Laporan Tugas Kuliah Sistem Mikroprosesor

Aplikasi IC Mikrokontroler AT89C2051 untuk Menyalakan LED

Oleh : 1. Yuni Almaadin (2206.100.035) 2. Imam Mustakim (2206.100.038)

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2008

 

Page 2 of 9  

Aplikasi Mikrokontroler AT89C2051

untuk Menyalakan LED

1. Tujuan

Tujuan dari pembuatan alat ini adalah :

a. Mengetahui cara kerja IC mikrokontroler AT89C2051

b. Mengetahui cara pemrograman IC mikrokontroler AT89C2051

c. Mengetahui cara men-download program ke dalam IC mikrokontroler

AT89C2051

2. Dasar Teori

Yang dimaksud dengan mikrokontroler adalah sebuah system

mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip.

Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor serba guna yang digunakan di

dalam sebuah PC karena dalam sebuah mikrokontroler umumnya telah

berisi komponen komponen pendukung, seperti prosesor, memory, dan

I/O.

Prinsip kerja mikrokontroler adalah sebagai berikut :

a. Berdasarkan nilai yang berada pada register Program Counter,

mikrokontroler mengambil data pada ROM dengan alamat

sebagaimana yang tertera pada register Program Counter. Selanjutnya

isi dari register Program Counter ditambah dengan satu (Increment)

secara otomatis. Data yang diambil pada ROM merupakan urutan

instruksi program yang telah dibuat dan diisikan sebelumnya oleh

pengguna.

b. Instruksi yang diambil tersebut diolah dan dijalankan oleh

mikrokontroler. Proses pengerjaan bergantung pada jenis instruksi,

bisa membaca, mengubah nilai-nilai pada register, RAM, isi Port, atau

melakukan pembacaan dan dilanjutkan dengan pengubahan data.

c. Program Counter telah berubah nilainya (baik karena penambahan

secara otomatris sebagaimana dijelaskan pada langkah 1 di atas atau

karena pengubahan data pada langkah 2). Selanjutnya yang dilakukan

 

Page 3 of 9  

mikrokontroler adalah mengulang kembali siklus ini pada langkah 1.

Demikian seterusnya hingga catu daya dimatikan.

IC mikrokontroler yang kita gunakan pada tugas ini adalah keluarga IC

MCS51. Meskipun termasuk tua, keluarga mikrokontroler MCS51 adalah

mikrokontroler yang paling populer saat ini. Keluarga ini diawali oleh

Intel yang mengenalkan IC mikrokontroler type 8051 pada awal tahun

1980-an, 8051 termasuk sederhana dan harganya murah sehingga banyak

digemari, banyak pabrik IC besar lain yang ikut memproduksinya, tentu

saja masing-masing pabrik menambahkan kemampuan pada

mikrokontroler buatannya meskipun semuanya masih dibuat berdasarkan

8051. Sampai kini sudah ada lebih 100 macam mikrokontroler turunan

8051, sehingga terbentuklah sebuah ‘keluarga besar mikrokontroler’ dan

biasa disebut sebagai MCS51. Belakangan ini, pabrik IC Atmel ikut

menambah anggota keluarga MCS51. Atmel merupakan pabrik IC yang

sangat menguasai teknologi pembuatan Flash PEROM. Produksi

mikrokontroler MCS51 Atmel dibagi dua macam, yaitu :

a. AT89Cxx

Beberapa jenis IC tersebut antara lain adalah sebagai berikut.

AT89C51 mempunyai Flash PEROM dengan kapasitas 2 Kilo Byte,

AT89C52 4 Kilo Byte, AT89C53 12 Kilo Byte, AT89C55 20 Kilo

Byte dan AT89C8252 berisikan 8 Kilo Byte Flash PEROM dan 2 Kilo

Byte EEPROM. Yang berkaki 20 adalah MCS51 yang disederhanakan,

penyederhanaan dilakukan dengan cara mengurangi jalur untuk

input/output paralel, kemampuan yang lain sama sekali tidak

mengalami pengurangan. Penyederhanaan ini dimaksudkan untuk

membentuk mikrokontroler yang bentuk fisiknya sekecil mungkin tapi

mempunyai kemampuan sama. Atmel memproduksi 3 buah

mikrokontroler ‘mini’ ini, masing-masing adalah AT89C1051 dengan

kapasitas Flash PEROM 1 Kilo Byte, AT89C2051 2 Kilo Byte dan

AT89C4051 4 Kilo Byte. Ketiga mikrokontroler ini secara umum

disebut sebagai AT89Cx051. Notasi ”C” pada tipe sebuah

mikrokontroler produksi Atmel mengindikasikan bahwa chip tersebut

 

Page 4 of 9  

dalam pemrogramannya harus menggunakan rangkaian terpisah yang

biasa disebut dengan ”downloader”. Sehingga bila ingin melakukan

pemrograman ulang sebuah chip AT89Cxx harus mengeluarkannya

(mencabut) dari rangkaian aplikasi.

b. AT89Sxx

Mikrokontroller 8-bit dengan 4K. Byte ISP (In System Programming)

mikrokontroler saat ini tidak asing lagi dalam dunia elektronika,

hampir semua peralatan elektronik dewasa ini menggunakan perangkat

ini, mikrokontroler merupakan pengendali utama dalam peralatan

elektronik saat ini, maka mikrokontroler merupakan suatu hal yang

penting untuk dipelajari bagi mereka yang berkecimpung dalam dunia

elektronika. Mikrokontroler yang dibahas disini adalah mikrokontroler

buatan ATMEL yang mudah ditemui di pasaran di Indonesia, yaitu

dari keluarga MCS-51. AT89S51 dan AT89S52 mempunyai

kemampuan serial downloading atau lebih dikenal dengan istilah In

System Programming (ISP) sehingga mikrokontroler langsung dapat

diprogram pada rangkaiannya tanpa harus mencabut IC untuk

diprogram, Programmer ISP dapat dibuat menggunakan beberapa

resistor via paralel port komputer sehingga bagi mereka yang belum

memiliki programmer dapat tetap bereskperimen menggunakan

mikrokontroler ini dengan biaya yang relatif murah.

Konfigurasi pin-pin dari IC mikrokontroler AT89C2051 adalah sebagai

berikut :

12345678910

20191817161514131211

RST/VPP(RXD) P3.0(TXD) P3.1

XTAL2XTAL1

(INT0) P3.2(INT1) P3.3

(T0) P3.4(T1) P3.5

GND

VCCP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1 (AIN1)P1.0 (AIN0)P3.7

Masing-masing fungsi pin adalah sebagai berikut :

a. Pin 1 (RST)

 

Page 5 of 9  

Masukan reset yang aktif dengan memberikan input high selama 2

siklus mesin. Pin ini dihubungkan ke rangkaian power on reset.

b. Pin 2,3,6,7,8,9,11 (Port 3)

Port 3 hanya memiliki 7 bidirectional I/O pin karena pin P1.6

merupakan port internal sebagai output dari on chip analog

komparator. Setiap port memiliki internal pull up. Port 3 sebagai

output dapat menghasilkan arus sampai 20 mA. Ketika data bernilai 1

(high) dikirimkan ke port 3 maka port port tersebut masih dapat

digunakan sebagai input. Ketika port 3 digunakan sebagai input dan

terhubung ke ground oleh peralatan input maka chip akan

mengeluarkan arus karena secara internal sudah terdapat resistor pull

up di dalam chip. Port 3 juga berfungsi sebagai jalur input interrupt

bagi AT89C2051 seperti tampak pada table berikut ini.

Port pin Alternate function

P3.0 RXD (serial input port)

P3.1 TXD (serial output port)

P3.2 INT0 (external interrupt 0)

P3.3 INT1 (external interrupt 1)

P3.4 T0 (timer 0 external input)

P3.5 T1 (timer 1 external output)

c. Pin 4,5 (XTAL)

Tempat pemasangan Kristal bagi oscillator internal. Pemasangannya

adalah sebagai berikut.

 

Page 6 of 9  

d. Pin 10 (GND)

Dihubungkan ke ground dari power supply.

e. Pin 12-19 (Port 1)

Port 1 adalah 8 bit port I/O bidirectional. Port P1.2 sampai P1.7 sudah

memiliki internal pull up sedangkan P1.1 dan P1.0 harus diberi resistor

pull up secara external. P1.0 dan P1.1 dapat menerima input tegangan

positif (AIN0) dan input tegangan negative (AIN1) untuk

menggerakkan on-chip analog comparator. Port 1 sebagai output dapat

menghasilkan arus sampai 20mA dan dapat menyalakan LED secara

langsung. Ketika data bernilai 1 (high) dikirimkan ke port 1 maka port

tersebut masih dapat digunakan sebagai input. Ketika pin P1.2 sampai

P1.7 digunakan sebagai input dan terhubung ke ground oleh peralatan

input maka chip akan mengeluarkan arus karena secara internal sudah

terdapat resistor pull up di dalam chip.

f. Pin 20 (Vcc)

Dihubungkan dengan tegangan supply 5V (Vcc).

3. Peralatan dan Fasilitas yang Digunakan

Peralatan yang kami gunakan untuk membuat alat ini adalah sebagai

berikut :

a. Software

Software yang kami pakai untuk membuat listing program assembly

adalah MIDE-51.exe untuk membuat file *.asm dan *.hex serta

EDSIM-51.jar sebagai media untuk simulasi IC yang telah kita

program. Untuk mendownload program yang telah jadi kita gunakan

software bawaan dari DT-HQ.

b. Hardware

Hardware dan peralatan lain yang kita pakai untuk membuat alat ini

adalah sebagai berikut.

i. IC AT89C2051

ii. Kapasitor keramik 30pF sebanyak 2 buah

 

Page 7 of 9  

iii. Krital oscillator 40pF/12MHz sebanyak 1 buah

iv. Switch sebanyak 2 buah

v. Lampu LED sebanyak 1 buah

vi. PCB

vii. Power supply dengan output tegangan 5 V

viii. Downloader DT-HQ

ix. Solder dan timah

4. Pelaksanaan

Pelaksanaan untuk mengaplikasikan rangkaian ini adalah sebagai berikut.

a. Membuat listing program

Listing program yang kami buat menggunakan bahasa assembly.

Berikut ini adalah listing program yang kami buat.

org 100h

start : mov P1,p3 ; memindahkan nilai port P3 ke P1

call delay ; memanggil subroutine “delay” delay :

mov R0,#100 loop :

djnz r0, loop ;decrement register R0 dan jump ke ;subroutine loop bila tidak zero

ret ;kembali ke main program end

Setelah kita dapatkan listing program maka yang kita lakukan

selanjutnya adalah membuat file *.hex yang selanjutnya nanti akan kita

load ke dalam IC AT89C2051.

b. Mensimulasikan rangkaian

Setelah kita membuat listing program dan file *.hex selanjutnya kita

simulasikan program yang telah kita buat dengan software edsim51.jar.

Software ini dapat berjalan jika kita computer kita sudah terinstall Java

Runtime. Jika telah berjalan, berarti program kita sudah benar dan siap

untuk kita load ke dalam IC AT89C2051.

 

Page 8 of 9  

c. Flash (mendownload kode *.hex ke dalam IC AT89C2051)

Kita siapkan hardware downloader dan DT-HQ. Masukkan pin-pin IC

AT89C2051 ke dalam socket yang sesuai dengan petunjuk pada board.

Jika sudah kita kunci IC AT89C2051. Kita buka software aplikasi dari

DT-HQ kemudian kita browse file *.hex yang akan kita load ke dalam

IC dan pilih file yang akan kita load. Setelah kita temukan file *.hex,

klik write untuk menulis kode program ke dalam IC AT89C2051. Pilih

“FF” untuk alamat memori yang tidak terpakai. Klik verify untuk

memverifikasi apakah isi memori sudah berubah. Jika sudah kita bisa

melepaskan IC AT89C2051 dari socket downloader.

d. Mengaplikasikannya ke dalam PCB.

Jika IC sudah selesai kita flash maka kita siap untuk membuat

rangkaiannya pada PCB. Skematik rangkaian adalah sebagai berikut.

 

Page 9 of 9  

Desain pada board PCB adalah sebagai berikut.

Kita tempatkan komponen-komponen pada tempatnya kemudian kita

solder.

e. Menguji rangkaian

Jika rangkaian sudah selesai kita solder maka kita bisa menguji apakah

rangkaian sudah benar atau belum. Hubungkan Vcc (pin 20) ke

positive power supply dan ground (pin 10) ke negative power supply.

Jika LED menyala tekan switch untuk reset. Jika sudah kita tekan

switch untuk input maka LED yang semula padam akan menyala. Jika

switch kita tekan lagi maka LED yang semula menyala akan padam.