Tata Cara Komunikasi Data Serial

1

Oleh : Mujahidin http://www.iddhien.com [email protected] [email protected] iddhien2006 all rights reserved

Tata Cara Komunikasi Data Serial

Ada 2 macam cara komunikasi data serial yaitu Sinkron dan Asinkron

2

Pada komunikasi data serial sinkron, clock dikirimkan bersama sama dengan data serial, tetapi clock tersebut dibangkitkan sendiri – sendiri baik pada sisi pengirim maupun penerima. Sedangkan pada komunikasi serial asinkron tidak diperlukan clock karena data dikirimkan dengan kecepatan tertentu yang sama baik pada pengirim / penerima. http://www.iddhien.com

iddhien2006 all rights reserved

1

3

Pada IBM PC kompatibel port serialnya termasuk jenis asinkron. Komunikasi data serial ini dikerjakan oleh UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). IC UART dibuat khusus untuk mengubah data parallel menjadi data serial dan menerima data serial yang kemudian dirubah lagi menjadi data parallel. IC UART 8250 merupakan salah satunya. Selain berbentuk IC mandiri berbagai macam mikrokontroller juga ada yang dilengkapi dengan UART, misalnya AT89S51/52/53 atau PIC16F877 http://www.iddhien.com


Pada UART, kecepatan pengiriman data ( atau yang sering disebut dengan Baud Rate ) dan fase clock pada sisi transmitter dan sisi receiver harus sinkron. Untuk itu diperlukan sinkronisasi antara Transmitter dan Receiver. Hal ini dilakukan oleh bit “Start” dan bit “Stop”. Ketika saluran transmisi dalam keadaan idle, output UART adalah dalam keadaan logika “1”. 4 http://www.iddhien.com


2

Ketika Transmitter ingin mengirimkan data, output UART akan diset dulu ke logika “0” untuk waktu satu bit. Sinyal ini pada receiver akan dikenali sebagai sinyal “Start” yang digunakan untuk menyinkronkan fase clocknya sehingga sinkron dengan fase clock transmitter.

5

Selanjutnya data akan dikirimkan secara serial dari bit yang paling rendah (bit0) sampai bit tertinggi. Selanjutnya akan dikirimkan sinyal “Stop” sebagai akhir dari pengiriman data serial. http://www.iddhien.com


Sebagai contoh misalnya akan dikirimkan data huruf “A” dalam format ASCII (atau sama dengan 41 heksa atau 0100 0001

PENGIRIMAN HURUF “A” TANPA BIT PARITAS

6 http://www.iddhien.com


3

7

Kecepatan transmisi (baud rate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu. Baud rate yang umum dipakai adalah 110, 135, 150, 300, 600, 1200, 2400, dan 9600 (bit/perdertik). Dalam komunikasi data serial, baud rate dari kedua alat yang berhubungan harus diatur pada kecepatan yang sama. Selanjutnya harus ditentukan panjang data (6,7 atau 8 bit), paritas (genap, ganjil, atau tanpa paritas), dan jumlah bit “Stop” (1, 1 ½ , atau 2 bit) http://www.iddhien.com

8


Karakteristik Sinyal Port Serial

Standar sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan adalah Standar RS232 yang dikembangkan oleh Electronic Industri Association (EIA/TIA) yang pertama kali dipublikasikan pada tahun 1962. Ini terjadi jauh sebelum IC TTL populer sehingga sinyal ini tidak ada hubungan sama sekali dengan level tegangan IC TTL. Standar ini hanya menyangkut komunikasi antara (Data Terminal Equipment – DTE) dengan alat – alat pelengkap komputer (Data Circuit Terminating Equipment – DCE)

http://www.iddhien.com


4

9

Standar sinyal RS232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut : 1. Logika 1 disebut ‘Mark’ terletak antara -3 Volt sampai -25 Volt 2. Logika ‘0’ disebut ‘space’ terletak antara +3 Volt samapai +25 Volt. 3. Daerah tegangan antara -3 Volt sampai +3 Volt adalah invalid level, yaitu daerah tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Demikian juga level tegangan dibawah 25 Volt dan diatas +25 Volt juga harus dihindari karena bisa merusak line driver pada saluran RS232



Gambar dibawah adalah contoh level tegangan RS232 pada pengiriman huruf “A” dalam format ASCII tanpa bit paritas.

Level Tegangan RS232 pada pengiriman huruf “A” Tanpa Bit Paritas.



5

Flow Control

Jika kecepatan transfer data dari DTE ke DCE (misal dari komputer / modem) lebih cepat dari pada transfer data dari DCE ke DCE (modem ke modem) maka cepat atau lambat kehilangan data akan terjadi karena buffer pada DCE akan mengalami overflow. Untuk itu diperlukan sistem flow control untuk mengatasi masalah tersebut. Ada 2 macam flow control yaitu secara hardware dan secara software. 11 http://www.iddhien.com

12


Flow control secara software atau yang sering disebut dengan Xon (karakter ASCII 17) dan Xoff (karakter ASCII 19). DCE akan mengirimkan Xoff ke komputer untuk memberitahukan agar komputer menghentikan pengiriman data jika buffer pada DCE telah penuh. Jika buffer telah kembali siap menerima data DCE akan mengirimkan karakter Xon ke komputer dan komputer akan melanjutkan pengiriman data sampai data terkirim semua. Keuntungan Flow Control ini adalah hanya diperlukan kabel sedikit karena karakter kontrol dikirim lewat saluran TX RX.



6

13

Flow Control secara hardware atau sering disebut RTS / CTS menggunkan dua kabel untuk melakukan pengontrolan. Komputer akan men-set saluran Request to Send (RTS) jika akan mengirimkan data ke DCE. Jika buffer di DCE siap menerima data, maka DCE akan membalas dengan men-set saluran Clear to Send (CTS) dan komputer akan mulai mengirimkan data. Jika buffer telah penuh, maka saluran akan di reset dan komputer akan menghentikan pengiriman data sampai saluran ini di-set kembali. http://www.iddhien.com


Konfigurasi Port Serial

Konektor DB-9 pada bagian belakang komputer adalah port serial RS232 yang biasa dinamai dengan COM1 dan COM2.



7

Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB-9

15

Nomor PIN

Nama Sinyal

Direction

Keterangan

1

DCD

In

Data Carrier Detect/ Receive Line Signal Detect

2

RxD

In

Receive Data

3

TxD

Out

Transmit Data

4

DTR

Out

Data Terminal Ready

5

GND

-

Ground

6

DSR

In

Data Set Ready

7

RST

Out

Request to Send

8

CTS

In

Clear to Send

9

RI

In

Ring Indicator


16


Keterangan mengenai fungsi saluran RS232 pada konektor DB-9 adalah sebagai berikut : 1. Received Line Signal Detect, dengan saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa pada terminal masukan ada data masuk. 2. Receive Data, digunakan DTE menerima data dari DCE. 3. Transmit Data, digunakan DTE mengirimkan data ke DCE. 4. Data Terminal Ready, pada saluran ini DTE memberitahukan kesiapan terminalnya. 5. Signal Ground, saluran ground http://www.iddhien.com


8

6. DCE ready, sinyal aktif pada saluran ini menunjukkan bahwa DCE sudah siap. 7. Request to Send, dengan saluran ini DCE diminta mengirim data oleh DTE. 8. Clear to Send, dengan saluran ini DCE memberitahukan bahwa DTE boleh mulai mengirim data. 9. Ring Indicator, pada saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa sebuah stasiun menghendaki hubungan dengannya. 17 http://www.iddhien.com

18


Untuk dapat menggunakan port serial harus diketahui dahulu alamat dari port serial tersebut. Biasanya tersedia dua port serial pada CPU, yaitu COM1 dan COM2. Base Address COM1 biasanya 1016 (3F8h) dan COM2 biasanya 760 (2F8h). Alamat tersebut adalah alamat yang biasa digunakan, tergantung komputer yang digunakan. Tepatnya kita bisa melihat pada peta memori tempat menyimpan alamat tersebut, yaitu memori 0000.0400h untuk COM1 dan 0000.0402h untuk COM2 http://www.iddhien.com


9

Berikut adalah nama – nama register yang digunakan beserta alamatnya. Nama Register

19

COM2

3F8h

2F8h

RX Buffer

3F8h

2F8h

Baud Rate Divisor latch LSB

3F8h

2F8h

Baud Rate Divisor Latch MSB

3F9h

2F9h

Interrupt Enable Register

3F9h

2F9h

Interrupt Identification Register

3FAh

2FAh

Line Control Register

3FBh

2FBh

Modem Control register

3FCh

2FCh

Line Status Register

3FDh

2FDh

Modem Status Register

3FEh

2FEh


20

COM1

TX Buffer


Keterangan Register • RX Buffer , digunakan untuk menampung dan menyimpan data dari DCE. • TX Buffer , digunakan untuk menampung dan menyimpan data yang akan dikirim ke port serial. • Baud Rate Divisor Latch LSB , digunakan untuk menampung byte bobot rendah untuk pembagi clock pada IC UART agar didapat baud rate yang tepat • Baud Rate Divisor Latch MSB , digunakan untuk menampung byte bobot tinggi untuk pembagi clock pada IC UART sehingga total angka pembagi adalah 4 byte yang dapat dipilih dari 0001h sampai FFFFh http://www.iddhien.com


10

Berikut adalah tabel angka pembagi yang sering digunakan : Baud Rate (bit / detik)

Angka Pembagi

300

0180h

600

0C00h

1200

0060h

1800

0040h

2400

0030h

4800

0018h

9600

000Ch

Sebagai catatan, register Baud Rate Divisor Latch ini bisa diisi jika bit 7 pada register Line Control Register diisi 1



• Interrupt Enable Register, digunakan untuk menset interupsi apa saja yang akan dilayani komputer. Rincian bit pada interrupt Enable register Nomor Bit

22

Keterangan

0

1 : Interupsi akan diaktifkan jika menerima data

1

1: Interupsi akan diaktifkan jika register Tx kosong

2

1: interupsi diaktifkan jika ada perubahan keadaan pada Line Status Register

3

1: Interupsi diaktifkan jika ada perubahan keadaan pada Modem Status Register

4,5,6,7

Diisi 0



11

• Interrupt Identification Register, digunakan untuk menentukan urutan prioritas interupsi Rincian bit pada interrupt identification register Nomor Bit

Keterangan

0

0 : Interupsi menunggu 1 : No interrupt pending

1&2

00 : Prioritas tertinggi 01 : Prioritas tertinggi menerima data 10 : Prioritas tertinggi kosong 11 : Prioritas tertinggi

3, 4, 5, 6, 7

oleh Line Status register oleh register Rx jika oleh register Tx jika telah oleh modem status register

Diisi 0



• Line Control register, digunakan untuk menentukan jumlah bit data, jumlah bit pariti, jumlah bit stop, serta untuk menentukan apakah baud rate divisor dapat diubah atau tidak. Rincian bit pada Line Control register Nomor Bit 0 dan 1

2

24

Keterangan Jumlah bit data 00 : jumlah bit data 01 : jumlah bit data 10 : jumlah bit data 11 : jumlah bit data

adalah adalah adalah adalah

5 6 7 8

Bit Stop 0 : Jumlah bit stop adalah 1 1: Jumlah bit stop adalah 5 untuk 5 bit data dan 2 untuk 6 hingga 8 bit data



12

Lanjutan Æ Rincian bit pada interrupt identification register Nomor Bit

Keterangan

3

Bit pariti 0 : tanpa Pariti 1 : Dengan Pariti

4

0 : Pariti ganjil 1 : Pariti Genap

5

1 : Bit pariti ikut dikirimkan (stick parity)

6

0 : Set break control tidak diaktifkan 1 : Set break control diaktifkan

7

0 : Baud rate divisor tidak dapat diakses 1 : Baud rate divisor dapat diakses



• Modem Control register, digunakan untuk mengatur saluran pengatur modem terutama saluran DTR dan saluran RST Rincian bit pada Modem Control register

Nomor Bit

Keterangan

0

Bit DTR 0 = Saluran DTR diaktifkan (Aktif 0) 1 = Saluran DTR dibuat normal (tidak aktif)

1

Bit RST 0 = Saluran RST diaktifkan (aktif 0) 1 = Saluran RST dibuat normal (tidak aktif)



13

• Lanjutan Rincian bit pada Modem Control register

Nomor Bit

Keterangan

2

Bit OUT1 digunakan untuk penghubung ke perangkat lain, dapat dibuat logika high atau low. Secara normal tidak digunakan.

3

Bit OUT2 digunakan untuk penghubung ke pernagkat lain dapat dibuat logika low atau high.

4

0 = Loop Back internal diaktifkan 1 = Loop Back internal tidak diaktifkan.

5, 6, 7

Diisi 0



• Line Status Register, digunakan untuk menampung bit – bit yang menyatakan keadaan penerimaan atau pengiriman data dan status kesalahan operasi. Rincian bit pada Line Status register

28

Nomor Bit

Keterangan

0

1 = Menyatakan adanya data masuk pada buffer RX

1

1 = Data yang masuk mengalami overrun

2

1 = Terjadi kesalahan pada bit pariti

3

1 = Terjadi kesalahan framing

4

1 = Terjadi Break Interrupt

5

1 = Menyatakan bahwa register TX telah kosong

6

1 = Menyatakan bahwa transmitter Shift Register telah kosong

7

Diisi kosong



14

• Modem Status Register, digunakan untuk menampung bit – bit yang menyatakan status dari saluran hubungan dengan modem Rincian bit pada Modem Status register

Nomor Bit

Keterangan

0

1 = Menyatakan adanya perubahan keadaan di saluran Clear to Send (CTS)

1

1 = Menyatakan adanya perubahan keadaan di saluran Data Set Ready (DSR)

2

1 = Menyatakan adanya perubahan keadaan di saluran Ring Indicator (RI) dari Low ke High



• Lanjutan. Rincian bit pada Modem Status register

Nomor Bit

30

Keterangan

3

1 = Menyatakan adanya perubahan di saluran Receive Line Signal Detect (DCD)

4

1 = Menyatakan saluran Clear to Send (CTS) sudah dalam keadaan aktif

5

1 = Menyatakan saluran Data Set Ready (DSR) sudah dalam keadaan aktif

6

1 = Menyatakan bahwa saluran Ring Indicator sudah dalam keadaan High

7

1 = Menyatakan bahwa saluran Receive Line Signal Detect (DCD) sudah dalam keadaan aktif



15

Alasan Penggunaan Port Serial

Dibandingkan dengan menggunakan port parallel penggunaan port serial terkesan lebih rumit. Berikut adalah keuntungan penggunaan port serial dibandingkan penggunaan port parallel.

31

1. Pada komunikasi dengan kabel yang panjang, masalah cable loss tidak akan menjadi masalah besar daripada menggunakan kabel parallel. Port serial mentransmisikan “1” pada level tegangan -3 Volt sampai -25 Volt dan “0” pada level tegangan +3 Volt sampai +25 Volt, sedangkan port parallel mentransmisikan “0” pada level tegangan 0 Volt dan “1” pada level tegangan 5 Volt. http://www.iddhien.com


2. Dubutuhkan jumlah kabel yang sedikit, bisa hanya menggunakan 3 kabel yaitu saluran Transmit Data, saluran Receive Data, dan saluran Ground (Konfigurasi Null Modem) 3. Saat ini penggunaan mikrokontroller semakin populer. Kebanyakan mikrokontroller sudah dilengkapi dengan SCI (Serial Communication Interface) yang dapat digunakan untuk komunikasi dengan port serial komputer. 32 http://www.iddhien.com


16

Pengaksesan Port Serial Pada Visual Basic Untuk pengaksesan port serial kita dapat mengaksesnya secara langsung menggunakan kontrol MSComm yang telah disediakan Visual basic. Kontrol MSComm menyediakan fisilitas komunikasi antara program aplikasi yang kita buat dengan port serial untuk mengirim atau menerima data melalui port serial. Setiap MSComm hanya menangani satu port serial sehingga jika kita ingin menggunakan lebih dari satu port serial harus digunakan MSComm lain.

33



Properti MSComm Jumlah properti pada MSComm sangat banyak, dan hanya beberapa properti yang perlu kita ketahui. Properti yang sering digunakan adalah :

34

CommPort Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang akan dipakai Setting Digunakan untuk menset nilai baud rate, pariti, jumlah bit data, dan jumlah bit stop. PortOpen Digunakan untuk membuka ataupun menutup port serial yang dihubungkan dengan MSComm ini http://www.iddhien.com


17

Input Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer penerima. Output Digunakan untuk menulis data string pada buffer kirim Berikut adalah contoh penggunaan properti tersebut


36


Berikut adalah contoh penggunaan properti tersebut Private Sub Form_Load () MSComm1.ComPort = 1 MSComm1.Setting = “9600,N,8,1” MSComm1.InputLen = 0 MSComm1.PortOpen = True MSComm1.Output = “ATV1Q0” & Chr$(13) Do DoEvents Buffer$ = Buffer$ & MSComm1.Input Loop Until InStr (Buffer$, “OK” & vbCLRF) MSComm1.PortOpen = False End Sub http://www.iddhien.com


18

37

Kode – kode program pada prosedur diatas akan melakukan aksi sebagai berikut : • Port serial yang digunakan adalah COM1 • Setting MSComm adalah : Baud rate 9600, tanpa paritas, jumlah data 8 bit, dan jumlah bit stop adalah 1 bit • Memerintahkan kontrol MSComm membaca seluruh isi buffer ketika menggunakan perintah input (MSComm1.InputLen = 0) • Membaca port serial • Mengirim perintah “ATV1Q0” diikuti ASCII 13 (enter) ke modem • Menunggu modem mengirimkan jawaban “OK” ke komputer • Menutup port serial http://www.iddhien.com


Even Pada MSComm MSComm hanya mempunyai satu even saja, yaitu even OnComm. Even OnComm dibangkitkan jika nilai properti dari CommEvent berubah yang mengindikasikan telah terjadi even pada port serial baik even komunikasi maupun even error. Tabel berikut adalah tabel mengenai nilai – nilai dari properti CommEvent, nilai properti ini tidak tersedia pada saat design time, tetapi hanya dapat dibaca pada saat run time. 38 http://www.iddhien.com


19

Nilai-nilai properti even error pada CommEvent

Konstanta

Keterangan

comEventFrame

Hardware mendeteksi adanya kesalahan frame

comEventRxParity

Hardware mendeteksi adanya kesalahan pariti

comEventRxOver

Buffer penerima mengalami over flow, tidak ada ruang kosong lagi pada buffer penerima

comEventTxFull

Buffer kirim penuh

comEventOverrun

Port mengalami overrun

comEventBreak

Sinyal Break diterima

comEventDCB

Mendapatkan kembali Device Control Block (DCB) dari port serial



Nilai-nilai properti even komunikasi pada CommEvent

Konstanta

40

Keterangan

comEvSend

Jumlah karakter pada buffer kirim lebih sedikit dari pada nilai properti Sthreshold. Even ini akan dibangkitkan jika nilai pada properti Sthreshold tidak diisi “0”

comEvReceive

Telah diterima karakter sebanyak nilai properti Rthreshold. Even ini akan dibangkitkan terus menerus sampai data diambil dari buffer penerima menggunakan perintah Input. Even ini akan dibangkitkan jika nilai pada properti Rthershold tidak diisi “0”

comEvCTS

Terjadi perubahan pada saluran Clear to Send

comEvDSR

Terjadi perubahan pada saluran Data Set Ready

comEvCD

Terjadi perubahan pada saluran Carrier Detect

comEvRing

Terdeteksi adanya sinyal Ring

comEvEOF

Karakter End of File diterima



20

41

Berikut adalah contoh penggunaan even OnComm untuk komunikasi menggunakan mikrokontroller. Akan dibaca hanya even comEvReceive saja Private Static Sub MSComm1_OnComm () Dim Buffer As Variant Select Case MSComm1.CommEvent Case comEvReceive If MSComm1.InVufferCount >= 3 then buffer = CStr (MSComm1.Input) If Mid (Buffer,1,1) = “0” then if Mid (Buffer,2,1)= “K” then http://www.iddhien.com


StatusBar1.Panels (“Value”).Text = “Value : “ & Asc(Mid(Buffer,3,1)) StatusBar1.Panels (“Status”).Text = “Status : Connect” End If End If End If End Select End Sub



21

Kode – kode program pada prosedur diatas akan melakukan aksi sebagai berikut : • Mendeteksi even comEvenReceive, kemudian menentukan apakah sudah diterima tiga buah karakter pada buffer penerima • Menentukan apakah karakter yang diterima adalah karakter “OK”. Jika karakter yang diterima adalah “OK” maka akan diubah nilai “Value” dan nilai “Status” pada properti panel kontrol StatusBar1 43 http://www.iddhien.com


QUIZ Buatlah sebuah program aplikasi dengan VB pada Komputer yang mengatur komunikasi serial antara komputer sebagai host dengan client.

43

• Setting komunikasi serial 9600 baudrate, no parity, 8 data bit, 1 bit Stop, Com Port 1. • Komputer akan mengirimkan data (20)h, (21)h, (22)h. Setelah client menerima data tersebut, client akan menjawab (membalas) dengan mengirim data “OK1” ke komputer. Setelah komputer menerima OK1, komputer akan menampilkan label “Akses 1 OK” • Selanjutnya komputer akan mengirimkan lagi data (30)h, (31)h, (32)h. Client akan menjawab (membalas) dengan “OK2” ke komputer. Selanjutnya komputer akan menampilkan label “Akses 2 OK”. • Selanjutnya komputer akan melakukan tugas untuk mengakuisisi setiap data yang lewat pada Serial Comm untuk ditampilkan dalam sebuah Text di Visual basic. http://www.iddhien.com


22



23

Tata Cara Komunikasi Data Serial

Recommend Documents