikasi antara master dan slave, yaitu pengiriman data pengaturan ke unit display dan permintaan data dari unit display oleh komputer. Data pengaturan yang dikirimkan ke unit display adalah waktu standar (standard rime), yaitu waktu yang diperlukan untuk memproduksi 1 buah produk dan total jtr rnlrrh procluk yang hanrs dihasilkan oleh line produksi yanB lrclslrrgkrrt.rrr lirrl;rrrgk:rrr tlatl yang clikirimkln rlari urrit display ke kornputt'r

leknik Antarmul
466

R5-485: Jaringan l.likrokontroler

461

adalah sama dengan data pengaruran (waktu standar dan jumlah produksi) ditambah dengan output target berdasarkan waktu standar dan output aktual

menjawab dengan mengirimkan kembali byte ACK sebagai tanda bahwa

pada saat itu.

Master kemudian mengirimkan data ke slave yang bersangkutan ,yaitu waktu standar (STD TIME) dan jumlah produksi untuk line tersebur (PROD QTY). STD TIME dinyatakan dalam detik dan dalam program ditentukan I - 100

Sebelum mengirimkan perintah untuk mengirim data pengaturan atau membaca data dari unit display, master akan mengirimkan alamat unit display yang bersangkutan terlebih dahulu. Unit display dengan alamat yang sesuai akan merespons pengiriman alamat tersebut, sehingga proses selanjutnya bisa dilakukan. Jika tidak ada respons dari unit display yang bersangkutan' berarti

unit display tersebut sedang tidak aktif (off line). Formar komunikasi serial yang digunakan adalah UART dengan data 8 bit dan 1 bit paritas dengan kecepatan 9600 bps (pada AT89S52 port serial bekerja pada mode 3). Bit paritas bisa diatur menjadi bit 1 atau bit 0' Pada saat mengirimkan alamar bit paritas diatur menjadi bit 1, semua slave yang terhubung ke jaringan akan menerima alamat I byte ini. Slave dengan alamat yang sama akan merespons. Setelah ini bit paritas diatur menjadi bit 0, sehingga jika ada data di jaringan hanya master dan slave dengan alamat yang

slave siap menerima data.

detik. Data

langsung dalam data heksa 1 byte (01H - 64H) sehingga slave bisa langsung menyimpannya ke memori. Sedangkan PROD QTY dikirimkan dalam karakter ASCII, data ini bisa bernilai I - 65000 atau dalam bilangan heksa 0001H - FDE8H. Misalnya jika PROD QTY adalah 2000 (07D0H) maka data yang akan dikirimkan ke slave sebanyak 4 byte.

yaitu karakter "0" (30H), "7" (37H), "D" (44H) dan "0" (30H). Slave yang menerima harus mengubah data yang diterima dari karakter ASCII menjadi bilangan heksa 16 bit sebelum menyimpannya ke memori. MAETER

SLAVE

lAppREsSl

lEoMMAtrp-l

@ Gombqr 10.15 Protokol unluk memboro dolo dori

TD TII.IEIPROD QTY

lEOllMAHD"l

m

IAppREssl

SLA\/E

sesuai yang akan bisa menerima.

I,,IASTEE

ini dikirimkan

m

Gombor I 0.1 4 Prolokol unluk Mengirim Doto Pengoluron

Gambar 10.14 memperlihatkan protokol komunikasi untuk mengirim data dari komputer (master). Pertama master akan mengirimkan alamat slave yang dituju (1 byte yang dalam contoh program alamat yang akan dikirim adalah 01H,02H atau 03H), bit paritas diset menjadi bit 1. Semua mikrokontroler slave akan menerima byte alamat ini karena pada saat ini bit SM2 di-set. Jika

alamatnya sesuai, slave yang bersangkutan akan merespons dengan mengirimkan byte ACK (acknowledge) yang didefinisikan sebagai karakter ,,!,, (tanda seru). Pada saar ini, bit paritas di-set meniadi bit 0 (komputer mengubah pengaruran port serial), pada mikrokontroler dilakukan dengan mereser bit ke-9 yang dikirim (bir TB8) dan bit SM2 direset juga. Master kemudian mengirimkan byte perintah (COMMAND) untuk mengirim data "A" pengaruran unit dispiay. Byte perintah yang dikirirnkan adalah karaktcr (41H). Slave yang aktil kernttcliar.r akatr tnt'tnbacrt bvlr'Pt'rirttrtlr irri tllrr

Slove

Protokol untuk membaca data dari slave diperlihatkan oleh Gambar 10.15. Seperti halnya pada saat mengirimkan data pengaturan, master pertama kali akan mengirimkan hlamat (1 byte) dan slave yang mempunyai alamat yang sama akan mengirimkan byte ACK. Setelah menerima byte ACK, master akan

mengirimkan byte COMMAND, untuk membaca data dari slave. Byte COMMAND didefinisikan sebagai karakter "R" (52H). Tentu saja pada saat ini bit paritas telah diatur menjadi bit "0", sehingga komunikasi hanya terjadi antara master dengan slave yang mempunyai alamat yang sama.

Setelah menerima byte COMMAND, slave akan mengirimkan byte ACK terlebih dahulu. Data yang dikirimkan oleh slave adalah STD TIME (waktu standar), output aktual saat itu (ACTUAL), output targer berdasarkan waktu standar (TARGET), dan jumlah produksi (PROD QTY). Data-data ini dikirimkan dalam bentuk bilangan l6 bit yang telah diubah menjadi karakter ASCII, jumlah keseluruhannya adalah 15 byte. Misalnya pada saat pengaruran STD adalah 5 detik, jumlah produksi 2000 (07D0H), output aktual adalah 100 (64H) dan output target adalah 102 (66H), maka slave akan mengirimkan data "!050066006407D0". Master hanrs mengolah data ini sesuai dengan ururan

tlatl.

468

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89552

protokol komunikasi yang diterangkan di atas sanSat sederhana, tidak ada penanganan error namun cukup untuk master dan slave saling berkomunikasi. Untuk aplikasi yang lebih kompleks mungkin diperlukan penanganan error ini. Salah satu caranya adalah dengan menambahkan check sarn pada byte data yang dikirim, biasanya 1 byte. Penerima data harus mengecek ke meminta harus check sum ini. Jika ada kesalahan di check sum, penerima pengirim untuk mengirim ulang data tersebut' Byte check sum didapat FFH' d".rgun meniumlahkan semua byte data, kemudian di-AND-kan dengan operasi dan penjumlahan hasil Kemudian bilangan 100H dikurangi dengan AND tersebut, hasilnya adalah byte check sum' Mengingat kecepatan antara komputer dan mikrokontroler yang berbeda' dan maka waktu tunda antara penerimaan dan pengiriman data dari master

RS-485: Jaringan l'likrokontroler

Setting

Line

:il""-- -i

standar Time (51

ijb*"- "il

Prod.

Qty

-

iisoo

-

5i Bead data"'oK

Monitor Lrne 01 0N LINE

Line

Line 02 OFF

LIHE

Line 03 0N LINE

STDTime= g STDTime= [ ,STDTime= 10 Prod. Gty = 500 Prod. Oty = Q Prod. Oty = 1500 rTarget = g J, Target = Q Target = J Actual = Q Actual = ,,Actual = Q

Gombor 10.16 Progrom l(omputer sebogoi Moster

bisa hilang. slave atau sebaliknya juga harus dipertimbangkan. )ika tidak, data

10.2.2.2 Soflwqre unluk Kompuler (Moster)

469

Setelah diinstal dan di-register ke Windows melalui program instalasi, Mscomm diimpor ke Delphi melalui men:u Component/Import ActiveX Control. Melalui kotak dialog Import ActiveX, pil1h Microsoft Comm Conrrol 6.0 (Version 1. 1) lalu klik tombol Install. MSComm yang telah terinstal akan

6' Software komputer dibuat dengan bahasa pemrograman Borland Delphi Pen' lSoftware ini Source code-nya bisa diperoleh di CD pendukung buku PC Program' Tampilan programnya diperlihatkan oleh

berada

danjumlahproduksi.}ikalineyangbersangkutantidakaktif(offline)' program akan menampilkan pesan bahwa line tersebut off line' Untuk

Monitor memoniror kondisi setiap line, dilakukan dengan menekan tombol

literatur atau buku mengenai Delphi. Cara penggunaan komponen MSComm cukup mudah dan sederhana. MSComm memunyai properti, fungsi dan prosedur yang cukup lengkap untuk mengendalikan port serial. Salah satu propertinya adalah RTSEnable yang bisa digunakan untuk mengatur pin RTS yang dalam contoh aplikasi di bab ini digunakan untuk mengarur IC RS-485

O1\/makaprosramakanmembacadatadarisetiaplinedanmenampilkannya

pada saat mengirim atau menerima data.

dukunglRs-485 menekan Gambar 10.16. Untuk mengirim data pengaturan dilakukan dengar:r standar waktu tombol .9end, tentu saja setelah memilih line dan menentukan

di layar.

Untuk berkomunikasi dengan port serial, software ini menggunakan sebuah komponen ActiveX d'art Microsoft yaittt mscomm32'ocx (MSComm)' Komponen ini harus di-instal dan di-register ke sistem windows terlebih dahulu sebelum menialankan program RS-485 Master' jika tidak' program tidak akan bisa dijalankan. Kecuali jika di komputer telah ter-instal program visual Basic, karena MSComm adalah komponen bawaan visual Basic. Untuk menginstalMSComm,bisadilakukandenganmenjalankanfileinstalasiyang

,dudiCDpendukurrg|softwarePendukung|Rs.48,PCProgram|MSContnt I)clplri' Installer. Begitu juga kalau komponen ini akan digunakar.r di dalarn komponen harus di-irnpor clan cli instal ti'rlt'bih rlahtrltr'

di palet komponen ActiveX densan nama MSComm dan memunyai ikon gambar telepon. Penjelasan lengkap mengenai Delphi bisa dilihat di

Ieknik Antarmul
4i0

R1485: Jaringan Hikrokontroler

a. b. c.

471

n (none) = tidak menggunakan bit paritas,

o (.odd) = paritas ganjil, bit paritas akan bernilai

" dalam

1

jika bit

I

jika bit "1" dalam

bit paritas akan bernilai

e (even) = paritas genap, data berjumlah genap.

"

1

data berjumlah ganjil.

d. e.

m (mark) = bit paritas selalu bernilai s (space) =

bit paritas selalu bernilai

1.

0.

Pada saat mengirimkan alamat slave, bit paritas harus bernilai 1, maka nilai Settings adalah '9600,m,8,1' sedangkan jika sedang membaca data dari slave bit paritas harus bernilai 0 maka nilai Settings adalah '9600,s,8,1'. Dalam baris perintah Delphi akan menjadi

MSComm.Setting:='9600,m,8,1'

;

atatl RTSEnable, digunakan untuk mengatur pin RTS dengan tipe data Boolean. lika bernilai True, pin RTS akan berada di tegangan mark (positif); jika bernilai False, pin RTS akan berada di tegangan space (negatif). Dalam program RS-485, RTSEnable harus bernilai False saat mengirim dan bernilai True saat menerima.

4.

PortOpen, digunakan untuk membuka driver port serial sebelum mengirim atau menerima data. Tipe datanya Boolean, port serial akan dibuka fika PortOpen bernilai Tr-ue dan ditutup jika bernilai False.

Gombor l0.l7l(olok Diolog Mengimpor Komponen AcliveX diDelphi

properti-properti dan fungsi atau prosedur yang dimiliki oleh MSComm yang digunakan dalam contoh aplikasi RS-485 di antaranya: adalah properri yang digunakan untuk memilih port serial yang akan digunakan. Sebuah PC minimal memiliki sebuah port serial yang diidentifikasikan sebagai coMl. PC yang lain mungkin memiliki

l. commPort,

lebih dari 1 port seriai (misalnya COMI, COM2 dan

seterusnya)'

Pengiriman Settings harus dilakukan sebelum port serial dibuka (PortOpen bernilai False), jika tidak akan muncul pesan kesalahan.

CommPort, dengan tipe data integer (bilangan bulat), digunakan untuk memilih COM mana yang akan dipilih, CommPort : 1 berarti COMI 5.

yang dipilih. 2.

Settings, digunakan untuk menentukan baud rate, jumlah bit data, mengatur bit paritas dan bit stop (stop 6rr). Misalnya untuk mengatur port serial pada baud rate 9600 bps, 8 bit data, tanpa bit paritas dengan 1 bit stop, maka nilai Settings adalah '9600,n,8,1'. Nilai Settings ini harus disesuaikan dengan port serial yang terinstal di komputer, jika port serial

tidak mendukung nilai Settings yang dimasukkan, program

akan

menampilkan pesan kesalahan. Untuk bit paritas, ada beberapa pilihan:

MSComm.Settj-ng:='9600,s, B, 1,' ;

3.

Output, digunakan untuk mengirim data ke port serial setelah port serial

dibuka dengan properti PortOpen. Tipe data untuk Output adalah Variant atau bisa apa saja (integer, string, byte atau lainnya). Namun dalam banyak aplikasi tipe data yang dikirimkan berbentuk string (karakter ASCID. Misalnya untuk mengirimkan karakter "A" (41H) maka perintah programnya adalah

Output : = 'A' ,' atau untuk mengirim bilangan 01H (misalnya pada saar pengiriman MSComm.

alamat), maka perintahnya adalah

Mjl(lrrlrrr.l)rrt yrrrt : -Chr ( 1)

;

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

4n

6.

AT89S52

R1485: Jaringan Mikrokontroler

begin

Input, digunakan untuk membaca data yang diterima oleh port serial.

MessageBox (Handle, pchar

Misal My-DaLa:

=

MSComm.

MB_OK

Input;

My-Data. InBufferCount, adalah properti yang menunjukkan banyaknya byte yang diterima oleh buffer port serial. ]ika tidak ada data yang diterima, InBufferCounr akan bernilai 0. Setelah dibaca dengan perintah Input, InBufferCount akan kembali menjadi 0.

Seperti telah dijelaskan, bahwa pada dasarnya tugas utama program komputer ini adalah mengirim data pengaturan ke unit display (slave) dan membaca

unit display. Pengiriman data pengaturan dilakukan

data dari

pada

menekan tombol Send.Programnya dalam bahasa Delphi adalah

procedure TForml.ButtonlClick (Sender: TObject)

;

var S: string; Time*Out, i: integer;

.

RTSEnable:

.

MSComml.Output:='A' Ti-me-Out: =0; MSComml.

InBuf ferCount.=0 do

ication

.

ProcessMes sages

oT MB_fCONWARNING) Label9 . Caption: = ' Ready' ;

;

InBufferCount=0 do

ProcessMessages

inc (Time,Out) ; Sleep(100); if Time-Out>10 then

;

Sleep(1);

;

+' is off+

end; end; Label9 . Caption: = 'OK'

;

Caption: =Application . Title;

S: =MSComml . Input; MSComml . RTSEnable:

Sleep(10);

=false;

=fntToHex ( SplnEdit2 .Value, 4 ) ; : =char (SpinEditl.Value) Sleep (2 ) ; S:

MSComml.Output ;

(Application. Title),

;

exit,'

=true;

begin

Application

alse ; Label9.Caption: ='Send settj-ng data. . .Line 0' +Int.ToStr (ComboBoxl . Ttemlndex+1 ) ; update;

MessageBox (Handfe, pchar (S ), pchar

(

MSComml.

)

S: =MSComml . Input; MSComml . RTSEnabf e : =f

inc (Time_Out) ; Sleep(100); if time_Out>10 then begin

Labelg.Caption:='Try to connect Lo Line 0' IntTostr ComboBoxl . Itemlndex+1 ) ;

while

Title

Label9.Caption: =' ConnecLed Lo Line 0' +IntToStr (ComboBoxl . ItemTndex+1 ) ; Update;

Appl

;

Update;

.

= ' Ready' ;

MB*OK

Time-Out: =0; S:='Line 0'+IntToSLr(ComboBoxl.ftemlndex+1)

line'

pchar (Application

end; end;

,

MSComml.Settings :=' 9600,s, B,L' MSComml . Portopen: =true; MSComml

,

begin

=fa1se; MSComml.Settings :=' 9600,m, B. 1' ; MSConnnl . Portopen: =true; MSComml- . RTSEnabIe : =fa1se ; MSComml. Output : =chr (ComboBoxl . f temlndex+1 ) ;

=fa1se;

)

;

MSComml . RTSEnable : =true ;

MSComml . Portopen:

Sleep(1);

saat

(S

MB_TCOIWARNING)

exit;

while

begin

MSCornrnl . Portopen:

or

Label9 . Caption:

akan membaca data port serial dan disimpan di sebuah variable bernama

7.

413

for r: I 1,,,1 do

;

,

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

414

AT89S52

475

R1485: Jaringan l,likrokontroler

Sleep(10); Label9.Caption:=' Ready';

Byte COMMAND dikirim dengan mengubah pin RTS terlebih dahulu menjadi negatif. Pada saat ini tidak diperlukan mengubah seting port serial (bit paritas tetap bernilai 0) karena komunikasi hanya akan terjadi antara master dengan slave yang memiliki alamat yang sama. Byte COMMAND yang dikirimkan adalah byte untuk pengiriman data pengaturan yaitu karakter 'A'. Sekali lagi program akan mengecek byte ACK yang dikirimkan oleh slave sebagai tanda bahwa slave telah mengenali perintah yang dikirim-

end;

kan oleh master. Jika byte ACK tidak diterima, program akan menampilkan

begin MSComml. OuLPut -ctil. :

Sleep(2); end;

Sleep(1); MSComml-

.

RTSEnable

pesan.

Program diawali dengan menginisialisasi port serial pada baud rate 9600 bps, 8 bit data, 1 bit stop dengan bit paritas bernilai I dengan Settings bernilai

'9600,m,8,1'. Setelah membuka port serial dengan mengeset PortOpen rnenjadi True, pin RTS dibuat menjadi bertegangan negatif dengan mengeset RTSEnable menjadi False untuk pengiriman data. Kemudian alamat slave dikirimkan dengan perintah Output. Alamat slave ditentukan dengan rnenu drop dwon, yaitu komponen ComboBoxl. Alamat slave sendiri ditentukan oleh ltemlndexkomponen ini. Itemlndex adalah nilai indeks dari menu yang dipilih yang diawali dari 0. Dalam program ini comboBoxl mempunyai 3 item (01,02,03); jika dipilih item '03" maka nilai Itemlndex adalah 2. oleh karena itu, agar Itemlndex menjadi nilai alamat perlu ditambahkan dengan 1. Keterangan mengenai ComboBox bisa dilihat di file bantuan (Help) dari program Delphi. Setelah mengirimkan alamat, program akan mengubah seting port serial dan

pin RTS menjadi positif untuk penerimaan data. Untuk itu port serial perlu ditutup terlebih dahulu karena setting hanya bisa dikirimkan mengubah

pada saat port serial dalam kondisi tertutup. Untuk menerima data dari slave '9600,s,8,1',). dengan alamar yang sesuai, bit paritas harus bernilai 0 (Setting =

Program kemudian akan mengecek byte ACK dari slave yang dimaksud dengan membaca InBufferCount. Selama InBufferCount bernilai 0, program akan rerus menunggu sampai 1 detik (variabel Time-Out bernilai 10 dengan wakru runggu 100 milidetik). |ika byte ACK tidak diterima, berarti line yang bersangkutan tidak terhubung dengan jaringan (off line), dan program akan menampilkan pesan. Jika byte ACK diterima, program akan membaca byte ACK untuk mengosongkan InBufferCount dan bersiap untuk mengirimkan

byre perintah (COMMAND). Waktu tunggu diperlukan karena mikrokontroler lebih lambat bila dibandingkan dengan kompute r'

Setelah menerima byte ACK, program RS-485 Master akan melgirimkan data

pengaturan sesuai dengan protokol yang telah didefinisikan di atas" Nilai waktu standar (STD TIME) diperoleh dengan membaca SpinEditl.Value. Oleh karena STD TIME mempunyai nilai maksimal 100, (64H) maka nilai ini langsung dikirimkan ke slave. PROD QTY didapat dengan membaca nilai SpinEdit2. Nilai ini diubah dulu menjadi bilangan heksadesimal 4 digit (perintah InToHex). Kemudian ke-4 digit tersebut dikirimkan satu per satu dengan waktu tunda 2 milidetik tiap digit mengingat kecepatan mikrokontroler yang lebih lambat.

Tugas kedua dari program komputer ini adalah melakukan monitoring terhadap semua line produksi. Program akan membaca data dari semua unit display setiap 600 mili detik. Fungsi di bawah ini digunakan untuk membaca data dari unit display. function TForml- . Read_Sfave_Setting ( S1ave_Address : byte ) :

string; var S: string; Ti-me_OuL:

integer;

Label Loop; begin PorLStatus : =fa1se;

Result:='0','

MSComml . Portopen : =fa1se ;

PortSt-atus: =false; MSComml.SetLings :=' 9600,m, B, 1' MSComml . Portopen : =true,'

PortStatus: -true;

MSComml MSConrrn

I

"

RTSEnable

.t

)rrt

;

;

: =false ; Jlrt : =chr (S1ave Address ) ;

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89S52

416

Labelg.Caption:='Send address of lj-ne 0' +IntTostr ( Slave-Address ) ; Update;

Sleep(1); MSComml . PortOpen: =false; :='9600,s,B,1' ; MSComml . MSComml . RThreshold: =1 ; MSComml . PortOPen : =true ; MSComml . RTSEnable: =true,'

Settings

Labelg.Caption:='Check ACK signaf of line 0' +IntToStr ( Slave_Address ) ; Update; 'I'ame Uut : =U;

while

MSComml. InBufferCounL<1 do begin inc (Time_Out) ;

Sleep (30) ; if Time-OuL>10 then

begin Resu1t: ='0' goto Loop; end; end;

;

Sleep(1); .

RTSEnable : =true

;

Labelg.Caption:='Read dara from fine 0' +IntTostr ( Slave-Address ) ; Update; Ti-me-OuL: =0;

while

MSComml.InBufferCount<15 do

begin inc(Time Out); Sleep (80) ; if Time_Out>10 then

begin Result: ='0'

goto

LooP;

end; end;

//Sleep(1);

Result : =MSComml . lnput ; Label9.Caption:='Read data. . .OK' Update; Loop: PortStatus : =Lrue,' end;

;

Prosesnya hampir sama dengan proses pengiriman data pengaturan, diawali

dengan pengiriman alamat unit display yang akan dibaca. Alamat slave didapat dari variabel Slave-Address. Jika byte ACK tidak diterima (unit display yang bersangkutan off-line), fungsi ini akan menghasilkan '0'. ]ika byte ACK diterima, program akan melanjutkan dengan mengirimkan byre COMMAND untuk pembacaan data, mengirimkan karakter'R'. Data yang akan diterima adalah sebanyak l5 byte, karena itu program harus menunggu sampai InBufferCount bernilai 15. Bila dalam 800 milidetik nilai InBuffetCount tidak bisa mencapai 15, bisa berarti komunikasi dengan slave telah terputus, karena itu nilai (result) dari fungsi Read_Slave_Setting adalah

Data yang diterima dari slave kemudian diolah untuk ditampilkan. Oleh karena data yang diterima adalah bilangan heksadesimal bertipe string, program kemudian membaca karakter ke-2 dan ke-3 sebagai STD TIME dan mengubahnya menjadi bilangan desimal, karakter ke-8 sampai ke-11 sebagai TARGET, dan seterusnya. Program lengkapnya bisa dilihat di CD pendukung

buku ini.

10.2.2.3 Soflwore unluk Mikrokonlroler (Slove) Software mikrokontroler dirancang untuk menerima dan mengirim data ke komputer melalui port serial, membaca saklar output melalui interupsi eksternal, memperbarui output aktual dan output target sesuai waktu standar dan mengendalikan 10 buah display 7 segmen.

Tit.le ,'File name ;Version ,'Createcl date

: "RS-485 Slave Program" : RS 485 Slave.asm :1.0 : September 16, 2007

;Pro<Jrrrtttnl('r'

: Usman

,'Program

;

411

'0'.

S: =MSComml . Input; MSComml . RTSEnable: =fa1se; MSComml . Output.: = 'R' ; MSComml

R5-485: Jaringan l,likrokontroler

,.

i AI Al l r ar r A

r A t l*

*****{*

*********************

**********

Ieknik Antarmul
478

.*************

**

**

**

AT89552

************************************

equ equ

41H

equ equ

43H

egu equ

45H

equ

4'/H

Timer*Counterl egu Tlmer-Counter2 egu

50H 51H

ACT_H

,'Microcontroler Pin/Port Assignment *******************************************************

ACT*L TG-H

;7 segment control Pin SS-DAT equ P1.0 SS-CLK equ P1.1 SS-RST equ Pt.2 RS485A-ADDR egu P1.3 RS4B5-DIR equ

TG-L PQ_H

PQ-L

Data-Buf

P2

******************************************************* Internal

RAM mapping

*******************************************************

Address4S5

equ

30H

DIG*Bfrl DIG_Bfr2 DIG_Bfr3 DIG_Bfr4 DIG-Bfr5

egu egu egu equ equ

31H

egu equ egu equ egu equ

36H 37H 38H 39H

equ equ egu

3CH 3DH 3EH

.***

3FH 40H

fl.r i.rll',,rI

YH

YL ZH

ZL ZA

ZT q')

egu 23 Standard-Time equ

;Command Definition SETTING_CMD equ DATAREQ_CMD equ equ ACK CMD_ERROR equ

F1agReg.1

FlagReg.2 PlagReg.3

'A' 'R' 'l' 'E'

******************************************************* InterrupL Vector

Jump Table

*******************************************************

32H

3AH 3BH

46H

*******************************************************

FlagReg ZOV Error_F Output-Flag Target_Flag

XL

4411

;Constanta Definition

20H F1agReg.O

XH

f

42H

. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * *

equ bit bit bit bit

33H 34H 35H

419

RS-485: Jaringan l,likrokontroler

org

0000H

Reset_VecLor: jmp Main-Prog ,.

*****

**

**********************************

org

**

************

**

******

0003H

fNTO-TSR:

jnb call

Setting-Flag, INTO-ISR-Exit Update-ActuaI-OuLPut INTo_ISR_Exit: reti **

********

or(t

** **

0023H

Illli:

*******************

** * **

** ** **

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89S52

480

jb reti

Rf, Receive_Event

-*****

DPH

DPL ACC B

Check_Address SM2

TB8

RS485_DIR B ACC

DPL DPH

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *** * * * * * * * * * * * + * * * * *

;Main Program

-******************************************************

Main_Prog:

call call call call

Serial-Port-IniL

TimerO-fnit

jnb c1r djnz mov inc c1r mov subb )nz mov jnb

Upda

rget_Output TF0, $

Seri-al_Port_Ini t

mov

:

TFO

Timer_Counterl, Update-Target-Output Timer_CounLerl, #7AH Timer-Counter2 C

A, Standard-Time A, Timer_CounLer2 Update-Target-Output-Exit Timer-Counter2, #0 Target-F1ag, Update-Target

te-Target-Output-Exi t

sjmp

Main_Prog-Loop

*

inc DPTR B, DPH mov mov A, PQ_H clr C subb A, B push ACC mov B, DPL mov A, PQ-L c1r C subb A, B mov B, A pop ACC A, B orl jnz Target_Not_Finish Target_Flag setb Target_Not_Finish: mov TG_H, DPH mov TG_L, DPL call SS_DIsplay_Command Main_Prog_Loop sjmp . * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

InterrupL-Init Data-Init

Main_Prog_Loop: Update_Ta

48r

Update*Target: mov DPL, TG-L mov DPH, TG-H

Receive_Event:

push push push push call setb setb clr pop pop pop pop retl

R1485: Jaringan Mikrokontr:oler

:

mov mov mov clr ret

RCAP2L, #0D9H T2CON, #34H RS4B5_DIR

Serial_Transmi t

mov jnb clr ret

:

SCON, #0F0H RCAP2H, #OFFH

:

SBUF, A

TI,

$

TI

Serial llr:ceive: .j nlr lil, $ nl(

)\./

A

,

l ;l {l ,1,'

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler 4T89552

482

c1r ret

call ret

RI

Send_ACK'

mov call ret

call ret

#ACK

,.

**

********

**

****************************

Check_Address:

A,

SBUF

RI C

A, Address4S5 Aallress Match

***************************

**

********

**

RS485_DrR

Check-Cormand2: cjne A, +DATARELCI@, Conmand,Error call Delay

RS4B5_DIR

R0, #Data-Buff R1, #5

Get_SeLting*Loop: call Serial--Receive

mov inc dlnz

@R0, A R0 R1

, Get-Setti-ng*Loop

Setting Save:

call

Adah:ess_l4atch: call Delay c1r SM2 cIr TB8 setb RS485 DIR call send_ACK c1r RS485_DIR call serial-Receive Check Corrnand: Delay call A, #SETTTNG cMD, Checllcomand2 cjne call Delay setb Rs485_DrR call Send ACK clr r.ets

**

clr mov mov

A, #CMD-ERROR Serial Transmit

mov clr c1r subb jz reE

*****

Send_CMDError

Get_Setting:

Send_CMDError:

***** ,.

Send*Data

Command_Error:

A,

Seri-al Transmi-t

mov call ret

483

R1485: Jaringan Mikrokontroler

inc call mov

Stanalard Time, Data-Buff R0, #Data-Buff+1 Convert 2ASC T rchar-ToHexa

Po-H, a R0

Convert-2Asc I Ichar-ToHexa P0 L, A

rcT-E,

+0

ACT-L, +0 TE-H, *0 'IE-L' *o

c1r OutPuL-F1ag cL: TargeE Flag seEb setting-Flaq selb TRo rel:

Convert-2ASCIIChar ToHexa:

call swap ir!'

A,

GRO

ASCII_To_HeX A

n, lllr

A

*******************

leknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89S52

484

call orl ASCII-To

c1r clr add jnc aald jc add re!

Hex_Try:

A, eRO

Ascrr,To-Hex A, B Hex: Error_F C A, +0D0H Not-Num A. +0F6H Hex-Try A, #0Ar

R1485: Jaringan I'likrokontroler

call cli

De]ay

swap anl aca1l call xch anl acall cau

A

ret

ret

Rs485-DrR

B,

A,

serial-TransniE

A, A.

B

+00Fh

NibIeToASCII Serial-TransmiE

ACC.5 A, +0F9I] NoE-Num A, +oFAE No!-Num A, +OFH

NibIeToASCIr:

setb ret

Error F

Tirner0

A, +036h

Acc.6, skiP L,*7

SkiP:

subb 4,*6 rel

hit: nov TMOD, *818

Timer Counterl, *7AIl

r.e!

Send_DaEa: setb RS485_DIR R0, *standard R1, +?

Tine

Senal,DaEa-Loop: A, @R0 call Send-ASCII Dala in. RO djnz

*00FI{

NibldIoASCII

ctr add jnc add jc ant ret

add jnb add

A

R1, send Dala

Loop

hierrupt-hit: setb Exo seib 1T0 seEb Es seib FA ret

485

Teknik Antarmulo dan Pemrograman I'likrokontroler AI89S52

486

-******************************************************

*

UpdateActual:

mov mov call

Data_Init:

mov mov mov mov mov mov mov call mov mov

TG_H, #0H

TG-L,

#0H ACT_H, #0H ACT_L, #0H

SS-DIsplay-Command RS4B5A-ADDR

*******************************************************

push push push push call call jb

:

DPH

DPL ACC B

Delay Delay

; 7

OuLput-Flag, UpdaLeActualExit

mov mov i-nc mov mov c1r subb push mov mov clr subb mov pop orl jnz setb

DPL, ACT L DPH, ACT

H

DPTR

B, A,

DPH

PQ_H

A,

B

ACC

B, A,

DPL

PQ-L

C

A, B,

B

A

ACC

A,

B

UpdateActual Output_Flag

ACC

DPL DPH

Segmen Routine

SS_Display-Command:

clr mov mov call mov mov i

sp

SS_RST

XH, TG_H XL, TG-L Decimal_Converter R0, #05H R1, #DIG-Bfr5 1

i

sp

ay_Command-Loop 1

:

A, @R1 SS-Serial-Data

mov call dec dlnz mov mov call mov mov SS_D

C

:

B

** * *

* * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

SS_D

Do_Update:

DPL

-***************************************************

,.

Update_Ac Lual_OutpuL

DPH

ACT-L,

SS-Display-Command

pop pop pop pop ret

PQ_L, #0 Standard-Time, #0

ret: ,.

ACT_H,

UpdateActualExj-t

PQ_H, #0

FlagReg, #0 Address485,

487

R1485: Jaringan Mikrokontroler

R1

R0, SS-Display-Command-Loop1 XH, ACT_H XL, ACT_L Decimal-Converter R0, #05 R1, #DIG-BfrS 1

mov call dec d)nz setb ret

ay_Command-Loop2

:

A, GR1 SS-Serial-Data Rl-

R0, SS-Display-Command-Loop2 SS-RST

"***********

**

******************************

I I)ata: ll, ll 0B m()v r',r I I liii l),rl ,r

SS-Se::i;r

(:()nv()r I ()r'

I

488

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AT89552

R1485: Jaringan llikrokontroler

SS_Serial-_Data Loop:

rlc

A

mov

SS_DAT,

c1r

SS-CLK SS-CLK

nop

djnz

B, SS_Seriaf_Data_Loop

ret

SS_Data_Converter:

inc A movc A, ret db

db db db

YL,

call

DIV16

mov mov mov mov mov mov

C

nop

setb

mov

@A+PC

DIG*Bfr2, XH, ZL XL, ZO YH, #OO

mov mov

DIG_Bfr1,

OFlH

ret

mov

OFFH OF5H

or1 )nz setb

**

****

*********

YL,

#1OH

Lz

DIG_BfrS, XH, Z7

**

A, a,

YH

YL

div_OK

zov

ret

a

XL, ZO YH, #O3H YL, #OE8H

mov mov mov mov mov mov mov

11, r0,

xH, xL, 13, 12, r7,

XH

XL #0

#0 #0 #0

#L6

div_1oop:

DrV16

clr

d.,

mov

a, r0

rlc

a

LZ

DrG_Bfr4, XH, Z1-

a

C

XL,

ZO

YH,

nl()v

r0, a ,1, r j

#OO

r lr'

,l

mov

a

***********************

div_OK:

DIV16 dt

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

lJZ

d,

********

07 0H

Decimal_Converter: mov YH, #27H

mov mov mov mov mov

**

a

#01

DIV16

DIV16:

call-

YL,

^-11 udfr

.*

call

LZ

01'7H 03 0H OE3H

ODTH

mov mov mov mov mov mov

#OAH

dI

OB4H

mov

YL,

mov mov mov mov mov mov

OD5H

**

ZO

DIV].6

db

a

YF{, #00

call

db db db db db .*******

#64H

DIG_Bfr3, XH, 21-

XL,

489

**

***************

**

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AI89S52

490

mov mov

rlc

rL, a a, XL a

mov mov

Xl , a

r1c

a

mov

xH,

a,

XH

1ca11

SUB16

c,

div_1:

a,

r1c

a

mov mov

a, r3

r1c

a

12

LZ,

d

mov mov mov mov mov

c1r

ret

r7, dlv_loop

23, r3 22, 12 ZL,

XH

ZO, XL zov

,******************************************************* 5T1816:

mov c1r subb mov mov subb mov mov ret

Loopl:

djnz djnz ret

#0 #0

R5, $ R6, Loopl

end

div_1 XH, ZH Xl , ZL

mov

djnz

R5, R6,

49t

ZOV

cp1

mov mov

O"tty, mov mov

a

mov

jnc

R5-485: Jaringan l'likrokontroler

a,

XL

c

a,

interupsinya diaktifkan dengan Timer 2 digunakan sebagai pembangkit baud rate pada frekuensi osilator 12 MHz. Pada awal program bit SM2 di-set sehingga mikrokontroler akan bisa membaca byte alamat yang dikirimkan oleh master. Penerimaan byte perintah dari master dilakukan melalui interupsi port serial ini. Untuk membaca saklar output dilakukan melalui interupsi eksternal, sehingga akan mengurangi beban kerja mikrokontroler. Timer 0 bekerja pada mode 0 (timer 13 bit) digunakan sebagai timer unruk memperbarui output target sesuai waktu standar. Pada saat master mengirimkan byte alamat, semua slave yang terhubung akan

mengecek alamat tersebut (terjadi interupsi port serial). Program akan melompat ke alamat ISR port serial (0023H) untuk melakukan pengecekan byte alamat tersebut dengan memanggil subrutin Check_Address. Byte alamat yang diterima tersebut disimpan di register A untuk kemudian dibandingkan dengan alamat slave yang bersangkutan yang disimpan di alamat RAM internal Address495. Alamat slave diperoleh dengan membaca P2 (R5485_ADD$ dan disimpan di Address495. Cara membandingkan alamat dilakukan dengan mengurangi isi register A yang telah menyimpan alamat dari master dengan memori internal Address495, hasilnya akan 0 jika

YL a

alamat sesuai.

XH YH

|ika alamat

ZL,

a, a,

Port serial diinisialisasi untuk bekerja pada mode 3 (9 bit data) dengan

ZH,

a

ZOV, c

Pada saat

sama,

mikrokontroler akan mengirimkan byte ACK (karakter "!").

ini bit SM2 dan bit ke-9 atau bit

paritas (TB8) bernilai 0. Pin

R5485_DIRyang menentukan arah data, di-set pada saat slave mengirim data ke master dan di-clr pada saat menerima data dari master. Tahap selanjutnya adalah menerima byte COMMAND yang dikirimkan oleh masrer. Ada 2 kemungkirrln bytr'(:()MMAND yang akan diterima, yaitu master mengirimkarr tlatrr lr(.nliirturrrrr (lrytr' (;()MMANI) ylng tlitcrinta ,9li'l'7'/NG CMD atau

Teknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler AI89552

497

karakter "A") atau master meminta data (byte COMMAND yang diterima DATAREqCMD atatt karakter "R"). Iika byte GoMMAND tidak dikenali, mikrokontroler akan mengirimkan byte CMD-ERROft (karakter "E")' pembacaan data pengaturan yang dikirimkan oleh komputer dilakukan di

subrutin Get-Setting. Namun sebelumnya mikrokontroler harus mengirimkan byte ACK sebagai tanda bahwa byte COMMAND telah dimengerti oleh mikrokontroler. Seperti telah didefinisikan dalam protokol komunikasi, komputer akan mengirimkan 5 byte data, yaitu STD TIME (1 byte) dan pRoD qTY (4 byte karakter ASCII). Data diterima dari komputer dan disimpan di memori sementara (Data_Buffl dengan metode pengalamatan tak l"ngrrr.rg, dengan R0 menyimpan alamat memori dan R1 sebagai pencacah 5 byt". Byte-byte tersebut kemudian dipindahkan ke alamat yang telah ditentukan dalam pemetaan memori. Byte STD TIME langsung disimpan di alamat Standard-Time karena STD TIME dikirim dalam bilangan heksadesimal, sedangkan 4 byte PROD QTY harus diubah terlebih dahulu dari 4 byte karakter ASCII menjadi bilangan 16 bit yang kemudian disimpan di PqH Pengubahan ini dilakukan di subrutir convert-2ASCllCharyang akan mengubah 2 karakter ASCII meniadi 1 byte subrurin ToHexa, bilangan heksadesimal. Karakter ASCII dibaca dengan metode pengalamatan tak langsung dengan R0 digunakan sebagai penuniuk alamat (Data Buff+I) dan disimpan di A. Pengubahan sebenarnya dilakukan di subrutin dan

PQL.

ASCII-To-Hex. Pertama karakter ASCII tersebut dicek apakah berada di antara 0 sampai 2FH atau tidak, jika ya berarti karakter tersebut bukan digit heksadesimal karena dalam tabel ASCII karakter "0" dalam bilangan heksadesimal adalah 30H' Hal ini bisa dilakukan dengan mengurangi karakter ASCII tersebut dengan 30H. ASCII berada di Jika bit C di-set, artinya ada bit pinjaman, berarti karakter 2 instruksi, memerlukan ini Cara bawah 30H (bukan digit heksadesimal).

yaitu meng-clr bit c sebelum instruksi PenguranSan dan instruksi pengurangan itu sendiri. Cara lain yang dapat dilakukan adalah dengan menambahkan DOH kepada karakter ASCII (DOH = 100H - 30H) sePerti yanS

dipakai dalam subruth ASCII-To-Hex di atas. ]ika karakter ASCII tersebut bernilai kurang dari 30H, maka penjumlahan tersebut tidak akan meng,eset bit c. Program akan langsung melompat ke label Not- Num dan bit Error l" di-set.

R1485: Jaringan l'likrokontroler

493

Selanjutnya, jika hasil penjumlahan mengeset bit C, karakter ASCII dicek lagi apakah kurang dari 3AH atau tidak (karakter "0" - "9"). Oleh karena karakter ASCII sebelumnya telah ditambahkan dengan D0H, maka program harus

mengecek apakah akumulator menyimpan bilangan kurang dari OAH. Dengan cara yang sama F6H ditambahkan ke akumulator (F6H = 100H OAH). Jika penjumlahan ini menghasilkan bit bawaan, program akan melompat ke Hex_Tryyang artinya bilangan hasil lebih dari 9 (karakter "A" "F" atau "a" - "f'). ]ika tidak, berarti karakter ASCII berada di "0"- "9", akumulator kemudian ditambahkan dengan OAH untuk mendapatkan bilangan heksadesimal yang benar (dari 0

-

9).

Selanjutnya adalah mengubah karakter 'A" - 'F" atau "a" - "f' menjadi bilangan heksadesimal AH - FH di subrutin Hex_Try. Pertama bit ke-5 dari karakter ASCII di-clr, tujuannya untuk mengubah karakter "a" - "f' (huruf kecil) menjadi karakter "A" - "F" (huruf kapital). Berdasarkan tabel karakter ASCII, huruf kapital diawali dari 4lH dan karakter ASCII untuk huruf kecil diawali dari 61H. Oleh karena kode ASCII untuk karakter "A? (41H) adalah lebih 7 daripada kode ASCII untuk karakter "9" (39H), maka akumulator yang menyimpan kode ASCII harus dikurangi 7, atau ditambahkan dengan F9H (F9H = 100H - 7). Dari sini, hanya jika kode ASCII dengan bit ke-5 direset, tidak berada di antara "9" dan "A" akan mengeset bit C. ]ika tidak, program akan melompat ke Not_Num yang menandakan bahwa kode ASCII yang diterima bukan bilangan heksadesimal.

fika bit C di-set, karakter ASCII berada di karakter "A" atau di atasnya. Hal terakhir adalah menentukan apakah kode ASCII berada di bawah karakter "F". Untuk itu akumulator harus dikurangi 6 atau ditambah FAH. Jika bit C di-set, kode ASCII berada di atas karakter "F" (bukan bilangan heksadesimal); jika tidak, bilangan heksa akan berada di nibble bawah akumulator. Untuk itu register A di-AND-kan dengan OFH dan bilangan heksadesimal yang dimaksud tersimpan di A yang kemudian disimpan ke alamat PQH dan PqH. Tentu saia hal ini dilakukan 2 kali. Setelah menyimpan data pengaturan yang dikirim oleh komputer, mikrokontroler akan mereset memori yang digunakan untuk menyimpan output aktual @Cf_H dan ACT_L) dan output target ( TG_H dan TG_L). Timer 0 kemudian diaktifkan sehingga mikrokontroler akan mulai menghitung

output target sesuai waktu standar.

494

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

AT89S52

Apabila byte COMMAND yang diterima adalah byte untuk meminta data, mikrokontroler akan mengirimkan data melalui subrutin Send_Data. Sesuai dengan protokol komunikasi, data-data dikirimkan sebagai karakter ASCII. Untuk itu data diubah terlebih dahulu menjadi karakter ASCII. Subrutin Send_ASCILData akan mengubah bilangan heksadesimal menjadi karakter

ASCII (oleh subrutin NibbleToASCIl) dan mengirimkannya ke komputer. Penjelasan mengenai subrutin NibbleToASCII bisa dilihat di Bab 7. Data yang dikirim terdiri atas 14 byte (bilangan heksadesimal akan menjadi 2 byte setelah diubah menjadi ASCII) ditambah dengan 1 byte ACK.

Pembacaan saklar ouput dilakukan dengan menggunakan metode interupsi. Setiap kali saklar tersebut ditekan, interupsi eksternal 0 akan dibangkitkan

dan program akan melompat ke alamat ISR interupsi eksternal 0 gNT-fSR atau 0003H). Hal pertama yang dilakukan adalah membaca bit. Setting_Flag. |ika bit ini belum di-set, berarti data pengaturan belum dikirimkan oleh master (komputer), dan program tidak akan memproses interupsi ini lebih lanjut dan langsung keluar dari subrutin interupsi eksternal 0. Program kemudian akan memanggil subrutin Update_Actual_Output jlka dikirim dari master (brr Setting*Flagdt-set). Setelah menyimpan isi DPTR, akumulator, dan register B ke memori stack serta memanggil subrutin

data telah

Delay untuk menghindari bouncing, program akan mengecek bit Output_Flag. lika bit ini di-set, berarti output aktual sudah sama dengan jumlah produksi (PROD QTY), dan program langsung keluar dari subrutin interupsi. iika tidak, program akan menambah I jumlah aktual yang dalam program disimpan sebagai ACT_H dan ACT_I dengan cara dipindahkan ke

DPTR yang kemudian DPTR dinaikkan dengan instruksi inc. Setelah dinaikkan, isi DPTR kemudian dibandingkan dengan isi RAM yang menyimpan PROD qIY (Pqg dan PQ_L). fika keduanya sama, bit Outpur_Flag akan di-set. Isi DPTR kemudian disimpan kembali ke ACT_I{ dan ACT_L Program kemudian mengirimkan nilai baru ini ke display dengan memanggil subrutin SS_Display_Command. Setelah mengambil kembali isi register yang disimpan di memori stack, program akan keluar dari subrutin interupsi ini. /ika tidak terjadi interupsi (eksternal atau port serial), mikrokontroler akan menghabiskan waktunya untuk menjalankan program di subrutin Main Prog_Loop. Mikrokontroler akan membaca bit ovcrflow 'l'irne'r 0 ('l'1.'0), di mana Timer 0 bekcrla rli nrorlt,0 (tirncr lll bit) tlirrr irkurr lktil jikl rlltir

R1485: Jaringan l,likrokontroler

495

pengaturan telah dikirimkan oleh komputer. Timer 0 akan mengalami overflow setiap 8192 mikrodetik dengan dibantu oleh Timer_counterl yang diisi 7AH (122), maka akan ada waktu tunda sebelum mikrokontroler

x 122 = 999.g40 mikrodetik atau kira-kira 1 detik. Register Timer_counter2 kemudian dinaikkan dan kemudian dibandingkan dengan waktu srandar (standard_Time). lika sama, output target harus dinaikkan dan dibandingkan dengan jumlah produksi mengerjakan program selanjutnya sekitar 8192

(prosesnya sama dengan proses unruk ourput aktual). Bit Target_Flagakan diset iika output target telah mencapai jumlah produksi. Display kemudian diperbarui, dan program akan melompat kembali ke Main_prog_Loop. Proses pengiriman data ke display 7 segmen dilakukan dengan teknik register geser, seperti yang telah dijelaskan di Bab 6 (program Tsegmen4.asm). Bedanya dalam program ini menggunakan l0 buah 7 segmen, sehingga pengiriman data dilakukan 2 kali.

495

Teknik Antarmuka dan Pemrograman ilikrokontroler AI89S52

BAB II

AI.I\T PENGEMBANGAN

Untuk mengembangkan aplikasi berbasis mikrokontroler, diperlukan sebuah alat pengembangan (development tool yang meliputi sofrware dan hardware. Software digunakan untuk membuat program mikrokontroler dalam bahasa assembler atau dalam bahasa tingkat tinggi (bahasa C misalnya), meng-

compile, dan memprogramkannya ke memori flash internal AT89S52. untuk antarmuka dengan komputer pada saat memprogram memori flash internal. Oleh karena AT89S52 mendukung in-system programming, maka hardware di sini adalah sistem minimum. Salah satu software untuk keperluan ini adalah Programmer 2. 15. Sedangkan hardware digunakan

I I.I PROGRAMMER 2.15 Programmer versi 2.15 adalah sebuah software yang secara khusus dikembangkan untuk memprogram, membaca, atau menghapus memori flash internal mikrokontroler AT89S52. Programmer 2.15 |uga dilengkapi dengan

editor teks yang bisa digunakan untuk membuat program dalam

bahasa

assembler 8051 yang kemudian di-compile dengan 8051 Cross Assemblerdari Metalink Corporation (ASM5 1.exe).

I

I.I.I

INSTALASI PROGRAMMER

2.I5

File-file yang diperlukan untuk menginstal Programmer 2.15 bisa ditemukan

di CD pendukung lProgrammer 2.15. Untuk memulai instalasi

tinggal

menjalankan file Setup.exe. Setelah muncul window selamat datang (Gambar 11.1), klik tombol l/exr dan ikuti proses instalasi seterusnya. Ketika proses instalasi menanyakan serial number (Gambar 11.2), ketik serial number-nya

'1458-DFG-7896-0KIL" lalu klik tombol Nextlagi. Kemudian muncul dialog untuk menentukan di mana lokasi folder tempat menginstal Programmer. Klik tombol Browse untuk mengganti lokasi penginstalan atau langsung klik tombol M,.rt. Ikuti proses intalasi selanjutnya sampai selesai.

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman t'likrokontroler AI89S52

498

Alat Pengembangan

499

Choo$e De$tinalion Locdtion Select lolder where Setup will install files

Welcome to Proqrammer Setup

Setup will install Programmet in the followrng folder. This program will install Ptoqtamma onyout computer. lt is stronqly recommended that you eHit Ell\y'indows ptollrams belore runninq this Setup program.

To instell to lhis folder. Elick Next. To install to a dillerent lolder, click Browse and selecl anolher foldet.

Destination Folder

_t HhWtP ----t

C:\ProEam Files\U-2 Technoloqies\ProEammer

:q::l 1Gqmbqr I

l.l

serial number.

Liirun

II.I.2

Company: lU 2 r"chnologies

5eilal:

cancet

-.-

I

:

Programmer 2.15 bekerja dengan baik di Windows 98, 2000, atau XP. Untuk Windows Vista, Pogrammer 2.15 belum bisa berfungsi dengan baik, terutama pada proses compile dan proses download ke memori flash. Pada saat menginstal, pada Windows 2000 atau XP harrs login ke Windows sebagai administrator; jika tidak, instalasi mungkin tidak akan berjalan dengan baik atau walau bisa diinstal, Programmer tidak bisa berjalan dengan baik.

Pleare enter your name, the nEme of the company fot whom you work and the ptoducl

lr..unq

I

Gombor I 1.3 Pemilihon Iokosi lnslolosi

Window Selomot Dotong

lJser lnlormation Enter you registration infotmdtion.

Name:

N"rD

I

,-

CARA MENGGUNAKAN PROGRAMMER 2.I5

Programmer dijalankan dengan menjalankan flle Programmer.exe yang terdapat di folder yang ditentukan pada saat instalasi atau dengan menggunakan shortcut di Start MenuWindows. Tampilan awal Programmer diperlihatkan

ll

oleh Gambar 11.4.

..

,1

Gombqr I 1.2 Memosukkon Seriol Number

. ::*.

i

I

t.l.2.l

Membuol dqn Meng-Compile Progrom Assembler

Programmer 2.15 dilengkapi dengan editor teks yang berfungsi untuk mem buat program dalam bahasa assembler. Jika editor teks ini tidak terlihat karena ditutup misalnya, bisa dimunculkan kembali dengan membuat file asscrrrlrlt'r lrrrrtr rlt.rrgan menggunakan menu FilelNew(shortcut CTRL+N atau

ir:l.nik Antarnuka dan Pemrograman Miki,rkontroler

500

tombol

D; ,tu,

dengan membuka

file

AT89S52

assembler yang sudah-ada dengan

@1' P'og'^ FitelOpen (shortcut CTRL+O atau dengan mengklik tombol assembler yang telah selesai dibuat atau di-edit bisa langsung disimpan dengan melrrt File/Sare(shortcut CTRL+S atau tombol EI; ,ru, File/Save As jika diinginkan disimpan dengan nama file yang baru. File bisa disimpan sebagai file assembler dengan ekstensi asm, sebagai file teks (ekstensi txt) atau tipe file lain. Namun disarankan untuk menyimpannya sebagai file assembler

alar file tersebur bisa dibuka dengan Programmer ketika di klik ganda di

Windows Explorer. Fib E& vE{

D6}$g

^'+ilhr

Pi9rylmn9 whd:w Hlh

: ,,:f .': ,q qP.i,:irf"rlit S S ^ ,it 0

Alat Pengembangan

50t

panjang), dan pada saat di-compile, Programmer-lah yang akan mengubah nama file panjang tersebut menjadi format DOS. Pada saat meng-compile, ASM51 akan menghasilkan 2 file, yaitu

file listing

(dengan ekstensi lst) dan file heksa (dengan ekstensi hex). Programmer akan membuka file listing tersebut dan melakukan pengecekan kesalahan program

(error). Jika ditemukan error dari file listing, Programmer akan membaca semua error dari file listing (error summar) dan menampilkannya di

window Assembler Report untuk mempermudah perbaikan kesalahan tersebut. Pada saat ini, file heksa yang dihasilkan oleh ASM5I akan dihapus oleh Programmer, kecuali jika sebelumnya file heksa telah terbentuk. ASM5 i tetap akan menghasilkan file heksa walaupun di program rerdapat error, tetapi file heksa yang dihasilkan tidak akan berisi data.

DI*B€}

Slaue.aso:

IIBLES BIPORT FOR t2l , ERROR N17:

bit desiqn.tor bit desiqnator bit designator bit designator bit desionator

128, EnnoR [17: t29 , tRf,0R sl7: il3 0, ERn0R A17: [31 , ERn0R [17: 1360, En80n s2:

tl

;rs:uillsfl Tjs,iii:,$"iii''

t:r{-

l

RsI qnstatusr Undtfin.d (M,oo.onholler it undefin.d)

Gombor I 1.4 Iompilon Awol Progrommer

Setelah disimpan, program bisa langsung di-compile melalui menu / )' Programmer kemudian Assembler/Compile (shortcut F9 atau tombol akan memanggil dan menjalankan cross assembler 8051. seperti telah dijelaskan, Programmer menggunakan cross assembler 8051 dari Metalink corporation (file ASM51.exe) yang merupakan sebuah aplikasi DoS. Secara normal jika program ini dijalankan melalui promptDOS akan meminta nama file dalam formar Dos (8 karakter), namun melalui Programmer r1ama lilc program assembler tetap bisa melg,gunakall ilttlran Wirrtlows (narna filc

RsT Pin stntur I Underircd

(Mcrocohofl.r

rs

und.frcd)

Ern

checl. . .&ne

Gombor I 1.5 Progrommer Menemukon l(esolohon podo Progrom

|ika Programmer tidak menemukan kesalahan di file listing, Programmer akan membuka file heksa yang dihasilkan dan menuliskan pesan di window Assembler Report "NO ERROR FOUND"" File heksa yang dibuka tersebur bisa langsung di-download ke memori flash AT89S52 seperri yang akan dijelaskan.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman

502

I'likrokonttol'lAl8gg

ASM51memerlukansemuaalamatSFRdidefinisikandalamprogram,jika ASM51 tidak ASM51 akan menghasilkan error' Untuk mempermudah' berisi yang file ke sebuah menyediakan sebuah furrg,i p"t'g' rah (directive) definisialamat_alamatSFR.P"d',""tinstalasiProgrammer,file-filedefinisi file ini di-copy-kan ke direktori tempat i'og'u-"'"t diinstal' misalnya tersebut definisi file MOD51, MOD52 dan sebagainya' Untuk menggunakan "$" (dollar), misalnya jika dalam bahasa assembler, digunakan tanda adalah menggunakan file MOD52 maka perintah assemblernya $MOD52

I B,Bffi G,6 B

o6E6

Alat Pengembangan

503

Dalam ASM51, sebuah program assembler bisa mengakses atau menggunakan

subrutin atau tabel data dari file assmbler yang lain. Caranya dengan menggunakan sebuah pengarah yain $INCLUDE, misalnya SINCLUDE ( C : MyASM. asm)

Pengarah INCLUDE mensyaratkan nama file beserta letak direktorinya dituliskan secara lengkap. |ika nama direktori tidak dituliskan, ASM51 akan mencari file di direktori yang sama dengan letak ASM51.exe. Nama file dan direktori tersebut harus dalam format DOS, yang akan menyrlitkan jika file tersebut terletak di direktori dengan nama direktori dan nama file yang

panjang. Oleh karena itu, Programmer menyediakan fasilitas untuk mengubah nama file tersebut menjadi format DOS, yaitu melalui menu

S

Assembler/Include File (atuu to.rrbol

H

).

0pen file to be included in the program

,r:r J iss:-i

:1 000530050F8 :1 000638606300302uuE

:10007300f5!5C395FoC 1 0008308F 0D0E 0{qF07 :1800930S02 :l 0Bofi3outtYYU :1 00083087421t

Gombor I1.7 Kolok Diolog lnclude tile

Sebuah kotak dialog akan muncul seperti diperlihatkan oleh Gambar 11.7. File include dibuka dengan tombol buka, pada kotak dialog buka file, pilihlah file yang dimaksud. Secara otomatis, Programmer akan mengubah nama file

F s46753F 8 r oor iiaoqr oozslz os75!3 00754400c2 02c203021 i oor za oo&oztczzrt120l 36c4F5F008r61 201s639

i

iii'si oocia0is$rz

el

s127F s\s6a126121

dan direktorinya menjadi format DOS dan menampilkannya credte h"x file,,.donc Mcs51 Comdler

Gombor I 1.6 Tidok odo [rror di dolom Progrom

Programmer2.15akansecaraotomatismenambahkaninstruksitersebutke instruksi itu tidak dalam bahasa assembler pada saat compile' Walaupun

dimasukkankedalamprogramasal,instruksitersebutbisadilihatdifile listing.Padasaatdijalankan,ASM5lakanmencarifileMoD52padadirektori ASM51 akan mencari file yang"sama dengan ASM51'exe, jika tidak ketemu menghapus file-file tersebut di drive A. oreh karena itu tidak diperkenankan karena akan membuat yang ada pada direktori tempat Programmer terinstal Programmer tidak akan bekerja dengan benar'

di kotak edit

dengan pengarah INCLUDE di depannya. Untuk memasukkan deklarasi ini ke dalam program assembler, klik tombol Insert. Pernyataan INCLUDE ini akan diletakan pada posisi kursor di file assembler, untuk itu harus dipastikan program atau subrutin yang menggunakan deklarasi (konstanta, alamat

memori, pendefinisian port dan lain-Iain) di bawah pernyataan INCLUDE. Pernyatan INCLUDE bisa diletakan di akhir program sebelum pernyataan END, jika file INCLUDE hanya berisi subrutin yang bisa dipanggil dengan instruksi call atau instruksi jmp.

Menu-menu lain yang digunakan dalam pembuatan program assembler adalah menu-menu standar seperti Copy, Paste dan lain-lain yang terdapat di mc'nu li./rr. Selain itu Programmer juga menyediakan menu untuk mencetak (l't'ittt), hirik prograrn assembler, file listing ataupun file heksa yang aktif saat

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler AI89S52

504

itu. Pencetakan dilakukan melalui mer:u File,/Prinr (shorcut CTRL+P tombol

H

atau

akan dicetak' ), du.i kotak dialog pencetakan, pilih file mana yang

505

Alat Pengembangan

muncul kotak dialog SystemProperties, pilih tab Hardware lalu klik tombol Device Manager. Dari kotak dialog tersebut pilih Ports (COM&LPf dan klik kanan untuk melihat properties-nya. Dari kotak properties tersebut, pilih tab Resource, alamat port printer bisa dilihat di I/O Range. Ilustrasi yang ada di buku ini mungkin akan berbeda dengan komputer yang lain.

fhoice the Document

la

Assembler File

I-'

Listing File

;'

Chip Type 1.,

:

':

*-]

LPT I Address :-:

78

..i".1,

Hexa File Lock Bit Protection Mode

Gombor I1.8 Kotok Diolog

r*

Mode

i"'

Mode 2

l

Pencetokon

programmer menggunakan port paralel (port printer) pada saat memprogram

HST Pin State after Programming

ii r'

Low High .

Supply Voltaqe

i*

memori flash AT89S52, karena itu iika printer yang digunakan masih menggunakan port paralel, proses pencetakan dan pemrograman harus

"

Mode 3

.'i[;J*J

dilakukan secara bergantian.

l?

lVolt] --*- - -

| ' "-" '""'"'"..

Direct Programming

|

-

*--

-1

--J

X'Tal Frequenc! [MHz]

i- --':-"-

*-

*-

"-"**l .,-.,.)

11.1.2.2 Memprogrom Memori Flqsh AT89S52 program assembler yang sudah di-compile dengan tidak ada kesalahan bisa langsung diprogramkan arau "di-download" ke memori flash AT89S52. Programmer menggunakan port paralel untuk proses download ini. Selain itu' diperlukan rangkaian antarmuka khusus agar Programmer bisa memproSram atau membaca isi memori flash AT89S52 seperti yang akan dibahas di subbab selanjutnya. Sebelum melakukan proses download atau operasi pembacaan memori, perlu dilakukan proses pengaturan terlebih dahulu. Proses Pengaturan dilakukan

(shortcut F7 atau tombol {[] ;. r"rrg-

melalui men' programming/Setup aturan ini dilakukan untuk memilih alamat port Paralel' mode bit pengunci memori (memory lock bit), dan menentukan kondisi pin RST setelah proses download selesai.

Alamat port printer d.iatur dengan memilih LPTI Address. Ada tiga alamat yang bisa dipilih melalui meut drop down yaioJ_ 278, 378 atau 3BC. Alamat port printer yang terinstal bisa dilihat baik melalui BIOS, dengan masuk ke menu BIOS pada saat PC dinyalakan, atau melalui ment Device Manager yang ada di windows, caranya dari Control l'anel pililr ,s'vsrt'rr. Sett'lah

Gombqr I 1.9 (olok Diolog Pengoluron

Mode pengunci memori bisa dipilih dengan mengklik pilihan Lock Bit Protection Mode. Ada 4 mode yang bisa dipilih: mode 1, 2, 3 dan 4. Keterangan mengenai mode-mode telah dibahas di Bab 3, secara singkat bisa dijelaskan bahwa mode 3 dan mode 4 akan membuat memori flash AT89S52

terkunci (tidak bisa dibaca kembali atau diprogram lagi tanpa dihapus terlebih dahulu). Programmer versi 2.15 ini hanya bisa digunakan untuk memprogram mikrokontroler AT89S52, karena itu menu untuk memilih tipe mikrokontroler (Chip Type) tidak bisa diubah-ubah. Walau demikian, beberapa mikrokontroler yang dikeluarkan oleh Atmel mempunyai protokol pemrograman yang sama, misalnya AT89S51 (dengan memori flash internal 4 KB) menggunakan protokol 4 byte yang sama dengan AT89S52. Oleh karena itu Programmer 2.15 juga bisa digunakan untuk memprogram memori flash AT89S5l.

f

Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AI89S52

506

File

view

Aation

ge

;+i!m :] !j[

E a€EA

INNOVATION

*; *

507

General'i PortSettihgs Diivet. DetBils Resources

Help

@

Alat Pengembangan

',1p :P

e,int", eo,t

lLett;

computer

Eesource setlings:

+-.;l

DvDicD-RoMdrives

'I: ,S

i nu**"" ryp" s"tii"g or7B-037F llti@

Floppy ditk controllers

; ;, Disk drives 1 1/ Display adapters +

.,!$ Floppy diskdrives

it tA

IoE ATA/ATAPI conlrollErs

i+:

Keyboards

ip +l I ir * -. J

l4ire and other pointing devices l"lonitors

po*s(coualpr)

/

g

Communications Po* (Col*l1 )

JESEMreIN

*- Processort . e 5c51 and RAID conhollert + $ sound, video and game Eontrollers + t, slorage volumes + "J Syslem devires * { Universal Serial 8us controllers

i+l

Conflicting device

Use automdtic settings

list:

tto ioniticts.

[-lra:l Gombor I I '10 l(olok Diolog [)evice Monoger

Hal yang harus diperhatikan adalah kapasitas memori. Programmer akan menghitung ukuran memori dari file heksa yang akan diprogramkan' Jika ukuran memori itu melebihi ukuran memori AT89S52, Programmer akan memberikan pesan dan proses pemrograman tidak akan bisa dilakukan. Jika yang diprogram adalah AT89S51, maka Proses Pemrograman akan tetap bisa berlangsung (walaupun file heksa melebihi 4 KB). Namun AT89S51 hanya akan menerima memori maksimum sebesar 4 KB (0000H - QFFFH). Ketika Programmer mengirimkan data untuk alamat di atas alamat 0FFFH, misalnya 1000H, maka oleh AT89S51 akan dianggap sebagai alamat 0000H. selama ukuran memori kurang dari 4 KB, Programmer 2.15 bisa digunakan untuk memprogram AT89S51.

Gombar I

I.l I

T c*"r-l

Alomot Porl Printer

Sebelum melakukan pemrograman, Programmer akan membaca isi memori AT89S52 yang akan diprogram. Ada 4 kemungkinan dari hasil pembacaan ini, yaitu memori AT89S52 masih kosong, sudah terprogram, memori flash telah

terkunci (bit pengunci memori telah diprogram), atau Programmer tidak bisa membaca status memori karena mikrokontroler yang terpasang di soket sudah rusak atau yang terpasang memiliki protokol pemrograman yang berbeda (misalnya AT89S8252) atau tidak terpasang sama sekali. Programmer akan langsung melakukan pemrograman jika membaca isi memori masih kosong, sedangkan jika memori terprogram atau terkunci, Programmer akan memberikan konfirmasi apakah proses pemrograman akan tetap dilanjutkan atau tidak, karena proses pemrograman akan menghapus isi memori yang ada.

Hal ini ditentukan oleh pilihan Direct Programming. Jlka Direct Programming diplllh, dengan mengecek kotak cek (check box), Programmer akan langsung melakukan proses pemrograman, jika tidak sebuah konfirmasi akan ditanyakan oleh Programmer. ]ika Programmer tidak bisa membaca status memori, proses pemrograman tidak akan bisa dilakukan.

Setelah proses pemrograman selesai, mikrokontroler bisa diatur untuk Iarrg,sung rnt'rrjalankan program yang baru saja diterimanya dengan mengatur

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman I'likrokontroler

508

AT89S52

(RST Pin state after Programing)' Ada kondisi pin RST setelah pemrogramar Low' setelah pemrograman pin 2 pilihan yaitt Lowdan^High'fika pilihannya langsung Rit ^kr.t menjadi logika rendah (0 V) dan AT89S52 akan pemrograman setelah High' menjalankan program, ,"d"ttgk"" jika pilihannya

509

Alat Pengembangan

jika di tengah proses pemrograman catu daya terputus atau ada

alamat (yang menyebabkan proses verifikasi memori flash yang tidak bisa diprogram gagal), Programmer akan menghentikan proses pemrograman.

tetap dalam keadaan reset' pin RST t"t"p alogika tinggl (5 V) dan AT89S52 reset ini bisa dilakukan Untuk menjalankan afgSIiZ yang dalam keadaan dengan ment Programming/Run tombol

ie'ic"

(shortcut F6) atau dengan mengklik

-rL

Programming the Flash Memory Aray...

dengan mengklik tombol Setelah melakukan pengaturan dan menyimPannya bisa segera dilakukan OK darikotak dialog Pengaturan' Proses Pemrograman

melalui

^"nu

Progir-i;'g/f'og*-

Flash Memory (shortcut F2) atau

lffi ' O"t'8"' catatan harus ada file heksa yang aktif dengan meng-klik tombol program assembler yang telah dibuat' saat itu, misalnya hasil dari compile iil" heksa yang aktif' Programmer akan memberikan konfir-

|ika tidak "d" masiuntukmembukafileheksa'Kotakdialogpembukafileakanditampilkan Untuk membuka file untuk membuka file heksa yang akan diprogramkan' heksasecaramanualbisadilakukanmelaluimenlAssemb]er/LoadHexaFi]e ffi ' *""o ini juga bisa digunakan untuk (shortcut F6) atau dengan tombol heksa yang file h'eksa hasil compiler yang lain, misalnya file memProglamkan terbentuk dari comPiler C'

sebuah Proses pemrograman akan segera dilakukan'

kotak dialog akan di-

reffi

Gombor I

l.l

2

Proses Pemrogromon Sedong Berlongsung

I 1.t.2.3 Membqco don Menghopus Memori Flosh AT895s2 Selama bit pengunci memori diprogram pada mode 1 dan 2, isi memori flash AT89S52 masih bisa dibaca kembali. Menu untuk membaca kembali isi memori flash AT89S52 adalah Programming/Read Flash Memory (shortcut

F3) atau melalui tombol IEI . Seperti hainya proses pemrograman, pembacaan

memori juga diawali dengan mengecek koneksi antara Programmer (PC) dengan perangkat pemrograman (FP-S100X) dan status memori AT89S52. ]ika koneksi tidak terdeteksi atau status memori tidak bisa dibaca, proses

Pertama Programmer tampilkan untuk menunjukkan jalannya pemrograman'

pembacaan tidak akan dilanjutkan.

akanmengecekkoneksidenganrangkaianantarmukapemroSraman(yang terdeteksi, misalnya karena dinamakan dengan Fp-slooxt |ika koneksi tidak port printer atau- catu daya kabel FP-S100X belum dihubungkan dengan

Sebuah window akan tampil untuk memperlihatkan data yang terbaca sesuai

pesan bahwa komunikasi

-"tb"rikan "ku' proses pemrograman tidak dan gagal tefan FP-S100X dengan

belum dinyalakan, Programmer

akan

Programmer akan membaca berlangsung' Sedangkan jika' ioneksi berhasil' AT89S52 seperti yang telah ukuran file heksa dan membaca status memori dijelaskan di atas'

bar (Gaybar 11'12)' Proses pemrograman ditunjukkan melalui Progress ProsespemrogramaninibisadibatalkanmelaluitombolCance].Programmer pembatalan dilakukan' akan memberikan konfirmasi pembatalan' )ika tlan lika titllk' Programmer akan menghentikan proses l)('lnrogramiln st'lt'slri Kt't ttilli melan jutkal prost.s pcnlr()gr iunrrr sirtttPlti l)r,gramrnt

r akan

dengan alamatnya (dengan nama "AT89S52 - Flash Buffer (8 kbytes"). Berbeda dengan proses pemrograman, yang hanya memprogram sesuai dengan alamat yang ada di file heksa, proses pembacaan dilakukan untuk

- 1FFFH (8 KB). Memori yang kosong akan menghasilkan data FFH untuk semua alamat, sedangkan memori dengan bit pengunci diprogram pada mode 3 dan 4 akan menghasilkan data 01H, 02H, semua alamat memori dari 0000H

03H, 04H, ..., FFH, 00H, 01H, ..., FFH yang berulang. Programmer akan menampilkan jalannya proses pembacaan memori dan proses ini bisa dihentikan dengan mengklik tombol Cancel.

Teknik Antarmuka dan Pemrograman l'likrokontroler

5t0

AT89552

Alat Pengembangan

5il

Fasilitas terakhir adalah menu unruk menghapus memori flash ATS9S52.

rhBqrEbl$BE^.90

Untuk menghapus isi memori flash AT89S52 dilakukan dengan

menu

Programming/chip Erase (shortcur F4) arau dengan mengklik tombol B. Programmer akan memberikan konfirmasi apakah proses penghapusan I5 AS Ff tt 8! FF 20 tD t2 no 12 00 tf D2 91 aa EE '! ,g 2e inr932007cd7a1!r410 56qeo0e363108F20arr 83E52Ct3152!G328520

rd t: !@c: ,B': !D!:

memori akan dilakukan atau tidak. Seperti proses yang lain,

proses

penghapusan memori juga akan diawali dengan proses pengecekan koneksi PC dengan FP-Sl00X dan srarus memori Flash AT89S52.

0M!:

tlrr:

0m!: cmt: 0c0:

00t:

Chip Erase will erase the contents of the Chip Memory!

nda:

Are you sure to continue?

No

Gombor I

l.l3

!

_i

Proses Pembocoon Memori Flosh

Hasil pembacaan memori yang tersimpan di buffer ini bisa disimpan menjadi file heksa melalui menu ,4sserz bler/Save Flash Buffer to Hex.&7e (shortcut

Fl1) atau mengklik tombol ffi. fo,"k dialog penyimpanan file akan muncul untuk meminta nama file heksa yang akan disimpan. Format file heksa disimpan dengan mengikuti aturan file heksa yang dikeluarkan oleh Intel. Seperti telah dijelaskan, sebelum melakukan pemrograman atau pembacaan memori, Programmer akan mengecek status memori flash AT89S52. Untuk mengetahui status memori flash tanpa harus melakukan proses pemrograman atau pembacaan isi memori flash, bisa dilakukan dengan menu Programming/

Chip Status (shortcut F5) atau mengklik tombol B. Oau 4 kemungkinan status memori yaitu memori terprogram Qtrogrammea), memori terkunci (Locked), memori kosong (Blank), dan status memori tidak bisa terbaca (Undefrned).

Gombor I

I.l5

(onfirmqsi penghopuson Memori

I I .2 ANTARMUKA PROGRAMMER unruk bisa melakukan proses pemrograman memori flash ATg9s52, programmer memerlukan sebuah rangkaian antarmuka yang akan menghubung-

kan komputer melalui port paralel dengan sisrem minimum

ATg9s52. Rangkaian anrarmuka (yang dinamakan dengan Fp-s100x) bisa dibuat dalam

satu PCB (Printed circuit Board) dengan sistem minimum arau dibuat terpisah.

tt

.2.r

RANGKATAN ANTARMUKA (Fp-S r oox)

Rangkaian antarmuka (FP-s100x) digunakan unruk menghubungkan sistem minimum AT89s52 dengan kompurer melalui port printer. Rangkaian ini dirancang agar bisa melakukan pemrograman memori flash secara ISp dengan menggunakan sedikit komponen. sebuah IC buffer digital (IC101) digunakan

Microcontroller Memory 5tatus: Locked

Gombqr I

I.l4

Slolus Memori lerkunri

agar setelah proses pemrograman AT89s52 bisa langsung menjalankan program tanpa harus memutuskan hubungan antara Fp-s100x dengan sistem minimum (terutama jika rangkaian Fp-Sl0oX dibuat dalam satu pCB dengan sistem minimum). Pada saat pemrograman, pin RST akan berada di logika tinggi. Hal ini akan membuat pengendali buffer juga akan berada di logika tinggi. St'hingga semua buffer akan bekerja dan komunikasi anrara komputer

Ieknik Antarmuka dan Pemrograman l''likrokontroler

5t2

AT89552

Alat Pengembangan

5r3

dengan sistem minimum akan terjalin. Sedangkan saat pin RST berlogika rendah, semua buffer tidak akan aktif dan buffer menjadi berimpedansi tinggi (high impedance). Pada kondisi ini sistem minimum bisa bekerja tanpa terpengaruh oleh koneksi dengan port printer walaupun koneksi tidak

Transistor Q101 digunakan untuk memberikan sinyal koneksi dengan komputer. Programmer akan mengecek koneksi dengan membaca keluaran kaki kolektor transistor ini (sinyal DEVSTATE). lika FP-S100X belum

diputus.

Programmer akan memberikan pesan error.

Apabila rancangan PCB FP-S100X disatukan dengan sistem minimum, buffer harus menjadi tidak aktif saat tidak dihubungkan dengan komputer. Oleh karena itu, sebuah resistor pull down dipakai untuk menghubungkan semua pengendali buffer dengan GND. Hal yang harus diperhatikan adalah pemilih-

Untuk menghubungkan FP-S100X dengan komputer, digunakan kabel khusus (Gambar 11.17). Kabel ini terdiri atas konektor DB25 rzale untuk dihubungkan dengan port printer komputer dan sebuah konektor 6 pin

an tipe IC buffer. Untuk rancangan PCB yang disatukan, sebaiknya digunakan tipe IC 74HC726. Karena jika digunakan tipe 74L5126 pada saat tidak dihubungkan dengan komputer, akan ada tegangan sekitar 2.0 V di pin 12 dan pin kendali semua buffer walaupun ada resistor pull down. Hal ini akan membuat IC101 menjadi aktif dan keluaran pin RST (pin 11) akan

dihubungkan dengan komputer atau catu daya belum dinyalakan,

untuk dihubungkan dengan FP-S100X. Panjang kabel sebaiknya diatur agar tidak melebihi 2 meter karena kabel yang terlalu panjang akan menghasilkan sinyal noise yang lebih tinggi, yang akan memengaruhi proses komunikasi antara komputer dengan FP-S100):. (:I.l1 D3

menjadi berlogika tinggi, yang akan me-reset AT89S52. cN1 01 FST

IH4 OUT4 IH3 OUT3 OUTI INI IH? OUT2

(P1.n MISO (F1 .E) MOSt (Pl .s)

+5V

c402 1nF R1 04

1rlflH

tc101 74HC1 2E

G101

cs45 R1

03

2K2

Gombor I

11.2.2

= Gombor I

l.l6

Rongkoion tP-5100X

l.l

7

Kobel Antormuko tP-Sl 00)(

SISTEM MINIMUM AT89S52

Sistem minimum adalah rangkaian minimum yang diperlukan agar AT89S52 bisa menjalankan program. Rangkaian ini meliputi rangkaian osilator dan rarrgkaian reset (untuk power on reset). Oleh karena AT89S52 memiliki tttt'tttot i l)t ()grllt)) itrtcrnal, maka rangkaian untuk mengakses memori

---------

5t4

Teknik Antarmul
program eksternal (yaitu IC latch untuk alamat) tidak diperlukan selama AT89S52 hanya menggunakan memori program internal yang dimilikinya. Resistor pull up eksternal diperlukan P0 karena keluaran P0 bersifat drain terbuka.

Rangkaian sistem minimum yang diperlihatkan oleh Gambar 11.18 menSasumsikan bahwa AT89S52 akan selalu mengerjakan program yang ada di memori flash yang dimilikinya (pin EA dihubungkan dengan VCC). Osilator menggunakan sebuah kristal 11.0592 MHz (X400), mengingat pada frekuensi ini banyak baud rate standar yang bisa dibangkitkan oleh AT89S52 pada komunikasi serial.

P0.0/AD0 P0.i/AD1 P0.:/AI)2 P0.3/AD3 PO.4JAD4 P0.6/AD5 F0.6/ADE P0.7/AD7

disesuaikan dengan aplikasi.

I

I.2.3

RANGKAIAN CATU DAYA

sistem minimum dan rangkaian Fp-S100X memerlukan tegangan DC 5 v untuk beroperasi. Tegangan ini bisa diperoleh langsung dari rumler tegangan AC 220 v (PLN)' tentu saia setelah melalui proses penurunan tegangan dan pengubahan ke tegangan DC oleh rangkaian regulator. Gambar 11.19 memperlihatkan sebuah rangkaian regulator sederhana yang akan menyediakan tegangan 5 V dari sumber AC, transformator tidak diperlihatkan.

P7.1/A

IC30B

78115

P2.31411

P7.4IA1' P?.5/Al3 P2.6/A14 P2.7t415

Pl.0m P 1

.1/rn.

E(

Pl.2

F3.3/[.1T1

P1 .3 P1 .4

P3.B4g8 P3,?/RO RST

konektor 8 pin agar mudah untuk dihubungkan dengan rangkaian lain. GND harus dihubungkan dengan rangkaian rersebur. Namun hal ini bergantung pada saat merancang PCB. Aplikasi mikrokontrorer yang lebih spesifik memungkinkan semua perangkat atau IC yang dikendalikan oleh mikrokontroler dibuat dalam satu PCB, sehingga rangkaian sistem minimum bisa

P2.0l4€

P3.24!f9

P3.tr0 P3.5trL

5t5

P2.2tA10

P3 O/RXD

F3.1,G9_

Alat Pengembangan

P1.5rM0Sl Ft.8,l1,llS0 P1,7/SCK

FSEii

Esool I

L

csorl

-l* 100pF/16v "ro, 10nr| -t

TALI

ArE/FFEE

+

rSts

o

z

11.0592 MHz

Gombor I Gombor I

l.l8

Sislem Minimum AI89S52

Rangkaian reset disusun oleh C403 dan R400 untuk mereset pada saat catu daya pertama kali dinyalakan. Sedangkan saklar SW400 digunakan untuk mereset AT89S52 secara manual. Untuk keperluan pemrograman, tinggal menghubungkan FP-SI00X dengan sistem minimum ini melalui pin-pin seperti ditunjukkan oleh gambar. Semua port A'l'ttt)S52 rlihtrbtrngkan clengatr

Rangkaian regulator

ini

l.l9

Rongkoion Cotu Doyo

menggunakan sistem penyearah penuh dengan 2

buah dioda, karena itu rransformator yang digunakan harus jenis cr (center tap) dengan tegangan AC sekunder 12y atau disesuaikan. Tegangan AC dari

transformator akan disearahkan oleh dioda D300 dan D301. Kapasitor elektrolit c300 berfungsi sebagai filter yang akan menghaluskan tegangan DC yarrg rrrlsih lrt'rilcnyut dari rangkaian penyearah. Sebuah IC regulator

5r6

Teknik Antarmul
tegangan digunakan untuk menurunkan dan menstabilkan tegangan yanS sudah disearahkan menjadi tegangan 5 V. Keluaran IC regulator di-filter lagi oleh kapasitor C301 dan c302. Sedangkan sebuah LED (D302) digunakan sebagai indikator. IC regulator 7805 bisa menyediakan arus sampai 1 A, yang cukup untuk rangkaian sistem minimum dan FP-S100X. ]ika diinginkan arus yang lebih besar, sebuah penguat arus dengan transistor perlu digunakan.

DAFTAR PU'T'\T(A

Sencer Yeralan, Ashutosh Ahluwalia, Programming and Interfacing the 805 1 Microcontroller, Addison-Wesley, 1995

Myke Predko, Programming and Customizing the B051 Microcontroller, McGraw-Hill,1999 Http://www.intel.com, MCS@ 5l Microcontroller Family Userb Manual, Intel Corp., 1994

|ohn Wharton, An Introduction to the Intel@ MCS-517M Single-Chtp Microcompu ter Family Intel Corp., 1980

http://www.atmel.com, A tm el 805 I Microcontrollers Ha rdware Manual, Atmel Corp.,2004 http://www.atmel.com, A W9 Series Hardwate Description, Atmel Corp., t9q7 htrp://www.RomanBlack.com, Record + Play Fast

l-Bit

Sound on a PIC

Roman Black, 2001

Mariano Baron, Speech Waueform Encoder, Atmel Application |ournal Number 7 Winter 2006, Atmel Corp., 2006

http://www.bb-elec.com, RS-422 and RS-485 Aplication Electronics Manufacturing, 2006 |an Axelson, Designing RS-485 CircuiC Circuit Cellar, 1999

Nore

B&B