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
Tidak ada komentar:
Posting Komentar