Modul Pelatihan

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

SMK BINAWIYATA SRAGEN

1

INTRODUCTION OF MICROCONTROLLERS AT89S51 Features 8-bit Microcontroller with 4K Bytes Flash • Compatible with MCS-51® Products • 4K Bytes of In-System Programmable (ISP) Flash Memory – Endurance: 1000 Write/Erase Cycles *) • 4.0V to 5.5V Operating Range • Fully Static Operation: 0 Hz to 33 MHz *) • Three-level Program Memory Lock • 128 x 8-bit Internal RAM • 32 Programmable I/O Lines • Two 16-bit Timer/Counters • Six Interrupt Sources • Full Duplex UART Serial Channel • Low-power Idle and Power-down Modes • Interrupt Recovery from Power-down Mode *) • Watchdog Timer *) • Dual Data Pointer *) • Power-off Flag *) • Fast Programming Time *) Ket: *) Tidak diperoleh di versi sebelumnya yaitu AT89C51 TENTANG MICROCONTROLLER DISKRIPSI Pada tahun 1970 mikroposesor (‘computer on a chip’) intel 4004 pertama diproduksi secara masal, pertumbuhannya sangat cepat. Pengembangan mikoprosesor dengan menggunakan teknik pabrikasi yang sama dan konsep pemrograman yang sama melahirkan mikrokontroler. Mikrokontroler tidak dikenal secara luas karena hanya ditujukan untuk komunitas teknik. Mikroprosesor adalah cpu computer, untuk dapat digunakan secara umum,masih diperlukan: • Memory (RAM, ROM) dan juga decoder memory • I/O dan decoder I/O • Piranti khusus (Interupsi, timer, counter, etc) • Clock Generator Mikrokontroler didesain sebagai True computer on a chip, jadi mikrokontroler sudah mempunyai piranti-piranti tambahan untuk membangun suatu sistem computer digital. Mikrokontroler dirancang dengan dengan intruksi yang bisa mengakses piranti terprogram dan dioptimalkan untuk instruksi bit dan byte, sementara computer PC didesain dengan instruksi untuk mengases data data multy byte. Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

2 MICROCONTROLLER MARKET 4 bit Mikrokontroler mikrokontroler terlaris dengan minimal pin dan ukuran sehingga murah sudah cukup “cerdas” untuk mengendalikan peralatan sederhana Manufacture Hitachi National OKI TI TOSHIBA

Model HMCS COP420 MSM6411 TMS1000 TLCS47

Pins 28 28 16 28 42

i/o 10 23 11 23 35

Counter 0 1 0 0 2

Ram 32 64 32 64 128

Rom 512 1K 1K 1K 2K

Feature

8 BIT MIKROKONTROLER Transisi antara volume besar 4bit dengan performa tinggi 16 bit dan 32 bit Mampu menangani data dalam byte dan bisa digunakan untuk komputasi sederhana. Digunakam untuk pengendalian lebih komplek seperti pengendalian mesin-mesin dan kolektor data. Diproduksi baik dengan ROM, EPROM, maupun ROMless, bahkan beberapa uC dilengkapi dengan piranti tambahan., seperti ADC dan DAC. Manufacture Intel National Motorola TI Zilog

Model 8051 COP820 68HC11 TMS370 Z8820

Pins 40 28 52 68 44

I/O 32 24 40 55 40

Counter 2 1 2 2 2

RAM 128 64 256 256 272

ROM 4K 1K 4K 4K 8K

Feature

ADC,WDT

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

3

ARSITEKTUR MIKROKONTROLER AT89S51

Gambar 1. Arsitektur

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

4 RESET VALUE berikut:

Saat mikrokontroler di reset, maka nilai dari register-register mikrokontroler adalah sebagai

Mikrokontroler dapat di reset dengan memberikan sinyal ‘high’ (1) pada kaki reset (pin 9) untuk periode tertentu, besarnya periode ini adalah 2 periode siklus mesin. Dibawah ini adalah sistem minimum agar mikrokontroler bisa bekerja dengan normal.

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

5

Gambar 2. Sistem minimum Sistem diatas bekerja sebagai berikut: Kapasitor C1 dan Resistor R1 digunakan untuk sistem Reset, saat pertama suplay diberikan ke mikrokontroler maka kaki 9 akan berlogika 1, selama 2 siklus mesin. Setelah itu pin 9 akan berlogika 0 kembali. Proses seperti ini bisa terjadi berdasarkan proses pengisian dan pengosongan kapasitor. Kapasitor C2 dan C3, dipasang bersamaan dengan keramik resonator (x-tal) untuk menghasilkan Clock internal. Nilai dari clok ini tergantung dari keramik resonator (x-tal) yang diberikan SISTEM CLOCK Mikrokontroler, mempunyai sistem pewaktuan CPU, 12 siklus clock. Artinya setiap 12 siklus yang dihasilkan oleh ceramic resonator maka akan menghasilkan satu siklus mesin. Nilai ini yang akan menjadi acuan waktu operasi CPU. Untuk mendesain sistem mikrokontroler kita memerlukan sistem clock, sistem ini bisa di bangun dari clock eksternal maupun clock internal. Untuk clock internal, kita tinggal memasang komponen seperti di bawah ini:

Gambar 3. Sistem Clock Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

6

FUNGSI MASING-MASING PIN

Gambar 4. Deskripsi Pin Yang membedakan mikrokontroler AT89S51 dengan C51(seri sebelumnya) adalah cara pengisian program (flash programming). Pada mikrokontroler AT89S51 terdapat fasilitas ISP (In System Programming). Artinya mikrokontroler ini mampu diprogram meskipun dalam kondiasi bekerja. Letak perbedaan pada hardware adalah adanya MOSI, MOSI, dan SCK, pin ini berguna saat flash programming. Adapun fungsi dari pin pin yang lain, fungsinya sama seperti pada seri sebelumnya. Diwah ini disajikan fungsi pin untuk mikrokontroler AT89S51 Nomor 20 40 32..39

Nama GND VCC P0.7.. P0.0

1..8

P1.0.. P1.7

21..28

P2.0.. P2.7

10..17 10 11 12 13 14

Port 3 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4

Alternatif

Ket Sebagai Kaki Suplay GND Sebagai Kaki Suplay VCC D7..D0 & Port 0 dapat berfungsi sebagai I/0 biasa, juga bisa sebagai A7..A0 alamat rendah dan bus data untuk memori eksternal Sebagai port I/0 biasa, mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1 Terdapat pin MISO, MOSI, SCK A8.. A15 Port 0 sebagai I/0 biasa, atau sebagai high order address, pada saat mengakakses memori eksternal. Sebagai I/O biasa, namun juga mempunyai fungsi khusus RXD Port serial input TXD Port serial output INT0 External Interupt 0 INT1 External Interupt 1 T0 External timer 0 input Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

7 15 16 17 9 30

P3.5 P3.6 P3.7 RST ALE

T1 WR RD

29

PSEN

Pin ini berfungsi pada saat mengeksekusi program yang terletak pada memori eksternal. PSEN akan aktif dua kali setiap cycle

31

EA

18

XTAL1

Pada kondisi low maka pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset Apabila berkondisi high maka pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal Input Oscillator

19

XTAL2

Output Oscillator

Prog

External timer 1 input External data memory write strobe External data memory read strobe Reset aktiv dengan logika 1 minimal 2 siklus Pin ini dapat berfungsi sebagai Address Latch Enable (ALE) yang me-latch low byte address pada saat mengakses memori eksternal Sedangkan pada saat Flash Programming (PROG) berfungsi sebagai pulse input untuk Pada operasi normal ALE akan mengeluarkan sinyal clock sebesar 1/16 frekwensi oscillator kecuali pada saat mengakses memori eksternal Sinyal clock pada pin ini dapat pula didisable dengan men-set bit 0 dari Special Function Register di alamat 8EH ALE hanya akan aktif pada saat mengakses memori eksternal (MOVX & MOVC)

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

8

STRUKTUR MEMORI Dalam pengertian MCS51, Random Access Memory dalam chip AT89x51 adalah memoridata, yaitu memori yang dipakai untuk menyimpan data, sedangkan Flash PEROM merupakan memori penampung program pengendali AT89x51, dikenal sebagai memori-program. Karena kedua memori itu memang dibedakan dengan tegas, maka kedua memori itu mempunyai penomoran yang terpisah. Memori-program dinomori sendiri, pada AT89S51 mulai dari nomor $0000 sampai $0FFF. Sedangkan memori-data yang hanya 256 byte dinomori dari nomor $00 sampai $FF.

Gambar 5 Denah Memori-data Seperti terlihat dalam denah memori-data Gambar 5, memori-data dibagi menjadi dua bagian, memori nomor $00 sampai $7F merupakan memori seperti RAM selayaknya meskipun beberapa bagian mempunyai kegunaan khusus, sedangkan memori nomor $80 sampai $FF dipakai sangat khusus yang dinamakan sebagai Special Function Register

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

9 Memori-data nomor $00 sampai $7F bisa dipakai sebagai memori penyimpan data biasa, dibagi menjadi 3 bagian: • Memori nomor $00 sampai $18 selain sebagai memori-data biasa, bisa pula dipakai sebagai Register Serba Guna (General Purpose Register). • Memori nomor $20 sampai $2F selain sebagai memori-data biasa, bisa dipakai untuk menyimpan informasi dalam level bit. • Memori nomor $30 sampai $7F (sebanyak 80 byte) merupakan memori-data biasa, bisa dipakai untuk menyimpan data maupun dipakai sebagai Stack. Register Serba Guna Register Serba Guna (General Purpose Register) menempati memori-data nomor $00 sampai $18, memori sebanyak 32 byte ini dikelompokkan menjadi 4 Kelompok Register (Register Bank), 8 byte memori dari masing-masing Kelompok itu dikenali sebagai Register 0, Register 1 .. Register 7 (R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6 dan R7). Dalam penulisan program memori-memori ini bisa langsung disebut sebagai R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6 dan R7, tidak lagi dengan nomor memori. Dengan cara ini instruksi yang terbentuk bisa lebih sederhana dan bekerja lebih cepat. Pengertian ini bisa diperjelas dengan contoh 2 instruksi berikut : MOV A,04H MOV A,R4

Instruksi pertama mempunyai makna isi memori-data nomor 4 di-copy-kan ke Akumulator A, sedangkan instruksi kedua artinya isi R4 di-copy-kan ke Akumulator A. Karena R4 menempati memori-data nomor 4, jadi kedua instruksi itu berakibat sama bagi Akumulator A. Tapi saat diterjemahkan ke kode mesin, intruksi pertama dirubah menjadi E5 04 (heksadesimal) dan instruksi kedua menjadi E6 (heksadesimal), jadi instruksi kedua lebih sederhana dari instruksi pertama. Selain itu, khusus untuk Register 0 dan Register 1 (R0 dan R1) masih punya mempunyai kemampuan lain, kedua register ini bisa dipakai sebagai register penampung alamat yang dipakai dalam penyebutan memori secara tidak langsung (indirect memori addressing), hal ini akan dibicarakan lebih lanjut di belakang. Empat kelompok Register Serba Guna itu tidak bisa dipakai secara bersamaan, saat setelah reset yang aktif dipakai adalah Kelompok Register 0 (Register Bank 0). Kalau yang diaktifkan adalah Kelompok Register 1, maka yang dianggap sebagai R0 bukan lagi memori-data nomor 0 melainkan memori-data nomor 8, demikian pula kalau yang diaktifkan Kelompok Register 3 maka memori-data nomor 18h yang menjadi R0. Kelompok Register yang aktif dipilih dengan cara mengatur bit RS0 dan RS1 yang ada di dalam Register PSW (Program Status Word). Memori level Bit Memori-data nomor $20 sampai $2F bisa dipakai menampung informasi dalam level bit. Setiap byte memori di daerah ini bisa dipakai menampung 8 bit informasi yang masing-masing dinomori tersendiri, dengan demikian dari 16 byte memori yang ada bisa dipakai untuk menyimpan 128 bit (16 x 8 bit) yang dinomori dengan bit nomor $00 sampai $7F. Informasi dalam level bit tersebut masing-masing bisa di-‘1’-kan, di - ‘0’-kan dengan instruksi.

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

10 Pengertian di atas bisa dipikirkan seolah-olah MCS51 mempunyai jenis memori yang lain, tapi sesungguhnya kedua jenis memori itu tetap sama, hanya saja cara penyebutannya saja yang berlainan. Instruksi SETB $00 mengakibatkan memori-bit nomor 0 menjadi ‘1’, atau sama dengan membuat bit nomor 0 dari memori-data nomor $20 menjadi ‘1’, sedangkan bit-bit lainnya dalam memori nomor $20 tidak berubah nilai. Sedangkan instruksi CLR $7F mengakibatkan memori-bit nomor $7F menjadi ‘0’, satau sama dengan membuat bit nomor 7 dari memori-data nomor $2F menjadi ‘0’, sedangkan bit-bit lainnya dalam memori nomor $2F tidak berubah nilai. Pengertian ini dipertegas dengn intsruksi-instruksi berikut: MOV 21H,#0FH

Sama dengan hasil kerja instruksi-instruksi berikut : SETB SETB SETB SETB CLR CLR CLR CLR

08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH

Instruksi MOV 21H,#0FH mempunyai makna mengisi memori-data nomor 21H dengan nilai 0FH (atau bilangan biner 00001111), berarti mengisi memori-bit nomor 0FH sampai 08H dengan bilangan biner 00001111 yang bisa dinyatakan dengan 8 baris instruksi berikutnya. Special Function Register (SFR) Register Khusus (SFR - Special Function Register) adalah satu daerah RAM dalam IC keluarga MCS51 yang dipakai untuk mengatur perilaku MCS51 dalam hal-hal khusus, misalnya tempat untuk berhubungan dengan port paralel P1 atau P3, dan sarana input/output lainnya, tapi tidak umum dipakai untuk menyimpan data seperti layaknya memori-data. Meskipun demikian, dalam hal penulisan program SFR diperlakukan persis sama dengan memoridata. Untuk mengisi memori-data nomor 60H dengan bilangan 0FH, instruksi yang dipergunakan adalah : MOV 60H, #0FH Sedangkan untuk memenyimpan 0FH ke Port 1 yang di SFR menempati memori-data nomor 90H, instruksi yang dipergunakan adalah : MOV 90H, #0FH Membandingkan kedua instruksi di atas bisa dimengerti dalam segi penulisan program SFR diperlakukan persis sama dengan memori-data. Meskipun demikian, dalam menyebut memori-data bisa dipakai dua cara, yakni penyebutan nomor memori secara langsung (direct memory addressing) dan penyebutan nomor memori secara tidak langsung (indirect memory addressing) lewat bantuan R0 dan R1. Tapi untuk SFR hanya bisa dipakai penyebutan nomor memori secara langsung (direct memory addressing) saja. Hal ini akan dibahas lebih lanjut di bagian lain. Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

11 Register Dasar MCS51 Untuk keperluan penulisan program, setiap mikroprosesor/mikrokontroler selalu dilengkapi dengan Register Dasar. Ada beberapa macam register merupakan register baku yang bisa dijumpai disemua jenis mikroprosesor/ mikrokontroler, ada register yang spesifik pada masing-masing prosesor. Yang termasuk Register Baku antara lain Program Counter, Akumulator, Stack Pointer Register, Program Status Register. MCS51 mempunyai semua register baku ini. Sebagai register yang khas MCS51, antara lain adalah Register B, Data Pointer High Byte dan Data Pointer Low Byte. Semua ini digambarkan dalam Gambar 4. Di samping itu MCS51 masih mempunyai Register Serba Guna R0..R7 yang sudah disebut dibagian atas. Dalam mikroprosesor/mikrokontroler yang lain, register-register dasar biasanya ditempatkan ditempat tersendiri dalam inti prosesor, tapi dalam MCS51 register-register itu ditempatkan secara terpisah. • Program Counter ditempatkan ditempat tersendiri di dalam inti prosesor • Register Serba Guna R0..R7 ditempatkan di salah satu bagian dari memori-data • Register lainnya ditempatkan dalam Special Function Register (SFR).

Gambar 6 Susunan Register Dasar MCS51 Kegunaan dan pemakaian register-register dasar tersebut antara lain sebagai berikut: Program Counter Program Counter (PC) dalam AT89S51 merupakan register dengan kapasitas 16 bit. Di dalam PC dicatat nomor memori-program yang menyimpan instruksi berikutnya yang akan diambil (fetch) sebagai instruksi untuk dikerjakan (execute). Saat setelah reset PC bernilai 0000h, berarti MCS51 akan segera mengambil isi memori-program nomor 0 sebagai instruksi. Nilai PC otomatis bertambah 1 setelah prosesor mengambil instruksi 1 byte. Ada instruksi yang hanya 1 byte, ada instruksi yang sampai 4 byte, dengan demikian pertambahan nilai PC setelah menjalankan instruksi, tergantung pada jumlah byte instruksi bersangkutan. Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

12 Akumulator Sesuai dengan namanya, Akumulator adalah sebuah register yang berfungsi untuk menampung (accumulate) hasil hasil pengolahan data dari banyak instruksi MCS51. Akumulator bisa menampung data 8 bit (1 byte) dan merupakan register yang paling banyak kegunaannya, lebih dari setengah instruksi-instruksi MCS51 melibatkan Akumulator. Instruksi-instruksi berikut memperjelas pengertian di atas : MOV A,#20H ADD A,#30H

Instruksi pertama menyimpan nilai 20H ke Akumulator, instruksi kedua menambahkan bilangan 30H ke Akumulator, hasil penjumlahan sebesar 50H ditampung di Akumulator. Stack Pointer Register Salah satu bagian dari memori-data dipakai sebagai Stack, yaitu tempat yang dipakai untuk menyimpan sementara nilai PC sebelum prosesor menjalankan sub-rutin, nilai tersebut akan diambil kembali dari Stack dan dikembalikan ke PC saat prosesor selesai menjalankan sub-rutin. Stack Pointer Register adalah register yang berfungsi untuk mengatur kerja stack, dalam Stack Pointer Register disimpan nomor memori-data yang dipakai untuk operasi Stack berikutnya. Program Status Word Program Status Word (PSW) berfungsi mencatat kondisi prosesor setelah melaksanakan instruksi. Pembahasan tentang PSW secara rinci akan dilakukan dibagian lain. Register B Merupakan register dengan kapasitas 8 bit, merupakan register pembantu Akumulator saat menjalankan instruk perkalian dan pembagian. DPH dan DPL Data Pointer High Byte (DPH) dan Data Pointer Low Byte (DPL) masing-masing merupakan register dengan kapasitas 8 bit, tapi dalam pemakaiannya kedua register ini digabungkan menjadi satu register 16 bit yang dinamakan sebagai Data Pointer Register (DPTR). Sesuai dengan namanya, Register ini dipakai untuk mengalamati data dalam jangkauan yang luas.

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

13 ASEMBBLY OPERATION & SINTAX PROGRAM ARITHMETIC OPERATIONS Mnemonic ADD A,Rn ADD A, ADD A, ADD A,#data ADDC A,Rn ADDC A,direct ADDC A,@Ri ADDC A,#data SUBB A,Rn SUBB A,direct SUBB A,@Ri SUBB A,#data INC A INC Rn INC direct INC @Ri DEC A DEC Rn DEC direct DEC @Ri INC DPTR MUL AB DIV AB DA A

Description Add register to A direct Add direct byte to A @Ri Add indirect RAM to A Add immediate data to A Add register to A with Carry Add direct byte to A with Carry Add indirect RAM to A with Carry Add immediate data to A with Carry Subtract register from A with Borrow Subtract direct byte from A with Borrow Subtract indirect RAM from A with Borrow Subtract immediate data from A with Borrow Increment A Increment register Increment direct byte Increment indirect RAM Decrement A Decrement register Decrement direct byte Decrement indirect RAM Increment Data Pointer Multiply A & B (A x B => BA) Divide A by B (A/B => A + B) Decimal Adjust A

Bytes Cycles 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 4 1 4 1 1

LOGICAL OPERATIONS Mnemonic ANL A,Rn ANL A,direct ANL A,@Ri ANL A,#data ANL direct,A ANL direct,#data ORL A,Rn ORL A,direct ORL A,@Ri ORL A,#data ORL direct,A ORL direct,#data XRL A,Rn XRL A,direct

Description AND register to A AND direct byte to A AND indirect RAM to A AND immediate data to A AND A to direct byte AND immediate data to direct byte OR register to A OR direct byte to A OR indirect RAM to A OR immediate data to A OR A to direct byte OR immediate data to direct byte Exclusive-OR register to A Exclusive-OR direct byte to A

Bytes Cycles 1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 3 2 1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 3 2 1 1 2 1 Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

14 XRL A,@Ri XRL A,#data XRL direct,A XRL direct,#data CLR A CPL A RL A RLC A RR A RRC A SWAP A

Exclusive-OR indirect RAM to A Exclusive-OR immediate data to A Exclusive-OR A to direct byte Exclusive-OR immediate data to direct byte Clear A Complement A Rotate A Left Rotate A Left through Carry Rotate A Right Rotate A Right through Carry Swap nibbles within A

1 2 2 3 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1

Description Move register to A Move direct byte to A Move indirect RAM to A Move immediate data to A Move A to register Move direct byte to register Move immediate data to register Move A to direct byte Move register to direct byte Move direct byte to direct byte Move indirect RAM to direct byte Move immediate data to direct byte Move A to indirect RAM Move direct byte to indirect RAM Move immediate data to indirect RAM Load Data Pointer with 16-bit constant Move Code byte relative to DPTR to A Move Code byte relative to PC to A External RAM (8-bit addr) to A Move External RAM (16-bit addr) to A Move A to External RAM (8-bit addr) Move A to External RAM (16-bit addr) Push direct byte onto stack Pop direct byte from stack Exchange register with A Exchange direct byte with A Exchange indirect RAM with A Exchange low-order Digit indirect RAM with A

Bytes Cycles 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 2 2 1 2 1 2 2 3 2 2 2 3 2 1 1 2 2 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 2 1 1 2 1 1 1 1 1

DATA TRANSFER Mnemonic MOV A,Rn MOV A,direct MOV A,@Ri MOV A,#data MOV Rn,A MOV Rn,direct MOV Rn,#data MOV direct,A MOV direct,Rn MOV direct,direct MOV direct,@Ri MOV direct,#data MOV @Ri,A MOV @Ri,direct MOV @Ri,#data MOV DPTR,#data16 MOVC A,@A+DPTR MOVC A,@A+PC MOVX A,@Ri Move MOVX A,@DPTR MOVX @Ri,A MOVX @DPTR,A PUSH direct POP direct XCH A,Rn XCH A,direct XCH A,@Ri XCHD A,@Ri

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

15 BOOLEAN VARIABLE MANIPULATION Mnemonic CLR C CLR bit SETB C SETB bit CPL C CPL bit ANL C,bit ANL C,/bit ORL C,bit ORL C,/bit MOV C,bit MOV bit,C

Description Clear Carry flag Clear direct bit Set Carry flag Set direct bit Complement Carry flag Complement direct bit AND direct bit to Carry flag AND complement of direct bit to Carry flag OR direct bit to Carry flag OR complement of direct bit to Carry flag Move direct bit to Carry flag Move Carry flag to direct bit

Bytes Cycles 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2

PROGRAM AND MACHINE CONTROL Mnemonic ACALL addr11 LCALL addr16 RET RETI AJMP addr11 LJMP addr16 SJMP rel JMP @A+DPTR JZ rel JNZ rel JC rel JNC rel JB bit,rel JNB bit,rel JBC bit,rel CJNE A,direct,rel CJNE A,#data,rel CJNE Rn,#data,rel CJNE @Ri,#data,rel DJNZ Rn,rel DJNZ direct,rel NOP

Description Absolute subroutine call Long subroutine call Return from subroutine Return from interrupt Absolute Jump Long Jump Short Jump (relative addr) Jump indirect relative to DPTR Jump if A is Zero Jump if A is Not Zero Jump if Carry flag is set Jump if No Carry flag Jump if direct Bit is set Jump if direct Bit is Not set Jump if direct Bit is set & Clear bit Compare direct to A & Jump if Not Equal Compare immediate to A & Jump if Not Equal Compare immed. to reg. & Jump if Not Equal Compare immed. to ind. & Jump if Not Equal Decrement register & Jump if Not Zero Decrement direct byte & Jump if Not Zero No operation

Bytes Cycles 2 2 3 2 1 2 1 2 2 2 3 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 2 2 3 2 1 1

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

16 Notes on data addressing modes Rn Working register R0-R7 direct 128 internal RAM locations, any I/O port, control or status register @Ri Indirect internal RAM location addressed by register R0 or R1 #data 8-bit constant included in instruction #data16 16-bit constant included in instruction bit 128 software flags, any I/O pin, control or status bit Notes on program addressing modes addr16 Destination address may be anywhere in 64-kByte program address space addr11 Destination address will be within same 2-kByte page of program address space as first byte of the following instruction rel 8-bit offset relative to first byte of following instruction (+127, -128) All mnemonics copyrighted © Intel Corporation 1979 Information from Intel Application Note AP-69

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

17

PROSES PEMBUATAN PROGRAM Pada proses pembuatan program, program diketik dalam bahasa asembler, dengan sintax seperti diatas). Kemudian di compile dalam dengan compiler asm51, menjadi file object. Deri object di compile menjadi file dalam bentuk hexa Mulai

Program.ASM

Di-Compile oleh ASM51 Tidak File.OBJ?

File.LST

Ya Di-Compile oleh OH

File.HEX

Selesai

Gambar 7. Asembly Proses Untuk menulis program dalam bahasa asember kita bisa memanfaatkan teks editor, seperti notepad, editor dos, dsb. Setelah kita menulis program dalam teks editor, kita perlu simpan file kita dengan ekstensi .asm atau .h51, kemudian kita simpan pada folder dengan lokasi yang sama dengan lokasi copiler ASM51. Contoh,

1. Buat folder untuk ASM 51, OH, dalam folde C:\Mikro\ 2. Masuk ke direktori C:\Mikro\ dengan DOS 3. Jalankan ASM51 dengan perintah asm51 spasi namfile.asm, lalu tekan enter 4. Dari sana lakukan hingga ada keterangan Assembly Complete, No Error Found 5. Jika ada bugs dalam program maka akan terlihat, biasanya ditampilkan no baris untuk letak kesalahan program kita 6. Untuk melihat detail kesalahan kita kita bisa melihat file .LST nya Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

18 7. Dibawah ini adalah contoh proses kompilasi file. Microsoft Windows XP [Version 5.1.2600] (C) Copyright 1985-2001 Microsoft Corp. C:\Documents and Settings\Zero_Bit>cd.. C:\Documents and Settings>cd.. C:\>d: D:\>cd mikro D:\mikro>asm51 robotc.h51 DOS 5.0 (038-N) MCS-51 MACRO ASSEMBLER, V2.2 Copyright 1979, 1983, 1986 Intel Corporation ASSEMBLY COMPLETE, NO ERRORS FOUND D:\mikro>oh robotc.obj DOS 5.0 (038-N)

OH

V1.0

Copyright 1986 Intel Corporation D:\mikro>

Deangan demikian sekarang kita telah mendapatkan file dalam bentuk .HEX, file inilah yang akan kita kirim ke mikrokontroler. Untuk menulis ke mikriokontroler kita memerlukan sofrware downloader. Kali ini kita menggunakan Software ISP-Programmer Version 3.0a. Alasan kita menggunakan software ini karena pada software ini telah dilengkapi driver untuk Windows XP, sehingga kita tidak pusing lagi menghadapi proteksi yang diberikan oleh Windows XP. Selain itu software ini juga mampu digunakan untuk menulis progra pada mikrokontroler jenis AVR.

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

19

Gambar 8. Software downloader Fitur yang disajikan: Read : Untuk membaca isi program dalam mikrokontroler Write : Untuk menulis mengisikan program dalam mikrokontroler Open : Membuka file dan enyimpannya ke buffer internal program Disp : Menampilkan isi Buffer, berupa file-file Hexa Verify : Untuk mengecek, apakah progarm program yang ditulis sudah sesuai dengan buffer Signature : membaca jenis mikrokontroler yang dipakai Reload : megisi ulang file yang sama namanya ke buffer About : Informasi pembuat Program Lock bit : Mengunci mikrokontroler, digunakan saat program bersifat rahasia Cara menggunakan software Untuk pertama kali cek koneksi dengan hardware mwnggunakan perintah signature Pilih Open file untuk memanggil program kita, dalah hal ini file harus berekstensi .HEX Kemudian pilih Write dan pastikan tidak ada error

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

20

PORT PARALEL AT89S51

Gambar 9. Antarmuka Port 1 dengan LED Prinsip kerja Hardware, yaitu saat kita memberikan logika 0 pada port 1 maka kita akan mendapatkan led menyala. Hal ini dikarenakan terjadi perbedaan tegangan pada kaki anoda dan katoda, saar kita memberikan logika 1, maka Led akan padam karena disana kita menggunakan conmmon anoda yang terhubung dengan VCC. Contoh program sederhana untuk menyalakan Led. org 00h mov p1,#00H end

; ; ; ;

Alamat mualainya program keluarkan data ke port 1 dengan nilai 00 Hexa atau 00000000 ;Biner done

Ketik Program seperti diatas, Simpan pada direktori yang sama dengan direktori ASM51, misal C:\Mikro\. Lakukan Proses Assembly dengan masuk ke dos, yaitu masuk direktori C:\Mikro\ Ketikkan perintah Asm51 Nama_file.asm Pastikan tidak ada error Ketikkan perintah OH Nama_file.OBJ Sekarang kita sudah punya file Hexa nya, yang diahasilkan dari proses diatas Buka Program ISP-Flash Programmer Version 30.a Pilih Open File, dan masukkan program yang akan kita isikan ke mikrokontroler Yang terakhir Klik Write. Dan pastikan tidak ada error

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

21 Hardware Conection Pasang Power Suplay, hubungkan mikrokontroler dengan PC menggunakan DB25 Cable. Tampilan Led yang dipasang pada modul adalah Led pada port 1 Penjelasan. Program diatas hanya menyalakan Led pada port 1, dengan cara memberikan data ke port 1 berupa bilangan 00 Hexa, karena sifat dari hardware active low, maka led menyala. Program untuk membuat led Flip Flop ORG 0H MULAI: MOV P1,#00001111B ACALL DELAY MOV P1,#11110000B ACALL DELAY SJMP MULAI

; program ditempatkan pada lokasi 0000H ; ; ; ; ;

LED P1.4 s/d P1.7 nyala (heksa= #0FH) lakukan penundaan sesaat (sub. DELAY) LED P1.0 s/d P1.3 nyala (heksa= #0F0H) lakukan penundaan sesaat (sub. DELAY) ulangi lagi dari awal

;================================================================== ; subrutin ini hanya sekedar melakukan penundaan sesaat dengan cara ; mengulangi proses (pengurangan isi register) hingga dicapai suatu ; kondisi tertentu ;================================================================== DELAY: MOV R0,#5H ; Isi Register R0 dengan 5 (5x ulang) DELAY1: MOV R1,#0FFH ; Isi Register R1 dengan 255 (255x ulang DELAY2: MOV R2,#0 ; Isi register R2 dengan 0 (256x ulang) DJNZ R2,$ ; R2=R2-1, jika R2 belum 0 ulangi lagi DJNZ R1,DELAY2 ; R1=R1-1, jika R1 belum 0 ulangi DELAY2 DJNZ R0,DELAY1 ; R0=R0-1, jika R0 belum 0 ulangi DELAY1 RET ; Kembali ke pemanggil subrutin DELAY END

Penjelasan Yang Pertama dilakukan adalah memberikan data ke port 1 0FH, sehingga 4 led menyala dan 4 led padam, kemudian kita menunda waktu dengan menggunakan looping program. Tunda waktu diperlukan agar efek kedipan led terlihat mata Program Untuk membuat led ping pong ;---------------------------------------------------------------------; Lampu menyala pingpong kiri ke kanan, kanan ke kiri di port 1 ;---------------------------------------------------------------------Org 0h MOV A, #0FEH ; simpan data 11111110B ke akumulator ; (P1.0 menyala duluan) MULAI: MOV P1,A ; kirim data ke Port 1 ACALL DELAY ; tunda sebentar Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

22 RL CJNE

A A,#7FH,MULAI

MULAI1: MOV ACALL RR CJNE SJMP

P1,A DELAY A A,#0FEh,MULAI1 MULAI

Delay: Mov R0,#0 Delay1: Mov R1,#0 Djnz R1,$ Djnz R0,Delay1 Ret End

; putar isi akumulator ke kiri 1 bit ; apakah A=01111111B ? ;Tidak, ulangi lagi! ; Ya, lanjutkan ke proses berikut... ; kirim data ke Port 1 ; tunda sebentar ; putar isi akumulator ke kanan 1 bit ; apakah A=11111110B ? ;Tidak, ulangi lagi! ; Ya, ulangi lagi dari paling awal... ; Isi Register R0 dengan 0 (256x ulang) ; Isi Register R1 dengan 0 (256x ulang)

PORT PARALEL UNTUK MASUKAN Port-port mikrokontroler dilengkapi pull up internal, sehingga kondisi default-nya adalah high. Untuk menjadikan Port ini sebagai input, kita tinggal memberikan logika high atau membiarkannya dalam kondisi default. Jika kita menginginkan sebuah masukan terbaca kita sebaiknya menggunakan masukan berup sinyal Low.

Gambar 10. Antarmuka dengan keypad

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

23 Prinsip kerja hardware, Saat kita menekan tombol keypad maka signal reendah akan dikrim ke port 3 pada mikrokontroler, Dengan demikian port ini akan mempunyai logika sesuai dengan penekanan tombol Hardware Conection Pasang Modul Mikrokontroler, sambungkan modul Keypad 8 tombol ke port 3 ;--------------------------------------------------------------------; Simulasi penekanan tombol pd P3.0 untuk menghidupkan ; dan P3.1 untuk mematikan LED pada Port 1 ;---------------------------------------------------------------------ORG 0H MULAI: MOV

A,P3

CJNE A,#0FEH,TERUS MOV P1,#0 SJMP MULAI TERUS: CJNE A,#0FDH,MULAI MOV P1,#0FFH SJMP MULAI

; ; ; ; ; ; ;

Baca port 3 dan simpan isinya ke akumulator Apakah isi akumulator = 11111110B (P3.0 ditekan)? Tidak! lompat ke TERUS Ya! Hidupkan lampu LED di port 1 Ulangi lagi dari awal (label MULAI)

; ; ; ; ;

Apakah isi akumulator = 11111101B (P3.1 ditekan)? Tidak! lompat ke awal (label MULAI) Ya! Matikan lampu LED di port 1 Ulangi lagi dari awal...

END

Penjelasan Saat keypad yang terhubung P3.0 di tekan maka data pada port 3 adalah 11111110 Biner atau 0FE Hexa, program akan mengetahuai dengan menengok isi port 3 jika datanya sama (0FE H) maka Led pada port 1 dinyalakan, jika terjadi penekanan P3.1 maka data pada port 3 11111101 Biner atau 0FD Hexa, Program akan mengecek isi port 3 jika data tersebut di temukan maka Led pada port 1 akan dimatikan ;---------------------------------------------------------------------; Simulasi penekanan tombol pd P3.0 sebagai toggle switch ; untuk menghidupkan/mematikan lampu pada Port 1 ;---------------------------------------------------------------------ORG 0H MULAI: MOV A,P3 CJNE A,#0FEH,MULAI CJNE R0,#0,TERUS

MOV MOV

R0,#1 P1,#0

; ; ; ; ; ; ; ; ;

Baca tombol P3 dan simpan di akumulator Apakah tombol P3.0 ditekan? (=11111110) Tidak! Ulangi lagi dari awal Ya! Apakah R0=0 (artinya lampu sedang mati)? Tidak! loncat ke proses mematikan lampu LED (TERUS) Ya! ubah status R0=1 (lampu menyala) dan hidupkan lampu LED di port 1

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

24 TUNGGU: MOV CJNE SJMP TERUS: MOV MOV SJMP TUNGGU END

A,P3 A,#0FFH,TUNGGU MULAI

; Untuk menghindari bouncing ; Tunggu hingga tombol P3.0 dilepas ; ; Ulangi lagi dari awal

R0,#0 P1,#0FFH TUNGGU

; Ubah status R0=0 (lampu mati) ; dan matikan lampu LED di port 1 ; untuk menghindari bouncing, lompat ke

Keypad Matrik

Gambar 11. Antarmuka dengan Matrik keypad Hardware Conection Pasang Modul mikrokontroler dengan menghubungkan keypad matrik dengn port 2, 0 Isikan program dibawah ini ke mikrokontroler ;======================================= ; PROGRAM KEYPAD 4X4 DIPASANG ; PADA PORT 0, OUTPUT PADA PORT 1 ;======================================= KOLOM1 KOLOM2 KOLOM3 KOLOM4 BARIS1 BARIS2 BARIS3 BARIS4

BIT BIT BIT BIT BIT BIT BIT BIT

P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

25 KEYPORT KEYDATA KEYBOUNC ORG 0H ULANG: CALL MOV CJNE JMP DITEKAN: CPL MOV DJNZ JMP KEYPAD: MOV MOV CLR UL1: JB CALL DJNZ MOV RET KEY1: JB CALL DJNZ MOV RET KEY2: JB CALL DJNZ MOV RET KEY3: JB CALL DJNZ MOV RET KEY4: SETB CLR JB CALL DJNZ MOV RET KEY5: JB CALL DJNZ MOV RET KEY6: JB CALL DJNZ MOV

EQU EQU EQU

P0 50H 51H

; KEYPAD CONNECT KE PORT 0 ; MEMORY DATA UNTUK KEYPAD ; MEMORY UNTUK ANTI BOUNCING

KEYPAD A,KEYDATA A,#0FFH,DITEKAN ULANG

; PANGGIL SUB RUTIN KEYPAD

A P1,A R0,$ ULANG

KEYBOUNC,#100 KEYPORT,#0FFH KOLOM1 BARIS1,KEY1 DELAY KEYBOUNC,UL1 KEYDATA,#1

; ; ; ;

KONSTANTA ANTI BOUNCING PORT KEY PAD SCAN KOLOM 1 TOMBOL 1 DITEKAN?

BARIS2,KEY2 DELAY KEYBOUNC,KEY1 KEYDATA,#4

; TOMBOL 2 DITEKAN?

; ISI REG. DATA DGN 1

BARIS3,KEY3 DELAY KEYBOUNC,KEY2 KEYDATA,#7 BARIS4,KEY4 DELAY KEYBOUNC,KEY3 KEYDATA,#0AH KOLOM1 KOLOM2 BARIS1,KEY5 DELAY KEYBOUNC,KEY4 KEYDATA,#2 BARIS2,KEY6 DELAY KEYBOUNC,KEY5 KEYDATA,#5 BARIS3,KEY7 DELAY KEYBOUNC,KEY6 KEYDATA,#8 Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

26 RET KEY7: JB CALL DJNZ MOV RET KEY8: SETB CLR JB CALL DJNZ MOV RET KEY9: JB CALL DJNZ MOV RET KEY10: CALL DJNZ MOV RET KEY11: CALL DJNZ MOV RET KEY12: CLR JB CALL DJNZ MOV RET KEY13: CALL DJNZ MOV RET KEY14: CALL DJNZ MOV RET KEY15: CALL DJNZ MOV RET KEY16: RET DELAY: DJNZ RET

BARIS4,KEY8 DELAY KEYBOUNC,KEY7 KEYDATA,#0 KOLOM2 KOLOM3 BARIS1,KEY9 DELAY KEYBOUNC,KEY8 KEYDATA,#3 BARIS2,KEY10 DELAY KEYBOUNC,KEY9 KEYDATA,#6 JB BARIS3,KEY11 DELAY KEYBOUNC,KEY10 KEYDATA,#9 JB BARIS4,KEY12 DELAY KEYBOUNC,KEY11 KEYDATA,#0BH SETB KOLOM3 KOLOM4 BARIS1,KEY13 DELAY KEYBOUNC,KEY12 KEYDATA,#0CH JB BARIS2,KEY14 DELAY KEYBOUNC,KEY13 KEYDATA,#0DH JB BARIS3,KEY15 DELAY KEYBOUNC,KEY14 KEYDATA,#0EH JB BARIS4,KEY16 DELAY KEYBOUNC,KEY15 KEYDATA,#0FH MOV

KEYDATA,#0FFH

R0,$

END Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

27

PORT PARALEL UNTUK KELUARAN

Gambar 12. Antarmuka dengan Seven segment dengan 4 digit

Gambar 13. Rangkaian Dasar Saklar Elektronik Data yang diolah mikrokontroler adalah data hexa, untuk dapat ditampilkan di seven segment kita bisa menggunakan dekoder hexa ke sevent segmen atau lewat konversi program, untuk konveri, kita bisa menggunakan sistem look up table program kita memerlukan tabel konversi, tabelnya adalah sebagai berikut: Hardware Conection Pasang Modul mikrokontroler dengan menghubungkannya dengan Modul seven segment pada port 1 dan 3, perhatikan jangan sampaI terbalik.

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

28 Tampilan angka 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

P0.7 g 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0

P0.6 dot 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

P0.5 c 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

P0.4 b 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0

P0.3 a 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0

P0.2 f 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0

P0.1 e 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1

P0.0 d 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0

Hexa C0 CF 64 46 4B 52 50 C7 40 42

;================================================= ;PROGRAM UNTUK MENYALAKAN 4X 7SEGMENT COMMON ANODA ;================================================= ORG

00H

MULAI: MOV CLR CALL SETB CALL MOV CLR CALL SETB CALL MOV CLR CALL SETB CALL MOV CLR CALL SETB CALL AJMP DELAY: MOV DELAY1: DJNZ RET END

P1,#0C7H P3.4 DELAY P3.4 DELAY P1,#040H P3.5 DELAY P3.5 DELAY P1,#042H P3.6 DELAY P3.6 DELAY P1,#050H P3.7 DELAY P3.7 DELAY MULAI R1,#1 DJNZ R0,$ R1,DELAY1

;KELUARKAN DATA ANGKA 0 ;HIDUPKAN COMMON 1 ;TUNDA SEBENTAR ;MATIKAN COMMON ;TUNDA SEBENTAR ;KELUARKAN DATA ANGKA 1

;KELUARKAN DATA ANGKA 2

;KELUARKAN DATA ANGKA 3

;TUNDA INI DIGUNAKAN AGAR 7SEGMENT KELIHATAN ;MENYALA BERSAMAAN

TIMER DAN COUNTER Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

29

Pada dasarnya sarana input yang satu ini merupakan seperangkat pencacah biner (binary counter) yang terhubung langsung ke saluran-data mikrokontroler, sehingga mikrokontroler bisa membaca kedudukan pancacah, bila diperlukan mikrokontroler dapat pula merubah kedudukan pencacah tersebut. Seperti layaknya pencacah biner, bilamana sinyal denyut (clock) yang diumpankan sudah melebihi kapasitas pencacah, maka pada bagian akhir untaian pencacah akan timbul sinyal limpahan, sinyal ini merupakan suatu hal yang penting sekali dalam pemakaian pencacah. Terjadinya limpahan pencacah ini dicatat dalam sebuah flip-flop tersendiri. Di samping itu, sinyal denyut yang diumpankan ke pencacah harus pula bisa dikendalikan dengan mudah. Hal-hal yang dibicarakan di atas diringkas dalam Gambar 12.

Gambar 14 Konsep dasar Timer/Counter sebagai sarana input Sinyal denyut yang diumpankan ke pencacah bisa dibedakan menjadi 2 macam, yang pertama yalah sinyal denyut dengan frekuensi tetap yang sudah diketahui besarnya dan yang kedua adalah sinyal denyut dengan frekuensi tidak tetap. Jika sebuah pencacah bekerja dengan frekuensi tetap yang sudah diketahui besarnya, dikatakan pencacah tersebut bekerja sebagai timer, karena kedudukan pencacah tersebut setara dengan waktu yang bisa ditentukan dengan pasti. Jika sebuah pencacah bekerja dengan frekuensi yang tidak tetap, dikatakan pencacah tersebut bekerja sebagai counter, kedudukan pencacah tersebut hanyalah menyatakan banyaknya pulsa yang sudah diterima pencacah. Sarana Timer/Counter dalam MCS51 Keluarga mikrokontroler MCS51, misalnya AT89S51 dan AT89x051, dilengkapi dengan dua perangkat Timer/Counter, masing-masing dinamakan sebagai Timer 0 dan Timer 1. Sedangkan untuk jenis yang lebih besar, misalnya AT89S52, mempunyai tambahan satu perangkat Timer/Counter lagi yang dinamakan sebagai Timer 2. Perangkat Timer/Counter tersebut merupakan perangkat keras yang menjadi satu dalam chip mikrokontroler MCS51, bagi pemakai mikrokontroler MCS51 perangkat tersebut dikenal sebagai SFR (Special Function Register) yang berkedudukan sebagai memori-data internal. Pencacah biner untuk Timer 0 dibentuk dengan register TL0 (Timer 0 Low Byte, memoridata internal nomor $6A) dan register TH0 (Timer 0 High Byte, memori-data internal nomor $6C). Pencacah biner untuk Timer 1 dibentuk dengan register TL1 (Timer 1 Low Byte, memoridata internal nomor $6B) dan register TH1 (Timer 1 High Byte, memori-data internal nomor $6D). Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

30 Pencacah biner pembentuk Timer/Counter MCS51 merupakan pencacah biner menaik (count up binary counter) yang mencacah dari $0000 sampai $FFFF, saat kedudukan pencacah berubah dari $FFFF kembali ke $0000 akan timbul sinyal limpahan. Untuk mengatur kerja Timer/Counter dipakai 2 register tambahan yang dipakai bersama oleh Timer 0 dan Timer 1. Register tambahan tersebut adalah register TCON (Timer Control Register, memori-data internal nomor $88, bisa dialamat secara bit) dan register TMOD (Timer Mode Register, memori-data internal nomor $89). Pencacah biner Timer 0 dan 1 TL0, TH0, TL1 dan TH1 merupakan SFR (Special Function Register) yang dipakai untuk membentuk pencacah biner perangkat Timer 0 dan Timer 1. Kapasitas keempat register tersebut masing-masing 8 bit, bisa disusun menjadi 4 macam Mode pencacah biner seperti terlihat dalam Gambar 2a sampai Gambar 2d. Pada Mode 0, Mode 1 dan Mode 2 Timer 0 dan Timer 1 masing-masing bekerja sendiri, artinya bisa dibuat Timer 0 bekerja pada Mode 1 dan Timer 1 bekerja pada Mode 2, atau kombinasi mode lainnya sesuai dengan keperluan. Pada Mode 3 TL0, TH0, TL1 dan TH1 dipakai bersama-sama untuk menyusun sistem timer yang tidak bisa di-kombinasi lain. Susunan TL0, TH0, TL1 dan TH1 pada masing-masing mode adalah sebagai berikut: Mode 0 – Pencacah Biner 13 bit

Gambar 15 Mode 0 - Pencacah Biner 13 Bit Pencacah biner dibentuk dengan TLx (maksudnya bisa TL0 atau TL1) sebagai pencacah biner 5 bit (meskipun kapasitas sesungguhnya 8 bit), limpahan dari pencacah biner 5 bit ini dihubungkan ke THx (maksudnya bisa TH0 atau TH1) membentuk sebuah untaian pencacah biner 13 bit, limpahan dari pencacah 13 bit ini ditampung di flip-flop TFx (maksudnya bisa TF0 atau TF1) yang berada di dalam register TCON. Mode ini meneruskan sarana Timer yang ada pada mikrokontroler MCS48 (mikrokontroler pendahulu MCS51), dengan maksud rancangan alat yang dibuat dengan MCS48 bisa dengan mudah diadaptasikan ke MCS51. Mode ini tidak banyak dipakai lagi. Mode 1 – Pencacah Biner 16 bit

Gambar 16 Mode 1 - Pencacah Biner 16 Bit Mode ini sama dengan Mode 0, hanya saja register TLx dipakai sepenuhnya sebagai pencacah biner 8 bit, sehingga kapasitas pencacah biner yang tersbentuk adalah 16 bit. Seiring Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

31 dengan sinyal denyut, kedudukan pencacah biner 16 bit ini akan bergerak dari $0000 (biner 0000 0000 0000 0000), $0001, $0002 … sampai $FFFF (biner 1111 1111 1111 1111), kemudian melimpah kembali menjadi $0000. Mode 2 – Pencacah Biner 8 bit dengan Isi Ulang

Gambar 17. Mode 2 - Pencacah Biner 8 Bit dengan Isi Ulang TLx dipakai sebagai pencacah biner 8 bit, sedangkan THx dipakai untuk menyimpan nilai yang diisikan ulang ke TLx, setiap kali kedudukan TLx melimpah (berubah dari $FF menjadi $00). Dengan cara ini bisa didapatkan sinyal limpahan yang frekuensinya ditentukan oleh nilai yang disimpan dalam TH0. Mode 3 – Gabungan Pencacah Biner 16 bit dan 8 Bit

Gambar 18 Mode 3 – Gabungan Pencacah Biner 16 Bit dan 8 Bit Pada Mode 3 TL0, TH0, TL1 dan TH1 dipakai untuk membentuk 3 untaian pencacah, yang pertama adalah untaian pencacah biner 16 bit tanpa fasiltas pemantau sinyal limpahan yang dibentuk dengan TL1 dan TH1. Yang kedua adalah TL0 yang dipakai sebagai pencacah biner 8 bit dengan TF0 sebagai sarana pemantau limpahan. Pencacah biner ketiga adalah TH0 yang dipakai sebagai pencacah biner 8 bit dengan TF1 sebagai sarana pemantau limpahan. Register Pengatur Timer Register TMOD dan register TCON merupakan register pembantu untuk mengatur kerja Timer 0 dan Timer 1, kedua register ini dipakai bersama oleh Timer 0 dan Timer 1.

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

32

Gambar 19 Denah susunan bit dalam register TMOD Register TMOD dibagi menjadi 2 bagian secara simitris, bit 0 sampai 3 register TMOD (TMOD bit 0 .. TMOD bit 3) dipakai untuk mengatur Timer 0, bit 4 sampai 7 register TMODE (TMOD bit 4 .. TMOD bit 7) dipakai untuk mengatur Timer 1, pemakaiannya sebagai berikut : • Bit M0/M1 dipakai untuk menentukan Mode Timer seperti yang terlihat dalam Tabel di Gambar 3a. • Bit C/T* dipakai untuk mengatur sumber sinyal denyut yang diumpankan ke pencacah biner. Jika C/T*=0 sinyal denyut diperoleh dari osilator kristal yang frekuensinya sudah dibagi 12, sedangkan jika C/T*=1 maka sinyal denyut diperoleh dari kaki T0 (untuk Timer 0) atau kaki T1 (untuk Timer 1). • Bit GATE merupakan bit pengatur saluran sinyal denyut. Bila bit GATE=0 saluran sinyal denyut hanya diatur oleh bit TRx (maksudnya adalah TR0 atau TR1 pada register TCON). Bila bit GATE=1 kaki INT0 (untuk Timer 0) atau kaki INT1 (untuk Timer 1) dipakai juga untuk mengatur saluran sinyal denyut (lihat Gambar 4).

Gambar 20 Denah susunan bit dalam register TCON Register TCON dibagi menjadi 2 bagian, 4 bit pertama (bit 0 .. bit 3, bagian yang diarsir dalam Gambar 3b) dipakai untuk keperluan mengatur kaki INT0 dan INT1, ke-empat bit ini dibahas dibagian lain. Sisa 4 bit dari register TCON (bit 4..bit 7) dibagi menjadi 2 bagian secara simitris yang dipakai untuk mengatur Timer0/Timer 1, sebagai berikut: • Bit TFx (maksudnya adalah TF0 atau TF1) merupakan bit penampung limpahan (lihat Gambar 2), TFx akan menjadi ‘1’ setiap kali pencacah biner yang terhubung padanya melimpah (kedudukan pencacah berubah dari $FFFF kembali menjadi $0000). Bit TFx di-nol-kan dengan istruksi CLR TF0 atau CLR TF1. Jika sarana interupsi dari Timer 0/Timer 1 dipakai, TRx di-nol-kan saat MCS51 menjalankan rutin layanan interupsi (ISR – Interupt Service Routine). • Bit TRx (maksudnya adalah TR0 atau TR1) merupakan bit pengatur saluran sinyal denyut, bila bit ini =0 sinyal denyut tidak disalurkan ke pencacah biner sehingga pencacah berhenti mencacah. Bila bit GATE pada register TMOD =1, maka saluran sinyal denyut ini diatur bersama oleh TRx dan sinyal pada kaki INT0/INT1 (lihat Gambar 4).

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

33 Mengatur Timer Gambar 4 merupakan bagan susunan rangkaian yang bisa terjadi pada Timer 1 secara lengkap, digambarkan pula hubungan-hubungan semua register pembentuk dan pengatur Timer 1. Gambar ini berlaku pula untuk Timer 0. Dalam pemakaian sesungguhnya, rangkaian yang dipakai hanya sebagian dari rangkaian lengkap tersebut, sesuai dengan keperluan sistem yang dibangun. Rangkaian yang dikehendaki dibentuk dengan mengatur register TMODE, sedangkan kerja dari Timer dikendalikan lewat register TCON.

Gambar 21 Skema lengkap Timer 1 dalam Mode 1 Setelah MCS51 di-reset register TMOD bernilai $00, hal ini berarti : • bit C/T* =’0’, menurut Gambar 4 keadaan ini membuat saklar S1 ke posisi atas, sumber sinyal denyut berasal dari osilator kristal yang frekuensinya sudah dibagi 12, pencacah biner yang dibentuk dengan TL1 dan TH1 berfungsi sebagai timer. Jika sistem yang dirancang memang menghendaki Timer 1 bekerja sebagai timer maka bit C/T* tidak perlu diatur lagi. Tapi jika sistem yang dirancang menghendaki agar Timer 1 bekerja sebagai counter untuk menghitung pulsa yang masuk lewat kakai T1 (P3.5), maka posisi saklar S1 harus dikebawahkan dengan membuat bit C/T* menjadi ‘1’. • bit GATE=’0’, hal ini membuat output gerbang OR selalu ‘1’ tidak dipengaruhi keadaan ‘0’ atau ‘1’ pada kaki INT1 (P3.3). Dalam keadaan semacam ini, saklar S2 hanya dikendalikan lewat bit TR1 dalam register TCON. Jika TR1=’1’ saklar S2 tertutup sehingga sinyal denyut dari S1 disalurkan ke sistem pencacah biner, aliran sinyal denyut akan dihentikan jika TR=’0’. Sebaliknya jika bit GATE=’1’, output gerbang OR akan mengikuti keadaan kaki INT1, saat INT1=’0’

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

34 apa pun keadaan bit TR1 output gerbang AND selalu =’0’ dan saklar S1 selalu terbuka, agar saklar S1 bisa tertutup kaki INT1 dan bit TR1 harus =’1’ secara bersamaan. Jika sistem yang dirancang menghendaki kerja dari timer/counter dikendalikan dari sinyal yang berasal dari luar chip, maka bit GATE harus dibuat menjadi ‘1’ • bit M1 dan M0=’0’, berarti TL1 dan TH1 disusun menjadi pencacah biner 13 bit (Mode 0), jika dikehendaki Timer 1 bekerja pada mode 1 seperti terlihat dalam Gambar 4, maka bit M1 harus dibuat menjadi ‘0’ dan bit M0 menjadi ‘1’. Pengetahuan di atas dipakai sebagai dasar untuk mengatur dan mengendalikan Timer seperti terlihat dalam contoh-contoh berikut : Setelah reset TMOD bernilai $00, berarti Timer 1 bekerja sebagai pencacah biner 13 bit, sumber sinyal denyut dari osilator kristal atau Timer 1 bekerja sebagai ‘timer’, bit GATE =’0’ berarti kaki INT1 tidak berpengaruh pada rangkaian sehingga Timer 1 hanya dikendalikan dari bit TR1. Dalam pemakaian biasanya dipakai pencacah biner 16 bit, untuk keperluan itu instruksi yang diperlukan untuk mengatur TMOD adalah : MOV TMOD,#%00010000 Catatan dalam instruksi di atas tanda ‘#’ menyatakan bagian di belakangnya adalah bilangan konstan yang akan diisikan ke TMOD, ‘%’ merupakan awalan yang menandakan bahwa bilangan di belakangnya adalah bilangan biner. Penulisan dengan bilangan biner semacam ini, memudahkan untuk mengenali dengan cepat bit-bit apa saja yang diisikan ke TMOD. Bilangan biner %00010000 diisikan ke TMOD, berakibat bit 7 TMOD (bit GATE) bernilai ‘0’, bit 6 (bit C/T*) bernilai ‘0’, bit 5 dan 4 (bit M1 dan M0) bernilai ‘01’, ke-empat bit ini dipakai untuk mengatur Timer 1, sehingga Timer 1 bekerja sebagai timer dengan pencacah biner 16 bit yang dikendalikan hanya dengan TR1. Jika dikehendaki pencacah biner dipakai sebagai counter untuk mencacah jumlah pulsa yang masuk lewat kaki T1 (P3.5), instruksinya menjadi : MOV TMOD,#%01010000 Perbedaannya dengan instruksi di atas adalah dalam instruksi ini bit 6 (bit C/T*) bernilai ‘1’. Selanjutnya jika diinginkan sinyal dari perangkat keras di luar chip MCS51 bisa ikut mengendalikan Timer 1, instruksi pengatur Timer 1 akan menjadi : MOV TMOD,#%11010000 Dalam hal ini bit 7 (bit GATE) bernilai ‘1’. Setelah mengatur konfigurasi Timer 0 seperti di atas, pencacah biner belum mulai mencacah sebelum diperintah dengan instruksi : SETB TR1 Perlu diingatkan jika bit GATE = ‘1’, selama kaki INT1 bernilai ‘0’ pencacah biner belum akan mencacah. Untuk menghentikan proses pencacahan, dipakai instruksi CLR TR1 Di atas hanya dibahas Timer 1 saja, tata canya untuk Timer 0 persis sama. Yang perlu diperhatikan adalah register TMOD dipakai untuk mengatur Timer 0 dan juga Timer 1, sedangkan TMOD tidak bisa dialamati secara bit (non bit addressable) sehingga jika jika kedua Timer dipakai, pengisian bit-bit dalam register TMOD harus dipikirkan sekali gus untuk Timer 0 dan Timer 1. Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

35 Bit TR1 dan TR0 yang dipakai untuk mengendalikan proses pencacahan, terletak di dalam register TCON (memori-data internal nomor $88) yang bisa dialamati secara bit (bit addressable). Sehingga TR0 dan TR1 bisa diatur secara terpisah (dengan perintah SETB atau CLR), tidak seperti mengatur TMOD yang harus dilakukan secara bersamaan. Demikian pula bit penampung limpahan pencacah biner TF0 dan TF1, juga terletak dalam register TCON yang masing-masing bisa di-monitor sendiri. Dibawah ini adalah contoh program untuk aplikasi timer, timer yang diitung mengguanakan perhitungan kristal pada 12M ; --------------------------------------------------------------------; Program menyalakan/mematikan LED selama 1 detik ; --------------------------------------------------------------------RATUSAN CACAH ORG

EQU EQU

100 -10000

; 100 x 10000 ud = 1 detik

0H

MOV MULAI: MOV CALL MOV CALL SJMP TUNDA: LAGI: MOV MOV SETB TUNGGU: JNB CLR manual CLR DJNZ RET END

TMOD,#01H

; gunakan timer 0 mode 16 bit (0000 0001)

P1,#00H TUNDA P1,#0FFH TUNDA MULAI

; hidupkan LED selama 1 detik

MOV R1,#RATUSAN TH0,#HIGH CACAH TL0,#LOW CACAH TR0 TF0,TUNGGU TF0 TR0 R1,LAGI

; matikan LED selama 1 detik ; ulangi lagi dari awal ; ; ; ; ;

isi TH0 dengan HIGH(CACAH) isi TL0 dengan LOW(CACAH) hidupkan timer 0 tunggu hingga melimpah matikan flag limpahan timer

; ; ; ;

matikan timer 0 apakah sudah #ratusan kali? BELUM! ulangi dari LAGI SUDAH! kembali dari subrutin TUNDA

0

scr

Penjelasan Kali ini kita akan membuat led nyala dan padam dalam waktu satu detik, agar mendapatkan waktu yang presisi, kita harus menggunakan timer. Timer yang diguanakan adalah timer 0 mode 16 bit, tundaan maksimal yang mampu dihasilkan adalah 65.536uD, sehingga kita perlu mengulangi untuk beberapa kali agar kita mendapatkan tundaan waktu 1 detik. Dalam hal ini, kita memnggunakan perhitungan 10000 X 100 = 1000000 uDetik Hardware Conection Hubungkan modul mikrokontroler, dengan modul keypad 8 tombol yang terhubung pada port 3

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

36

Gambar 22. Hubungan pin pada int timer ;---------------------------------------------------------------------; Program menyalakan/mematikan LED setelah penekanan tombol ; pada P3.4 sebanyak 5 kali dengan menggunakan timer ; --------------------------------------------------------------------CACAH EQU -5 ; cacah sama dengan 5 ORG 0H MOV TMOD,#0Eh ; gunakan timer 0 mode 8 bit isi-ulang ; otomatis LAGI: MOV TH0,#CACAH ; isi TH0 dengan #cacah MOV TL0,#CACAH ; isi TL0 dengan #cacah SETB TR0 ; aktifkan timer0 CEK: JNB TF0,$ ; tunggu hingga melimpah Mov P1,#00 ; hidupkan P1.0 setelah 5 kali ; penekanan tombol pada T0 (P1.4) CLR TF0 ; bersihkan flag limpahan timer 0 ; scr manual CEK1: JNB TF0,$ ; tunggu hingga overflow Mov P1,#0FFH ; matikan P1.0 setelah 5 kali ; penekanan tombol pada T0 (P1.4) CLR TF0 ; bersihkan flag limpahan timer 0 scr manual SJMP CEK ; ulangi lagi dari awal END

Penjelasan Sekarang timer 0 dikonfigurasikan untuk mencacah, caranya dengan memberi bit C/T dengan logika 1, saklar dihugungkan dengan pin T0, pada (P3.4), lampu akan menyala setelah tombol ditekan 5 kali dan akan padam setelah ditekan 5 kali. Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

37

INTERUPSI Interrupt adalah suatu kejadian atau peristiwa yang menyebabkan mikrokontroler berhenti sejenak untuk melayani interrupt tersebut. Program yang dijalankan pada saat melayani interrupt disebut Yang harus diperhatikan untuk menguanakan interupsi adalah, kita harus tau sumber-sumber interupsi, vektor layanan interupsa dan yang terpenting rutin lyanan interupsi, yaitu subrutin yang akan dikerjakan bila terjad interupsi Sumber interupsi: Interupsi eksternal 0 Interupsi eksternal 1 Interupsi timer 0 Interupsi timer 1 Interupsi port serial Alamat vektor interupsi Reset system Eksternal 0 Timer 0 Eksternal 1 Timer 1 Port Serial

0000H 0003H 0000B 0013H 001BH 0023H

• Interrupt Service Routine. Analoginya adalah sebagai berikut, seseorang sedang mengetik laporan, mendadak telephone berdering dan menginterrupsi orang tersebut sehingga menghentikan pekerjaan mengetik dan mengangkat telephone. Setelah pembicaraan telephone yang dalam hal ini adalah merupakan analogi dari Interrupt Service Routine selesai maka orang tersebut kembali meneruskan pekerjaanya mengetik. Demikian pula pada sistem mikrokontroler yang sedang menjalankan programnya, saat terjadi interrupt, program akan berhenti sesaat, melayani interrupt tersebut dengan menjalankan program yang berada pada alamat yang ditunjuk oleh vektor dari interrupt yang terjadi hingga selesai dan kembali meneruskan program yang terhenti oleh interrupt tadi. Seperti yang terlihat Gambar 4.1, sebuah program yang seharusnya berjalan terus lurus, tiba-tiba terjadi interrupt dan harus melayani interrupt tersebut terlebih dahulu hingga selesai sebelum ia kembali meneruskan pekerjaannya.

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

38

Gambar 23. Analogi proses interupsi Proses yang dilakukan oleh mikrokontroler saat melayani interrupt adalah sebagai berikut: Proses yang terjadi saat mikrokontroler melayani interrupt adalah sebagai berikut: - Instruksi terakhir yang sedang dijalankan diselesaikan terlebih dahulu - Program Counter (alamat dari instruksi yang sedang berjalan) disimpan ke stack - Interrupt Status disimpan secara internal - Interrupt dilayani sesuai peringkat dari interrupt (lihat Interrupt Priority) - Program Counter terisi dengan alamat dari vector interrupt (lihat Interrupt Vector) sehingga mikrokontroler langsung menjalankan program yang terletak pada vector interrupt Program pada vector interrupt biasanya diakhiri dengan instruksi RETI di mana pada saat ini proses yang terjadi pada mikrokontroler adalah sebagai berikut: - Program Counter diisi dengan alamat yang tersimpan dalam stack pada saat interrupt terjadi sehingga mikrokontroler kembali meneruskan program di lokasi saat interrupt terjadi - Interrupt Status dikembalikan ke kondisi terakhir sebelum terjadi interrupt • Enable Interrupt Dalam suatu kondisi dapat juga dibutuhkan suatu program yang sedang berjalan tidak boleh diinterrupt, untuk itu 89C51 mempunyai lima buah interrupt yang masing-masing dapat dienable ataupun disable satu per satu. Pengaturan enable dan disable interrupt dilakukan pada Register Interrupt Enable yang terletak pada alamat A8H.

EA: Disable semua interrupt apabila bit ini clear. Bila bit ini clear, maka apapun kondisi bit lain dalam register ini, semua interrupt tidak akan dilayani, oleh karena itu untuk mengaktifkan salah satu interrupt, bit ini harus set

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

39 ES: Enable/disable Serial Port Interrupt, set = enable, clear = disable Apabila Serial Port Interrupt aktif maka interrupt akan terjadi setiap ada data yang masuk ataupun keluar melalui serial port yang membuat Flag RI (Receive Interrupt Flag) ataupun TI (Transmit Interrupt Flag). ET1: Enable/disable Timer 1 Interrupt, set = enable, clear = disable Apabila interrupt ini enable aka interrupt akan terjadi pada saat Timer 1 overflow. EX1: Enable/disable External Interrupt 1, set = enable, clear = disable Apabila interrupt ini enable maka interrupt akan terjadi pada saat terjadi pulsa low pada INT1 ET0: Enable/disable Timer 0 Interrupt, set = enable, clear = disable Apabila interrupt ini enable maka interrupt akan terjadi pada saat Timer 0 overflow. EX0: Enable/disable External Interrupt 0, set = enable, clear = disable Apabila interrupt ini enable maka interrupt akan terjadi pada saat terjadi pulsa low pada INT0 •

Status Interrupt

Status-status interrupt dari 89C51 terletak pada Register TCON yaitu INT0: Bit IE0, clear oleh hardware saat interrupt terjadi pada mode aktif level INT1: Bit IE1, clear oleh hardware saat interrupt terjadi pada mode aktif level Timer 0: Bit TF0, clear oleh hardware saat interrupt terjadi Timer 1 : Bit TF1, clear oleh hardware saat interrupt terjadi Serial Port (TXD) : Bit TI, clear oleh software Serial Port (RXD) : Bit RI, clear oleh software External Interrupt 0 maupun External Interrupt 1 dapat diatur menjadi aktif level maupun aktif transisi dengan mengubah bit IT0 atau IT1 pada Register TCON External Interrupt akan bekerja secara aktif level bila bit ITx (x = 0 untuk INT0 dan x =1 untuk INT1) berkondisi low dan bekerja secara aktif transisi bila bit Itx berkondisi high. •

Interrupt Priority

Dalam melayani interrupt, mikrokontroler bekerja berdasarkan prioritas yang dapat diatur pada Register Interrupt Priority. IP0 atau PX0 untuk External Interrupt 0 IP1 atau PT0 untuk Timer 0 Interrupt IP2 atau PX1 untuk External Interrupt 1 IP3 atau PT1 untuk Timer 1 Interrupt IP4 atau PS untuk Serial Interrupt Bit-bit ini akan berkondisi set apabila interrupt yang diaturnya ditempatkan pada prioritas yang tinggi. Interrupt dengan prioritas yang tinggi dapat meng-interrupt interrupt lain yang mempunyai prioritas lebih rendah, sedangkan interrupt dengan prioritas tinggi itu sendiri tidak dapat di interrupt oleh interrupt lain. Apabila terjadi lebih dari satu interrupt yang mempunyai prioritas yang sama secara bersamaan, maka prioritas akan diatur secara polling mulai dari: - External Interrupt 0 - Timer 0 Interrupt - External Interrupt 1 - Timer 1 Interrupt - Serial Interrupt Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

40 • Interrupt Vector Interrupt Vector adalah harga yang disimpan ke Program Counter pada saat terjadi interrupt sehingga program akan menuju ke alamat yang ditunjukkan oleh Program Counter. Pada saat program menuju ke alamat yang ditunjuk oleh Interrupt Vector maka flag-flag yang set karena terjadinya interrupt akan di-clear kecuali RI dan TI. Kelima interrupt dan system reset dari 89C51 mempunyai Vector masing masing Masing-masing alamat vektor mempunyai jarak yang berdekatan sehingga akan timbul masalah bila diperlukan sebuah Interrupt Service Routine yang cukup panjang, misalnya hendak digunakan External Interrupt 0 dan Timer 0 dalam satu sistem, maka bila Interrupt Service Routine untuk External Interrupt 0 diletakkan pada alamat 0003H dan Interrupt Service Routine untuk Timer 0 diletakkan pada alamat 000BH akan terjadi bentrok alamat antara kedua Interrupt Service Routine ini apabila tidak dilakukan suatu trik berikut yang terlihat pada listing berikut. ORG 0000H LJMP Start ORG 0003H LJMP Int0 ORG 000BH LJMP Timer0 ...... ...... ...... Start: ...... ...... ;Main Program ...... Int0: ...... ...... ;Int0 ISR ...... RETI Timer0: ...... ...... ;Timer 0 ISR ...... RETI Jadi pada listing ini, saat terjadi interrupt Program Counter memang tetap berisi nilai dari Interrupt Vector sehingga program juga meloncat ke alamat tersebut, namun karena di alamat tersebut sudah diletakkan instruksi untuk meloncat ke label yang lain seperti Int0 untuk External Interrupt 0 Service Routine maka tidak akan terjadi bentrok alamat antara kedua Interrupt Service Routine ini.

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

41 Hardware

Gambar 24. Interupsi eksternal ORG AJMP ORG AJMP

00H START 03H AKSI

Start: SETB SETB MOV MULAI: MOV ACALL RL CJNE lagi! MULAI1: MOV ACALL RR CJNE lagi! SJMP

; Program Utama ; Rutin layanan Interupsi SETB EA IT0 IE.0 A, #0FEh

; simpan data 11111110B ke ; akumulator (P1.0 menyala duluan)

P1,A DELAY A A,#7FH,MULAI

; kirim data ke Port 1 ; tunda sebentar ; putar isi akumulator ke kiri 1 bit ; apakah A=01111111B ? Tidak, ulangi

P1,A DELAY A A,#0FEh,MULAI1

; ; ; ; ;

MULAI

; Ya, ulangi lagi dari paling awal...

Delay: Mov R0,#0 Delay1: Mov R1,#0 Djnz R1,$ Djnz R0,Delay1 Ret

Ya, lanjutkan ke proses berikut... kirim data ke Port 1 tunda sebentar putar isi akumulator ke kanan 1 bit apakah A=11111110B ? Tidak, ulangi

; Isi Register R0 dengan 0 (256x ulang) ; Isi Register R1 dengan 0 (256x ulang)

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

42 AKSI: MOV CALL MOV CALL MOV CALL MOV CALL MOV CALL MOV CALL RETI

P1,#00 DELAY P1,#0FFH DELAY P1,#00 DELAY P1,#0FFH DELAY P1,#00 DELAY P1,#0FFH DELAY

End

TEKNIK ANTARMUKA DENGAN ADC 0804 Pada ADC 0804 terdapat pin pin kontrol yang harus di kendalikan jika kita ingin menggunakan ADC, Selain itu terdapat nilai tegangan refferensi yang harus diberikan, misal kita menggunakan ADC 8 bit, jika kita memberi tegangan refferensi 2,55 volt maka kita akan mendapatkan kenaikan 1 bit untuk perubahan 10 mVolt. Perlu diketahui bahwa pada pin ADC 0804 pada kaki Vref yang disajikan berupa Vref/2, jadi untuk mendapatkan resolusi 10mV maka perlu pengesetan Vref/2 sebesar 1,27.5V Cara akses ADC 0804: Aktivkan ADC dengan memberikan sinyal 0 pada kaki Chip Select. Berikan perintah mulai konversi dengan memberikan pulsa rendah sempit ke kaki ADC Write Tunggu hingga ADC mengeluarkan sinyal 0 dari kaki INT nya Berikan tunda waktu sesaat agar data dari ADC sudah benar Berikan perintah baca dengan memberikan sinyal 0 pada kaki ADC Read Berikan tunda waktu sesaat Sekarang data dari ADC siap digunakan.

Gambar 25 antarmuka dengan ADC

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

43

;============================================= ; PROGRAM AKSES ADC ;============================================= ADC_CS BIT P2.7 ADC_RD BIT P2.6 ADC_WR BIT P2.5 ADC_INT BIT P2.4 ; ORG 0H NEXT_SAMPLING: CLR ADC_CS ; AKTIFKAN ADC0804 CLR ADC_WR ; START OF CONVERSION SETB ADC_WR NOT_EOC: JB ADC_INT,NOT_EOC DELAY: DJNZ R2,$ DJNZ R3,DELAY CLR ADC_RD ; BACA DATA MELALUI P3 DJNZ R3,$ MOV A,P3 SETB ADC_RD SETB ADC_CS CPL A MOV P1,A SJMP NEXT_SAMPLING END

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

44 Antar Muka dengan Motor Stepper

Gambar 26. Antar mula motor stepper Pada motor stepper yang lazim digunakan dipasaran, terdapat 4buah pin data dan satu bua common. Untuk dapat menggerakkan motor stepper kita harus memberikan dat yang bergeser pada pin data, yang tentunya data tersebut adalah kebalikan dari pin common. Misalnya kita menggunakan common Positif, maka kita harus memberikan data: 0111 ; data pertama 1011 1101 1110 ; data ke empat Keempat data tersebut harus urut, untuk mengatur kecepatanyya kita harus memberikan delay pada pergantian antara data pertama dan data berikutnya. Untuk hardware nya kita bisa mengguanakan konfigurasi saklar dasar seperti gambar 11 dengan memberikan empat buah saklar, kemudian kita menghubungkannya ke kaki data motor stepper, yang perlu diingat sklar diatas adalah saklar untuk orus yang kecil, sehingga untuk arus yang besar kita harus menambahkan penguatberupa transistor yng disusun secara darlington. Di bawah ini adalh contoh program untuk menggerakkan motor stepper. ORG 00H MULAI: Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

45 MOV ACALL MOV ACALL MOV ACALL MOV ACALL WAIT: AJMP

P1,#11110111B LDELAY P1,#11111011B LDELAY P1,#11111101B LDELAY P1,#11111110B LDELAY MULAI

;====================================== ; SUB ROUTINE DELAY ;======================================= LDELAY: MOV R1,#75 ; DELAY INI TERGANTUNG DARI X-TAL DELAY: MOV R0,#0H ; YANG DIPASANG DJNZ R0,$ ; DJNZ R1,DELAY RET ; END

ANTAR MUKA DENGAN LCD 16x2

Gambar 27. Interface LCD Untuk mengakses Lcd kita harus memenuhi beberpa tahapan-tahapan. Dibawah ini adalah contoh sub rutin untuk bekerja dengan lcd. ;---------------------------------------------------; Inisialisasi LCD ;---------------------------------------------------Init_Lcd: ; Inisialisasi Lcd Clr Rs ; Kirim Instruksi Mov P1,#38H ; Mode pengalamatan 8 bit Setb En ; Signal Clock Enable Clr En Call Wait_Lcd ; Tunggu beberapa saat (≥4.1 mS) Clr Rs ; Kirim Instruksi Mov P1,#0CH ; Display On/Off Control Setb En Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

46 Clr Call Clr Mov Setb Clr Call Ret

En Wait_Lcd1 Rs P1,#06H En En Wait_Lcd1

; Tunggu beberapa saat (≥100μS) ; Entry Mode Set

;-----------;DELAY LCD ;-----------WAIT_LCD: ;DELAY LCD ( >4mS ) MOV R0,#25 DELAY1: MOV R5,#0 DJNZ R5,$ DJNZ R0,DELAY1 RET WAIT_LCD1: MOV DELAY3: DJNZ DJNZ RET

R0,#3 MOV R5,#0 R5,$ R0,DELAY3

;DELAY LCD

;--------------;HAPUS TAMPILAN ;--------------CLEAR_LCD:

;HAPUS KARAKTER TOTAL

CLR RS MOV P1,#01h SETB EN CLR EN CALL WAIT_LCD1 RET ;---------------;TULIS TEXT ;---------------WRITE_TEXT:

;MENULISKAN KARAKTER

SETB MOV SETB CLR CALL RET

RS P1,A EN EN WAIT_LCD1

CURSOR: MOV SETB CLR CALL RET

CLR RS P1,TEXT EN EN WAIT_LCD1

;POSISI CURSOR

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

47 Sebagai contoh, untuk penulisan karakter pada LCD, dapat diberikan program sebagai berikut; MULAI: ACALL ACALL

INIT_LCD CLEAR_LCD

MOV A,#'A' ACALL WRITE_TEXT MOV ACALL MOV ACALL MOV ACALL MOV ACALL

A,#'G' WRITE_TEXT A,#'U' WRITE_TEXT A,#'N' WRITE_TEXT A,#'G' WRITE_TEXT

MOV ACALL MOV ACALL MOV ACALL MOV ACALL

40H,#0C0H CURSOR A,#'U' WRITE_TEXT A,#'G' WRITE_TEXT A,#'M' WRITE_TEXT

WAIT: AJMP

; Panggil sub rutin inisialisasi ; Hapus semua karakter ; isi A dgn huruf A (format ASCI) ; Panggil sub rutin ; menulis karakter

; Pindah posisi cursor di 0C0H

$

END

RELAY

Gambar 28. Interface dengan relay Di atas adalah contoh antar muka dengan relay, untuk mengakifkan relay, berikan logika 0. Untuk mematikan relay berikan logika 1 Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

48

LAMPIRAN Petunjuk penggunaaan Program simulasi 1. TS Control Emulator Program ini mampu memantau status register dalam mikrokontroler, kita tinggal memasukkan file program kita yang ber ekstensi HEX. Dengan cara Fille - - - , Load Hex File….., Setelah itu kita akan melihat file hexa yang kita masukkan tadi menjadi asm code, dalam diasembled code. Untuk debuging program kita tinggal menekan F10 atau F11, maka pgram akan berjalan per step, dan kita bisa melihat status reguster

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51

49

2. 535 Simulaor Pada simulator ini sudah dilengkapi dengan tampilan visual pada port, untuk mengisi program kita harus mengisikan file .LST. Untuk debuging, kita tinggal menekan tombol 7 atau F8

Pelatihan Mikrokontroler AT89S51