pemrograman mikroprosesor dan ......2020/04/28 · pt kuantum buku sejahtera anggota ikapi no....

PEMROGRAMAN MIKROPROSESOR DAN

MIKROKONTROLER

(C3) KELAS XI

Abdian Putra Primana

PT KUANTUM BUKU SEJAHTERA

PEMROGRAMAN MIKROPROSESOR DAN MIKROKONTROLERSMK/MAK Kelas XI© 2020Hak cipta yang dilindungi Undang-Undang ada pada Penulis.Hak penerbitan ada pada PT Kuantum Buku Sejahtera.

Penulis : Abdian Putra PrimanaEditor : Diana Agus SariDesainer Kover : Achmad FaisalDesainer Isi : Putri Ari KristantiTahun terbit : 2020ISBN : 978-623-7398-59-2

Diterbitkan oleh PT Kuantum Buku SejahteraAnggota IKAPI No. 212/JTI/2019Jalan Pondok Blimbing Indah Selatan X N6 No. 5 Malang - Jawa TimurTelp. (0341) 438 2294, Hotline 0822 9951 2221; Situs web: www.quantumbook.id

Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, baik secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam atau dengan sistem penyimpanan lainnya, tanpa izin tertulis dari PT Kuantum Buku Sejahtera.

iii

Daftar Isi

Prakata ..................................................................................................................... vBab 1 Algoritma Pemrograman .................................................................................. 1 A. Algoritma Pemrograman ................................................................................................. 2 B. Membuat Alur Logika ....................................................................................................... 3 C. Pemrograman ...................................................................................................................... 4 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 9

Bab 2 Arsitektur Mikroprosesor ................................................................................. 13 A. Mengenal Mikroprosesor ............................................................................................... 14 B. Penerapan Arsitektur Mikroprosesor ......................................................................... 18 C. Prinsip Kerja Sistem Minimum Mikroprosesor ........................................................ 21 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 23

Bab 3 Komponen Pendukung Sistem Minimum Mikroprosesor ............................. 27 A. Mikroprosesor...................................................................................................................... 28 B. Blok Diagram Sistem Minimum Mikroprosesor ...................................................... 31 C. Memori ................................................................................................................................... 33 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 41

Bab 4 Bahasa Pemrograman Mikroprosesor ............................................................ 45 A. Pemrograman Mikroprosesor Z80 .............................................................................. 46 B. Analisa Masalah ................................................................................................................. 46 C. Pembuatan Flowchart ..................................................................................................... 47 D. Perancangan Program ..................................................................................................... 48 E. Penulisan Program ............................................................................................................ 48 F. Program Assembly ............................................................................................................ 48 G. Pengisian Program ............................................................................................................ 49 H. Pengujian dan Pemeriksaan Program ........................................................................ 49 I. Contoh-Contoh Program ................................................................................................ 50 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 52

Bab 5 Aplikasi Sederhana Sistem Minimum Mikroprosesor ................................... 55 A. Aplikasi Dasar Operasi Aritmetik dan Logika ........................................................... 56 B. Perbandingan Instruksi Z80 dengan 8080/8085 ................................................... 61 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 87

Bab 6 Arsitektur Mikrokontroler ................................................................................ 91 A. Mengenal Mikrokontroler .............................................................................................. 92 B. Penerapan Arsitektur Mikrokontroler ........................................................................ 97 C. Prinsip Kerja Sistem Minimum Mikrokontroler ...................................................... 100 D. Komponen Sistem Minimum Mikrokontroler ......................................................... 100 E. Blok Diagram Sistem Minimum Mikrokontroler .................................................... 102 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 104

iv

Bab 7 Pemrograman Mikrokontroler ........................................................................ 107 A. Bahasa Mesin ...................................................................................................................... 108 B. Bahasa Assembly ............................................................................................................... 108 C. Bahasa Tingkat Tinggi ...................................................................................................... 108 D. Penulisan Bahasa Pemrograman (Bahasa C) ........................................................... 109 E. Tipe Data .............................................................................................................................. 111 F. Operator ............................................................................................................................... 112 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 115

Bab 8 Aplikasi Sederhana Mikrokontroler ................................................................ 119 A. Mikrokontroler AVR .......................................................................................................... 120 B. Mikrokontroler Arduino Board ..................................................................................... 122 C. Contoh Aplikasi Sederhana Mikrokontroler ............................................................ 124 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 141

Glosarium.......... ................................................................................................................. 145Daftar Pustaka ................................................................................................................... 147Biodata Penulis .................................................................................................................. 149Biodata Konsultan ............................................................................................................. 150Tim Kreatif.......... ................................................................................................................ 151

v

Prakata

Puji syukur kehadirat Alah SWT atas limpahan rahmat dan karunianya sehingga buku Pemrograman, Mikroprosesor dan Mikrokontroler Kelas XI menggunakan kurikulum 2013 edisi revisi telah diselesaikan dengan baik. Buku ini merupakan penyempurna dari edisi sebelumnya yang diharapkan dapat menjadi buku panduan belajar dan praktik untuk siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) bidang keahlian Teknologi dan Rekayasa, Kompetensi Keahlian Teknik Elektronika, Program Keahlian Teknik Audio Video. Kurikulum 2013 mulai diterapkan secara bertahap pada tahun pelajaran 2013/2014. Menurut Permendikbud Nomor 70 Tahun 2013 tentang kerangka dasar dan struktur kurikulum Sekolah Menengah Kejuruan/Madrasah Aliyah Kejuruan, kurikulum 2013 dirancang dengan karakteristik mencakup aspek pengetahuan, keterampilan, dan sikap secara utuh. Keutuhan tersebut menjadi dasar dalam perumusan kompetensi dasar setiap mata pelajaran, sehingga kompetensi dasar kelompok sikap, kompetensi dasar kelompok pengetahuan, dan kompetensi dasar kelompok keterampilan. Semua mata pelajaran dirancang mengikuti rumusan yang sudah ada tersebut. Buku ajar Pemrograman, Mikroprosesor, dan Mikrokontroler kelas XI Program Keahlian Teknik Audio Video ini tunduk pada ketentuan tersebut. Terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung dan membantu terselesaikannnya karya ini. Buku ini disusun dan dirancang dengan baik oleh praktisi dan akademisi yang bersinggungan langsung dengn proses belajar mengajar siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK). Harapannya, siswa lebih dimudahkan dan siap ditempatkan di tengah-tengah masyarakat dalam menerapkan ilmu hasil belajarnya selama ini. Penulis dengan senang hati menerima kritik dan saran yang membangun untuk penyempurnaan buku ajar ini. Penulis mengucapkan terima kasih banyak pada semua pihak yang terlibat dalam penyusunan buku ajar Pemrograman, Mikroprosesor dan Mikrokontroller ini.

Penulis

Abdian Putra Primana, S.Pd.

vi

Do not Pray for an Easy life,

pray for the strength to endure a difficult one

Jangan kamu berdoa untuk hidup yang mudah,Berdoalah agar diberi kekuatan supaya dapat

menghadapi hidup yang sulit.

"Bruce Lee"

Algoritma Pemrograman 1

1BAB

Setelah mempelajari bab ini, siswa diharapkan mampu1. menjelaskan konsep, fungsi, dan struktur algoritma pemrograman dengan tepat;2. menguraikan jenis-jenis algoritma pemrogaman dengan santun;3. menentukan simbol-simbol diagram alir/flow chart untuk membuat alur logika pemrograman yang

dipelajari dengan tanggung jawab;4. menerapkan strukrtur algoritma pemrograman sederhana dengan tepat;5. memilih urutan pemecahan masalah menggunakan metode deskriptif dengan santun; dan6. menunjukkan urutan pemecahan masalah menggunakan motode diagram alir dengan tanggung

jawab.

Tujuan Pembelajaran

Algoritma Pemrograman

3.1 Menerapkan algoritma pemrograman untuk pemecahan masalah4.1 Memecahkan masalah dengan algoritma pemrograman

Kompetensi Dasar

Pemrograman Mikroprosesor dan Mikrokontroler2

Bahasa pemrograman semakin banyak dipelajari oleh banyak orang. Hal ini berkaitan dengan kemajuan zaman yang menjadikan teknologi sebagai hal penting untuk menunjang kemajuan. Untuk orang awam yang ingin belajar bahasa pemrograman hal dasar yang harus dipahami adalah algoritma. Lebih jelas terkait algoritma, mari mempelajari materi berikut ini.

A. Algoritma Pemrograman

Algoritma adalah urutan langkah-langkah logis yang befungsi sebagai penyelesaian masalah yang disusun secara sistematis. Algoritma yang dapat menyelesaikan suatu permasalahan dalam waktu singkat memiliki tingkat kerumitan yang rendah, sementara algoritma yang membutuhkan waktu lama untuk menyelesaikan masalah membutuhkan tingkat kerumitan yang tinggi. Terdapat beberapa hal yang diperhatikan dalam membuat algoritma sebagai berikut.1. Berisi langkah-langkah penyelesaian masalah.2. Tidak ada notasi yang baku dalam penulisan teks algoritmis, seperti notasi bahasa

pemrograman.3. Setiap orang dapat membuat tulisan dan notasi algoritmis sendiri.4. Notasi algoritmis bukan notasi pemrograman.5. Algoritma sederhana digunakan untuk membantu Anda mengonversi suatu

permasalahan dalam bahasa pemrograman.6. Algoritma menjadi hasil pemikiran konseptual agar dapat dilaksanakan oleh

komputer. Contoh algoritma jika seseorang ingin mengirim surat kepada temannya di tempat lain, langkah yang harus dilakukan, yaitu1. menyiapkan alat tulis;2. menulis surat;3. surat dimasukkan ke amplop tertutup;4. amplop ditempeli perangko secukupnya; dan5. pergi ke kantor pos untuk mengirimkannya.Dalam matematis logika, contoh algoritma menghitung luas persegi panjang.1. mulai,2. baca data panjang dan lebar,3. luas adalah panjang kali lebar,4. tampikan luas, dan5. selesai.

Algoritma di atas termasuk algoritma sangat sederhana, karena hanya terdapat lima langkah. Tidak ada struktur perulangan atau pemilihan. Satu langkah dilakukan hanya satu kali. Sekilas, algoritma di atas sudah benar. Namun, apabila dicermati terdapat kesalahan mendasar sebab tidak ada batasan nilai panjang dan lebar. Jika nilai panjang dan lebar lebih dari nol, lanjut langkah berikutnya. Sebaliknya, jika panjang dan lebar kurang dari nol, berarti berhenti.


B. Membuat Alur Logika

1. Penyajian atau Penulisan Pemrograman Secara umum, penyajian dapat dibedakan menjadi dua bentuk, yakni tulisan dan

gambar. Algoritma dapat disajikan dengan tulisan testruktur (bahasa Indonesia/bahasa Inggris) dan pseudocode. Pseudocode merupakan kode yang mirip dengan kode pemrograman yang sebenarnya, seperti pascal atau C sehingga tepat digunakan dalam menggambarkan algoritma yang akan dikomunikasikan kepada pemrograman. Algoritma yang disajikan dalam gambar berupa flowchart.

2. Flowchart (Diagram Alir) Flowchart (diagram alir) adalah skema/bagan yang menunjukkan aliran di dalam

suatu program secara logika.

Gambar 1.1 Jenis-jenis flowchartSumber: Tim Asisten Dosen UM, 2013

3. Struktur Dasar Algoritmaa. Runtutan adalah program untuk pernyataan yang berurutan.b. Percabaangan adalah program yang menggunakan pemilihan atau penyeleksian

kondisi.c. Perulangan adalah program yang menyatakan akan diekseskusi berulang-ulang.


Gambar 1.2 Struktur dasar algoritmaSumber: Abdian Putra Pramana

C. Pemrograman

Pemrograman adalah proses membuat perangkat lunak komputer dengan menerapkan algoritma dan struktur data tertentu menggunakan bahasa pemrograman. Algoritma didefinisikan sebagai metode dan tahapan sistematis yang digunakan untuk memecahkan suatu permasalahan. Sementara struktur data diartikan sebagai tempat tatanan penyimpanan data yang dibutuhkan program pada komputer. Kode program yang telah ditulis di-compile dan dieksekusi untuk menjalankannya.

Compile sebagai proses penerjemahan kode program yang ditulis menggunakan bahasa pemrograman ke bahasa mesin dapat dimengerti oleh komputer sehingga komputer mengerti hal yang diperintahkan. Bahasa pemrograman ada tiga, di antaranya pemrograman tingkat tinggi, sedang, dan rendah. Untuk menerjemahkan bahasa pemrograman yang Anda tulis diperlukan compiler dan interpreter. Compiler sebagai suatu program menerjemahkan bahasa program ke bahasa objek secara keseluruhan. Dalam hal ini interpreterberupa kegiatan menganalisis dan mengeksekusi setiap baris dari program secara keseluruhan. Flowchart atau diagram alir adalah diagram yang digunakan untuk merepresentasikan algoritma atau aliran program (flow) secara logika.Mengenal IDE (Integrated Development Equipment) Visual C++IDE (Integrated Development Equipment) adalah program komputer yang memiliki beberapa fasilitas yang diperlukan dalam pembangunan perangkat lunak. Tujuan dari IDE menyediakan semua utilitas yang diperlukan dalam membangun perangkat lunak. Contoh penggunaan aplikasi IDE dapat dipahami seperti berikut.


1. Membuka Aplikasi Dev-C++a. Klik start Dev-C++

Sumber: Abdian Putra Pramana

b. Tampilan awal IDE Dev-C++ 5.11


2. Membuat File Barua. Klik New di bagian pojok kanan atas.



b. Pilih Source File.


3. Membuat Aplikasi Sederhanaa. Ketik kode berikut ini pada aplikasi.

#include <stdio.h>

int main ()

{

printf(“Hello World\n”);

}

b. Setelah itu, simpan pada My Document Nomor Kelompok_Nama Kelompok Modul1 Latihan1.C

4. Melakukan Compile pada ProgramKlik tombol “Compile” pada toolbox atau tekan F9



5. Melakukan Eksekusi pada ProgramKlik tombol “Run” atau tekan F10.


Tugas Individu1. Menampilkan Kalimat 1

Nama program : Menampilkan kalimat Selamat Datang 1Bahasa pemrogramam : C++Compiler : Visual C++ 6.0/ Code BlockScript program :

#include <stdio.h>

void main ()

{

printf(“Hello World\n”);

}

Output Program :

2. Menampilkan Kalimat 2Nama program : Menampilkan kalimat Selamat Datang 2Bahasa pemrogramam : C++Compiler : Visual C++ 6.0


Script program :

#include <stdio.h>

Using namespace std;

int main ()

{

printf(“Selamat Datang di Kelas Pemrograman TEI\n”);

printf(“SMK AL HUDA KOTA KEDIRI\n”);

}

Output program :

Rangkuman

Algoritma adalah urutan langkah-langkah logis yang befungsi sebagai penyelesaian masalah dan disusun secara sistematis. Algoritma yang dapat menyelsaikan suatu permasalahan dalam waktu singkat memiliki tingkat kerumitan rendah, sementara algoritma yang membutuhkan waktu lama untuk menyelesaikan masalah membutuhkan tingkat kerumitan tinggi.

Algoritma dapat disajikan dengan tulisan testruktur (bahasa Indonesia/bahasa Inggris) dan pseudocode. Pseudocode merupakan kode yang mirip dengan kode pemrograman yang sebenarnya, seperti pascal atau C sehingga tepat digunakan dalam menggambarkan algoritma yang akan dikomunikasikan kepada pemrograman. Algoritma yang disajikan dalam gambar berupa flowchart.

Pemrograman diartikan sebagai proses membuat perangkat lunak komputer dengan menerapkan algoritma dan struktur data tertentu menggunakan bahasa pemrograman. Sementara algoritma adalah metode dan tahapan sistematis yang digunakan untuk memecahkan suatu permasalahan.


Uji KompetensiA. Soal Pilihan GandaPilihlah jawaban yang paling tepat.1. Urutan langkah-langkah logis yang befungsi sebagai penyelesaian masalah dan

disusun secara sistematis disebut dengan ….a. flowchartb. struktur datac. bagan alurd. algoritmae. diagram blok

2. Beberapa hal berikut ini yang diperhatikan dalam membuat algoritma, yaitu ….a. algoritma merupakan hasil pemikiran proseduralb. berisi langkah-langkah penyelesaian masalahc. tidak ada notasi yang baku dalam penulisan teks algoritma seperti notasi bahasa

pemrogramand. setiap orang dapat membuat tulisan dan notasi algoritmis sendirie. notasi algoritmis bukan notasi pemrograman

3. Algoritma merupakan hasil pemikiran agar dapat dilaksanakan oleh komputer. Hal tersebut merupakan definisi algoritma secara ….a. konseptualb. proseduralc. sosiald. fungsionale. liberal

4. Urutan dari diagram matematis logika algoritma menghitung luas persegi panjang di bawah ini yang benar adalah ….a. mulai - baca data panjang dan lebar - luas adalah panjang kali lebar - tampikan

luas - selesaib. mulai - baca data tinggi - luas adalah panjang kali lebar - tampikan luas - selesaic. mulai - baca data panjang - luas adalah tinggi kuadrat - tampikan luas - selesaid. mulai - baca data luas - luas adalah panjang kuadrat - tampikan luas - selesaie. mulai - baca data panjang dan lebar - luas adalah lebar kuadrat - tampikan

luas - selesai5. Penyajian program dapat dilakukan dalam dua bentuk, yaitu ….

a. tulisanb. gambar dan tulisanc. flowchartd. gambare. diagram alir

6. Kode yang mirip dengan kode pemrograman yang sebenarnya, seperti pascal atau C sehingga tepat digunakan dalam menggambarkan algoritma yang akan dikomunikasikan kepada pemrograman disebut dengan ….a. psesudocodeb. menumonic


c. flowchartd. ladder diagrame. dotmatrix

7. Algoritma yang disajikan dalam gambar disebut dengan….a. psesudocodeb. menumonicc. flowchartd. ladder diagrame. dotmatrix

8. Simbol yang memiliki fungsi sebagai permulaan atau akhir program disebut dengan ….a. terminatorb. decisionc. preparationd. flow linee. predefined process

9. Untuk program yang menggunakan pemilihan atau penyeleksian kondisi, pada struktur datanya disebut dengan ….a. variabelb. runtutanc. perulangand. percabangane. konstanta

10. Proses membuat perangkat lunak komputer dengan menerapkan algoritma dan struktur data tertentu menggunakan bahasa pemrograman disebut dengan ….a. pemrogramanb. uploadc. downloadd. transfere. compiler

11. Tempat tatanan penyimpanan data yang dibutuhkan program pada komputer disebut dengan ….a. struktur datab. flowchartc. interpreterd. compilere. CPU

12. Suatu program yang menerjemahkan bahasa program ke bahasa objek secara keseluruhan program adalah ….a. compilerb. interpreterc. menumonicd. algoritmae. transfer


13. Kegiatan menganalisis dan mengeksekusi setiap baris dari program secara keseluruhan disebut dengan ….a. compileb. transferc. interpreterd. uploade. analyze

14. Program komputer dengan beberapa fasilitas yang diperlukan dalam pembangunan perangkat lunak disebut dengan ….a. pseudocodeb. IDEc. mneumonicd. decisione. ladder

15. Menyediakan semua utilitas yang diperlukan dalam membangun perangkat lunak merupakan bagian dari ….a. definisi IDEb. tujuan IDEc. target IDEd. sasaran IDEe. prosedur IDE

B. Soal EsaiJawablah dengan tepat dan benar.1. Algoritma adalah urutan langkah-langkah … yang befungsi sebagai penyelesaian

masalah dan disusun secara ….2. Secara umum, penyajian pemrograman terdiri atas dua bentuk, yakni … dan ….3. Algoritma dapat disajikan dengan tulisan … (bahasa Indonesia/ Inggris) dan ….4. Pseudocode merupakan kode yang mirip dengan kode pemrograman sebenarnya,

seperti … atau …, sedangkan algoritma yang disajikan dalam gambar disebut ….5. Flowchart (diagram alir) adalah skema/bagan yang menunjukkan … di dalam suatu

program secara ….6. Pemrograman adalah proses membuat perangkat lunak komputer dengan

menerapkan … dan … data tertentu menggunakan bahasa ….7. Algoritma adalah metode dan tahapan … yang digunakan untuk memecahkan

suatu ….8. Compile adalah menerjemahkan kode … yang ditulis menggunakan bahasa

pemrograman, ke bahasa … yang dapat dimengerti oleh komputer sehingga komputer mengerti apa yang ….

9. Untuk menterjemahkan bahasa pemrograman yang ditulis diperlukan … dan ….10. Flowchart atau diagram alir adalah diagram yang digunakan untuk merepresentasikan

algoritma atau aliran … (flow) secara ….


C. Soal Esai Uraian Jawablah dengan ringkas dan benar.1. Jelaskan definisi algoritma pemrograman.2. Jelaskan kegunaan algoritma pemrograman.3. Sebutkan tiga struktur algoritma pemrograman.4. Buatlah contoh algoritma dalam kehiupan sehari-hari.5. Sebut dan jelaskan tiga simbol diagram alir.6. Jelaskan yang dimaksud dengan bahasa pemrograman.7. Jelaskan yang dimaksud dengan compiler dan interpreter.8. Jelaskan definisi dari IDE.9. Jelaskan yang Anda ketahui tentang Microsoft Visual Studio C++.10. Sebutkan tiga tools yang ada pada Microsoft Visual Studio C++.

pemrograman mikroprosesor dan ......2020/04/28 · pt kuantum buku sejahtera anggota ikapi no....

Documents