Mikrokontroller AT89S51 merupakan mikrokontroller yang diproduksi oleh Atmel dengan memori Flash sebesar 4 Kbyte “Erasable and Programable Read Only Memory” (EPROM) berteknologi non-volatile (data memori tidak akan hilang saat tegangan catu daya dimatikan) isi memori tersebut dapat diprogram dan dihapus berkali-kali. Mikrokontroller AT89S51 mempunyai memori dengan berstandar code MCS-51, sehingga memungkinkan mikrokontroller ini untuk bekerja dalam mode single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan external memory (memori luar) untuk menyimpan source code tersebut. MCS-51 merupakan keluarga mikrokontroller 8 bit.
Mikrokontroller AT89S51 terdiri dari sebuah Central Processing Unit (CPU), 2 jenis memori yaitu memori data (RAM) dan memori program (ROM), port input/output dengan programmable pin secara independen, dan register mode, status, internal timer dan counter, serial communication dan serta logika random yang diperlukan oleh berbagai fungsi peripheral.
Mikrokontroller AT89S51 termasuk salah satu jenis mikrokontroller keluarga MCS-51 yang dalam standar DIP (Dual Inline Package) 40 pin yang mempunyai konfigurasi tersendiri. Mikrokontroller AT89S51 memiliki konfigurasi sebagai berikut:
1. Sebuah Central Processing Unit (CPU) 8 bit.
2. Program Counter (PC) dan data pointer (DPTR) 16 bit. 3. Program Status Word (PSW) 8 bit.
4. Stack Pointer (SP) 8 bit.
6. RAM internal 128 byte (on chip) terdiri dari: a. 4 register bank masing-masing 8 register. b. 16 byte yang dapat dialamati pada bit level. c. 80 byte data memori general purpose.
d. Empat buah programmable port, masing-masing terdiri dari 8 buah jalur input/output (I/O).
e. Dua buah timer/counter 16 byte.
f. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).
g. Lima buah jalur interrupt (2 buah jalur eksternal dan 3 buah jalur internal).
7. Kemampuan melaksanakan operasi perkalian, pembagian dan operasi boolean. Kecepatan pelaksanaan instruksi/siklus µs pada frekuensi clock 12 Mhz. 8 bit Program Counter (PC) dan Data Pointer (DPTR).
2.3.2 Konfigurasi AT89S51
Konfigurasi mikrokontroller AT89S51 digolongkan menjadi pin-pin sumber tegangan, pin isolator, pin kontrol, pin input/output untuk proses interupsi luar.
Gambar 2.3.1 Konfigurasi Mikrokontroler AT89S51
Berikut ini adalah penjelasan fungsi dari masing-masing pin mikrokontroller AT89S51:
1. Pin 1 sampai 8 (Port 1)
Merupakan port masukan dan keluaran dua arah berjumlah 8 bit dengan rangkaian pull-up internal dan dapat juga berfungsi sebagai input
dengan memberikan logika 1. Pada port ini terdapat pin MISO, MOSI dan SCK yang digunakan saat pemrograman dan verifikasi data.
2. Pin 9 (Reset)
Pin ini merupakan masukan Reset (RST). Logika tinggi yang dikenakan pada pin ini selama dua siklus mesin akan membuat mikrokontroller menjalankan rutin reset.
3. Pin 10 sampai 17 (Port 3) Merupakan saluran I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up yang memiliki fungsi khusus. Bila fungsi pengganti tidak difungsikan, port ini dapat digunakan sebagai port paralel 8 bit serba guna.
4. Pin 18 (XTAL 2)
Merupakan keluaran dari oscillator internal. 5. Pin 19 (XTAL 1)
Merupakan masukan ke rangkaian oscillator internal. 6. Oscillator
Oscillator yang disediakan pada chip dikemudikan dengan XTAL yang dihubungkan pada pin 18 dan pin 19. Diperlukan kapasitor penstabil sebesar 30 pF. Besar nilai XTAL sekitar 3 MHz sampai 33 MHz. XTAL1 adalah input ke pembalikan penguat oscillator (inverting oscillator amplifier) dan input ke clock internal pengoperasian rangkaian. Sedangkan XTAL2 adalah output dari pembalikan penguat oscillator. 7. Pin 20 (Ground)
8. Pin 21 sampai 28 (port 2)
Merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah biasa atau dapat berfungsi sebagai saluran alamat tinggi (A15-18) pada saat mengakses memori eksternal.
9. Pin 29 Program Store Enable
Merupakan sinyal baca untuk memori program eksternal. Pada saat AT89S51 menjalankan program dari memori program eksternal, diaktifkan dua kali setiap siklus mesin, kecuali pada saat dua aktivasi dilompati selama tiap akses data memori eksternal.
10. Pin 30 Address Latch Enable
Merupakan sebuah pulsa keluaran untuk menahan bit alamat rendah (A0-A7) pada saat mengakses memori eksternal. Pin ini juga berfungsi sebagai pulsa input pemrograman (PROG) selama proses pemograman. 11. Pin 31 Eksternal Access Enable
Digunakan untuk menentukan memori yang digunakan oleh MCS-51 memori program internal atau eksternal. Di catu high jika menggunakan memori program internal dan low jika menggunakan memori program eksternal.
12. Pin 32 sampai 39 (Port 0)
Merupakan port I/O 8 bit dua arah. Port ini sebagai bus alamat rendah (A0-A7) dan bus data (D0-D7).
13. Pin 40 (VCC)
Merupakan masukan bagi catu daya positif sebesar 5 volt, dengan toleransi kurang lebih sebesar 10%.
2.4 Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan energi/muatan listrik .Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang nonkonduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.
Dielektrik
Elektroda Elektroda
Gambar 2.4 Skema Kapasitor
Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai di dalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok
arus DC filter, dan penyimpan energi listrik. Diadalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik.
Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama Kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap – tiap kapasitor adalah dielektriknya.
Berikut ini adalah jenis jenis kapasitor:
