Apa Itu Mikrokontroller?
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. Sehingga Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun
mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe,
mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer
akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang
dikerjakan.
Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer.
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 Mikrokontroller ?
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.
Jenis-jenis mikrokonktroler 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.
mikrokontroler, terutama yang banyak dipakai
di Indonesia diantaranya :
- MCS-51
Halaman ini menyajikan tips-tips sederhana seputar mikrokontroler keluarga MCS-51
- AVR
- Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.
- ARM Cortex-M0
ARM adalah prosesor dengan arsitektur set instruksi 32bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM merupakan singkatan dari Advanced RISC Machine (sebelumnya lebih dikenal dengan kepanjangan Acorn RISC Machine).
1. http://hme.ee.itb.ac.id/elektron/?p=32#
2. http://mikrokontroler.tripod.com/6805/bab1.htm
3. http://www.kelas-mikrokontrol.com/e-learning/mikrokontroler/index.html
Postingan
Comments (0)
Posting Komentar