Apa itu Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam
sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah
kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output.
Dengan kata lain,
mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan
keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara
khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Sekedar
contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis, ketika Anda
sudah bisa melakukan hal itu Anda bisa membaca tulisan apapun baik buku,
cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun bisa pula menulis hal-hal
sebaliknya. Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data maka
Anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan otomatik
menggunakan mikrokontroler sesuai keinginan Anda. Mikrokontroler merupakan
komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik,
yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut
“pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak
memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat
direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh
mikrokontroler ini.
Mikrokonktroler digunakan dalam
produk dan alat yang dikendalikan secara automatis, seperti sistem kontrol
mesin, remote controls, mesin kantor, peralatan rumah tangga, alat berat, dan
mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan konsumsi tenaga dibandingkan
dengan mendesain menggunakan mikroprosesor memori, dan alat input output yang
terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat kontrol elektrik untuk berbagai
proses menjadi lebih ekonomis. Dengan
penggunaan mikrokontroler ini maka :
Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas
Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena
sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi
Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang
kompak
Namun demikian tidak sepenuhnya
mikrokontroler bisa mereduksi komponen IC TTL dan CMOS yang seringkali masih
diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran
masukan dan keluaran (I/O). Dengan kata lain, mikrokontroler adalah versi mini
atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa
periferal yang langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial,
komparator, konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital dan
sebagainya hanya menggunakan sistem minimum yang tidak rumit atau kompleks.
Agar sebuah mikrokontroler
dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut memerlukan komponen eksternal
yang kemudian disebut dengan sistem minimum. Untuk membuat sistem minimal
paling tidak dibutuhkan sistem clock dan reset, walaupun pada beberapa
mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa
rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi.
Untuk merancang sebuah sistem
berbasis mikrokontroler, kita memerlukan perangkat keras dan perangkat lunak,
yaitu:
1. sistem minimal
mikrokontroler
2. software pemrograman dan
kompiler, serta downloader
Yang dimaksud dengan sistem
minimal adalah sebuah rangkaian mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk
menjalankan sebuah aplikasi. Sebuah IC mikrokontroler tidakakan berarti bila
hanya berdiri sendiri. Pada dasarnya sebuah sistem minimal mikrokontroler AVR
memiliki prinsip yang sama, yang terdiri dari 4 bagian, yaitu :
1. prosesor, yaitu
mikrokontroler itu sendiri
2. rangkaian reset agar
mikrokontroler dapat menjalankan program mulai dari awal
3. rangkaian clock, yang
digunakan untuk memberi detak pada CPU
4. rangkaian catu daya, yang
digunakan untuk memberi sumberdaya
Pada mikrokontroler jenis2
tertentu (AVR misalnya), poin2 pada no 2 ,3 sudah tersedia didalam
mikrokontroler tersebut dengan frekuensi yang sudah diseting dari vendornya
(biasanya 1MHz,2MHz,4MHz,8MHz), sehingga pengguna tidak perlu memerlukan
rangkaian tambahan, namun bila ingin merancang sistem dengan spesifikasi
tertentu (misal ingin komunikasi dengan PC atau handphone), maka pengguna harus
menggunakan rangkaian clock yang sesuai dengan karakteristik PC atau HP
tersebut, biasanya menggunakan kristal 11,0592 MHz, untuk menghasilkan
komunikasi yang sesuai dengan baud rate PC atau HP tersebut.
Perkembangan ?
Mikrokontroler
pertama kali dikenalkan oleh Texas Instrument dengan seri TMS 1000 pada tahun
1974 yang merupakan mikrokontroler 4 bit pertama. Mikrokontroler ini mulai
dibuat sejak 1971. Merupakan mikrokomputer dalam sebuah chip, lengkap dengan
RAM dan ROM. Kemudian, pada tahun 1976 Intel mengeluarkan mikrokontroler yang
kelak menjadi populer dengan nama 8748 yang merupakan mikrokontroler 8 bit,
yang merupakan mikrokontroler dari keluarga MCS 48. Sekarang di pasaran banyak
sekali ditemui mikrokontroler mulai dari 8 bit sampai dengan 64 bit, sehingga
perbedaan antara mikrokontroler dan mikroprosesor sangat tipis. Masing2 vendor
mengeluarkan mikrokontroler dengan dilengkapi fasilitas2 yang cenderung
memudahkan user untuk merancang sebuah sistem dengan komponen luar yang relatif
lebih sedikit.
Saat ini
mikrokontroler yang banyak beredar dipasaran adalah mikrokontroler 8 bit varian
keluarga MCS51(CISC) yang dikeluarkan oleh Atmel dengan seri AT89Sxx, dan
mikrokontroler AVR yang merupakan mikrokontroler RISC dengan seri ATMEGA8535
(walaupun varian dari mikrokontroler AVR sangatlah banyak, dengan masing2
memiliki fitur yang berbeda2). Dengan mikrokontroler tersebut pengguna (pemula)
sudah bisa membuat sebuah sistem untuk keperluan sehari-hari, seperti
pengendali peralatan rumah tangga jarak jauh yang menggunakan remote control
televisi, radio frekuensi, maupun menggunakan ponsel, membuat jam digital,
termometer digital dan sebagainya.
Jenis-jenis Mikrokontroller
Secara teknis, hanya ada 2 macam mikrokontroller. Pembagian ini
didasarkan pada kompleksitas instruksi-instruksi yang dapat diterapkan pada
mikrokontroler tersebut. Pembagian itu yaitu RISC dan CISC.
RISC merupakan kependekan dari Reduced
Instruction Set Computer. Instruksi
yang dimiliki terbatas, tetapi memiliki fasilitas yang lebih banyak.
Sebaliknya, CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer. Instruksi bisa dikatakan
lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya.
Masing-masing mempunyai keturunan atau keluarga sendiri-sendiri.
Sekarang kita akan membahas pembagian jenis-jenis
mikrokonktroler yang telah umum digunakan.
1. Keluarga MCS51
Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler
CISC. Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock.
Mikrokontroler ini berdasarkan arsitektur Harvard dan meskipun
awalnya dirancang untuk aplikasi mikrokontroler chip tunggal, sebuah mode
perluasan telah mengizinkan sebuah ROM luar 64KB dan RAM luar 64KB diberikan
alamat dengan cara jalur pemilihan chip yang terpisah untuk akses program dan
memori data.
Salah satu kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalah pemasukan
sebuah mesin pemroses boolean yang mengijikan operasi logika boolean tingkatan-bit
dapat dilakukan secara langsung dan secara efisien dalam register internal dan
RAM. Karena itulah MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (programmable Logic
Control).
2. AVR
Mikrokonktroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering
disingkat AVR merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian
besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklus clock. AVR adalah jenis
mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan
instrumentasi.
Secara umum, AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas. Pada
dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan
fungsinya. Keempat kelas tersebut adalah keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx,
keluarga ATMega dan AT86RFxx.
3. PIC
Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari Programmable Interface
Controller. Tetapi
pada perkembangannya berubah menjadi Programmable Intelligent Computer.
PIC termasuk keluarga mikrokonktroler berarsitektur Harvard yang
dibuat oleh Microchip Technology. Awalnya dikembangkan oleh Divisi
Mikroelektronik General Instruments dengan nama PIC1640. Sekarang Microhip
telah mengumumkan pembuatan PIC-nya yang keenam
PIC cukup popular digunakan oleh para developer dan para
penghobi ngoprek karena biayanya yang rendah, ktersediaan dan penggunaan yang
luas, database aplikasi yang besar, serta pemrograman (dan pemrograman ulang)
melalui hubungan serial pada komputer.
0 komentar:
Posting Komentar