2.1.4 Komunikasi Serial
2.1.4.3 Koneksi Ke RS232 Port
Koneksi TXD dan RXD MCU MCS-51 dengan port serial komputer selain level tegangannya harus disesuaikan, cara koneksikan juga perlu diperhatikan. Ada semacam protokol komunikasi, bila DTE hendak menghubungi DCE atau sebaliknya, untuk ’DCE’ yang berupa MCU MCS-51 ini, protokol perlu diakali, lebih sederhana prosesnya, sehingga tidak memrlukan software yang rumit, tetapi masih tetap handal. Selain sinyal data, terdapat sinyal – sinyal protokol komunikasi serial pada komputer dan dihubungkan keluar melalui konektor male DB9 (komputer baru) dan DB25 (Komputer lama), nama sinyal – sinyal tersebut adalah:
• RD, Receive Data (RXD). • TD, Transmit Data
• SG, Signal Ground
• DTR, Data Terminal Ready • DSR, Data Set Ready • CD, Carrier Detect
• RTS, Request To Send
• CTS, Clear To Send.
Tabel 2.5 Koneksi Null Mode
Komunikasi asinkron yang sederhana yang disebut sebagai null modem, adalah dengan menghubungkan pin- pin DTR, DSR dan CD serta RTS dengan CTS. Sedangkan sinyal data input masuk RD dan sinyal transmit output adalah TD. Konvertor level untuk saat ini tersedia dalam bentuk ic, contoh adalah ICL232 dari Harris semikonduktor, MAX232 dari Maxim.
Protokol standar yang mengatur komunikasi melalui serial port disebut RS-232 (Recommended Standard-232) yang dikembangkan oleh EIA (Electronic Industries Association). Interfacing RS-232 menggunakan komunikasi asyncronous di mana sinyal clock tidak dikirimkan bersamaan dengan data. Setiap word data disingkronisasikan menggunakan sebuah start bit dan sebuah stop bit. Jadi, sebuah frame data terdiri dari sebuah start bit, diikuti bit-bit data dan diakhiri dengan stop bit. Jumlah bit data yang digunakan dalam komunikasi serial adalah 8 bit. Encoding yang digunakan dalam komunikasi serial adalah NRZ (Non-Return-to-Zero), di mana bit 1 dikirimkan sebagai high value dan bit 0 sebagai low value. Komunikasi serial merupakan hal yang penting dalam system embedded, karena dengan komunikasi serial kita dapat dengan mudah menghubungkan mikrokontroler dengan devais lainnya. Port serial pada mikrokontroler terdiri atas dua pin yaitu RXD dan TXD. RXD berfungsi untuk mengirim data dari komputer atau perangkat lainnya, standard komunikasi serial untuk computer adalah RS-232, RS-232 mempunyai standard tegangan yang berbeda dengan serial port mikrokontroler, sehingga agar sesuai dengan RS-232 maka dibutuhkan suatu rangkaian level converter, IC yang digunakan bermacam-macam, tapi yang paling mudah dan sering digunakan ialah IC MAX232/HIN232. Pada prinsipnya, komunikasi serial ialah komunikasi dimana pengiriman data dilakukan per bit, sehingga lebih lambat dibandingkan komunikasi parallel seperti pada port printer yang mampu mengirim 8 bit sekaligus dalam sekali detak. Beberapa contoh komunikasi serial ialah mouse, scanner, dan system akuisisi data yang terhubung ke port COM1/COM2.
Jika ingin menggunakan mikrokontroler untuk berkomunikasi dengan komputer atau device lainnya maka Rx dan Tx tidak bisa langsung dihubungkan begitu saja dengan device tersebut karena level sinyal yang digunakan berbeda-beda. Contohnya komunikasi serial untuk komputer menggunakan sinyal RS232 yaitu sinyal yang gelombang level sinyalnya antara +25V sampai -25V. Oleh karena itu, jika ingin diharapkan terjadi komunikasi antara mikrokontroler dengan komputer dibutuhkan sebuah buffer yang dapat mengubah sinyal level TTL dari mikrokontroler menjadi sinyal level RS232. Salah satu Buffer yang sering digunakan adalah IC MAX232CPE dan menggunakan transistor NPN maupun PNP.
Gambar 2.16 Merupakan Penggunaan Ic Max 232 Dalam Rangkaian Sebagai Komunikasi Serial.
2.1.5. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan. Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih),
maupun yang berwarna. Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD.
Gambar 2.17 LCD 2x16
LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan. Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pad sisi dalam lempeng kaca bagian depan.
Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari. Di bawah sinar cahaya yang remang-remang dalam kondisi gelap, sebuah lampu (berupa LED) harus dipasang dibelakang layar tampilan.
LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang mena mpilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah :
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk
membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data
dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
Gambar 2.18 Konfigurasi Pin LCD
Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan
instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data. Perintah utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Tabel 2.3 menunjukkan operasi dasar LCD.
Tabel 2.6 Operasi Dasar LCD
RS R/W Operasi
0 0 Input Instruksi ke LCD
0 1 Membaca Status Flag (DB7) dan alamat counter (DB0 ke
DB6)
1 0 Menulis Data
1 1 Membaca Data
Tabel 2.7 Konfigurasi Pin LCD Pin
No.
Keterangan Konfigurasi Hubung
1 GND Ground 2 VCC Tegangan +5VDC 3 VEE Ground 4 RS Kendali RS 5 RW Ground 6 E Kendali E/Enable
7 D0 Bit 0 8 D1 Bit 1 9 D2 Bit 2 10 D3 Bit 3 11 D4 Bit 4 12 D5 Bit 5 13 D6 Bit 6 14 D7 Bit 7 15 A Anoda (+5VDC) 16 K Katoda (Ground) Tabel 2.8 Konfigurasi LCD
Pin Bilangan biner Keterangan
RS 0 Inisialisasi
1 Data
RW 0 Tulis LCD / W (write)
1 Baca LCD / R (read)
E 0 Pintu data terbuka
Lapisan film yang berisis Kristal cair diletakkan di antara dua lempeng kaca yang telah ditanami elektroda logam transparan. Saat teganga dicatukan pada beberapa pasang elektroda, molekul – molekul Kristal cair akan menyusun diri agar cahaya yang mengenainya akan dipantulkan atau diserap. Dari hasil pemantulan atau penyerapan cahaya tersebut akan terbentuk pola huruf, angka, atau gambar sesuai bagian yang di aktifka.
LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektronika lain seperti Global Positioning System (GPS), baragraph display dan multimeter digital. LCD umumnya dikemas dalam bentuk Dual In Line Package (DIP) dan mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam satu panel. Untuk membentuk pola, baik karakter maupun gambar pada kolom dan baris secara bersamaan digunakan metode Screening.
Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolo dan suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua. Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah ditingkatkan daru yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan warna.
2.2 Perangkat Lunak (Sofeware) 2.2.1. CodeVisio AVR
CodeVisionAVR merupakan salah satu software kompiler yang khusus digunakan untuk mikrokontroler keluarga AVR. CodeVisionAVR merupakan yang terbaik bila dibandingkan dengan kompiler-kompiler yang lain karena beberapa kelebihan yang dimiliki oleh CodeVisionAVR antara lain:
1. Menggunakan IDE (Integrated Development Environment).
2. Fasilitas yang disediakan lengkap (mengedit program, mengkompile program, mendownload program) serta tampilannya terlihat menarik dan mudah dimengerti. Kita dapat mengatur settingan editor sedemikian rupa sehingga membantu memudahkan kita dalam penulisan program.
3. Mampu membangkitkan kode program secara otomatis dengan menggunakan fasilitas CodeWizardAVR.
4. Memiliki fasilitas untuk mendownload program
langsung dari CodeVisionAVR dengan menggunakan
hardware khusus seperti Atmel STK500, Kanda System STK200+/300 dan beberapa hardware lain yang telah didefenisikan oleh CodeVisionAVR.
5. Memiliki fasilitas debugger sehingga dapat menggunakan software compiler lain untuk mengecek kode assembler nya, contohnya AVRStudio.
6. Memiliki terminal komunikasi serial yang terintegrasi dalam
CodeVisionAVR sehingga dapat digunakan untuk membantu pengecekan program yang telah di buat khususnya yang menggunakan fasilitas komunikasi serial UART
