PEN ERAPAN M I KROKON TROLER M C 6 8 7 0 5 0 3 SEBAGAI TI M ER D AN JAM D I GI TAL TERPROGRAM
N I KAM SURBAKTI
Pr ogr a m St u di Fisik a
Fa k u lt a s M a t e m a t ik a D a n I lm u Pe n ge t a hua n Ala m Un iv e r sit a s Sum a t e r a Ut a r a
PEN D AH ULUAN
I .1 La t a r Be la k a ng M a sa la h
Melihat kem aj uan t eknologi dan ilm u penget ahuan khususnya sem ikondukt or yang berhubungan erat dengan bidang elekt ronika digit al, m aka segala yang berhubungan dengan m asalah digit al dapat diselesaikan dengan m udah.
Mikrokont roler adalah single chip m icrokom put er ( SCM ) yang m erupakan sebuah kom put er lengkap yang dipaket dalam sebuah chip ( I C ) . Di m ana di dalam nya t elah t erdapat RAM, ROM, at au EPROM, t im er, osilat or, ADC, buffer I / Oport , saluran alam at dan saluran dat a sehingga dapat bekerj a dan m am pu m elakukan yang rum it w alaupun rangkaian sangat sederhana.
Dengan keserhanaan alat yang m enggunakan m ikrokont roler ini penulis m encoba m erancang dan m em buat suat u alat “ j am Digit al Terprogram m enggunakan Mikrokont roler MC 68705U3 “ . Adapun alasan pem ilihan j enis MC 68705U3 iniadalah sebagai berikut :
¾ Mikrokont roler MC 68705U3 dan buku m anualnya t ersedia di pasaran. ¾ Mirokont roler m em punyai 3 port yang dapat diprogram sebagai m asukan
at au keluaran sehingga dapat dihubungkan dengan display dan unit m em asukkan w akt u.
¾ Mikrokont roler m em punyai t aim er yang t erdiri dar i pem bagi aw al dan down count er sehingga cocok digunakan sebagai penanda w akt u.
D ASAR TEORI
I I . 1 . M ik r ok on t r ole r M C 6 8 7 0 5 U3
Mikrokont roler m erupakan chip digit al yang t erdiri dari m icroprosesor, ROM/ EPROM, RAM dan kom ponen I / 0 yang dipaket ka didalam sut u chip.
Diagram blok dari MC 68705U3 ini dit unj ukkan pada gam bar 2.1 dan gam bar fhisik besert a pinnya dit unj ukkan sepert i pada gam bar 2.2. Mikrokont roler MC 68705U3 m em iliki spesifikasi sebagai berikut :
- Mem punyai CPU 8 bit
- Mem iliki clock ( clock generat or) di m ana sum ber clock dapat m enggunakan krist al, resist or, at au kaw at .
- Pem et aan I / 0 m erupakan pem et aan m em ory ( m em ory m ap) - Mem iliki m asukan riset
- Beroperasi dengan sat u daya t unggal + 5 volt .
- Mem iliki program boot st rap pada ROM sebagai penggali pengisian EPROM- nya.
I I . 2 D ia gr a m Blok
Gam bar 2.1 m enunj ukkan diagram blok fungsionil perangkat keras dari MC 68705U3. CPU m engandung ALU ( Arit hm at ic Logic Unit ) 8- bit , akum ulat or, pencacah progra, regist er indeks, penunj uk t um pukan, regist er kode keadaa, pendekode inst ruksi, pew akt uan dan logika pengendalian. MC 68705U3 m em ilik i RAM int ern sehingga m ikrokont roler ini beroperasi t anpa m em ory ekst ren.
MC 68705U3 m em punyai I / 0 paralel di m ana fungsinya dapat diprogram sebagai m asukan at au keluaran. Dengan adanya t im er yang t erdapat chip m em berikan kem am puan yang lebih unggul. Pencacah 8- bit dan pem bagi aw alnya dapat diprogram unt uk fungsi- fungsi t ert ent u.
Gam bar 2.1 Diagram Blok Perangkat Keras MC 68705U3
I I . 2 .1 Sa lu r a n Ala m a t
Saluran alam at ada 12- bit , sehingga j um lahnya lokasi alam at yang dapat dialam at i ada 4096 lokasi, yakni dari alam at 0 hingga 4096 ( 0000Hs/ d OFFF) . Unit I / 0 m em akai pr insip pem et aan m em ory yang berart i t idak alam at khusus unt uk I / O, dengan dem ikian alam at I / 0 m em akai sebagaian j at ah alam at m em ory at au dengan kat a lain alam at m em ory t ert ent u m erupakan alam at I / O. Sem ua alam at t elah dipakai sehingga t idak ada yang keluar dari m ikrokont roker.
[image:2.612.138.484.297.476.2]I I .2 .2 Sa lur a n D a t a
MC 68705U3 adalah m ikrokom put er 8- bit , dim ana ukuran dat a dan CPU adalah 8- bit . Pin I / O yang t erdiri dar i 32 buah dikelom pokkan m enj adi 4 port m asing- m asing 8- bit . Tom er dari MC 68705U3 ini, j uga 8- bit . Oleh karena j alur dat a t elah dipakai keseluruhannya di dalam I C, m aka pin dat a pun ( saluran dat a ekst ernal) t idak ada. Hubungan m ikrokont roler dengan dunia luarnya dilakukaan m elalui I / 0 dan pengendalai.
I I . 2 .3 M e m or y
[image:3.612.184.455.70.291.2]I I 2 .4 Osila t or
Osilat or ini t erdapat pada MC 68705U3 yang pada dasarnya m em bangkit kan clock yang dipergunakan oleh sist em m ikrokont roler. Osilat or yang digunaka sepert i yang diperlihat kan di dalam gam bar 2.4
I I . 2 .5 Un it t im e r
Tim er ini t erdir i dari regist er MOR ( Mask Opt ion Regist er) 7- bit pem bagi aw al ( pre–sceler) 8- bit , regist er pengendali t im er ( Tim er Cont ol Regist er ) , dan 8- bit regist er dat a t im er ( Tim er Dat a Regist er) .
MOR m negizinkan pem bagi aw al disulut langsung dari pin t im er ekst ernal at au dari clock dalam n 12. Bilam ana sinyal 12 digunakan bila pin t im er berlogika t inggi.
PERAN CAN GAN
I I I .1 D ia gr a m blok
Jam alarm yang akan direncanakan ini berbasis m ikrokont roler MC 68705U3 sepert i yang dit unj ukkan pada gam bar 3.1
I I I .2 Un it D ispla i
Unit peragam direncanakan t erdiri dari 6 buah 7- segm ent yait u unt uk det ik, m enit , j am m asing- m asing 2 buah.
Susunan segm ent dari displai dit unj ukkan pada gam bar 3.2 dan hubunga sat u displai dengan port B dit unj ukkan pada gam bar 3.3.
Gam bar 3.2 Susunan 7- segm ent yang digunakan
Gam bar 3.3 Ont erface MC 68705U3 dengan 1 display
[image:5.612.150.452.247.467.2] [image:5.612.137.471.534.717.2]I I I .3 Re fe r e n si W a k t u
Jenis osilat or yang digunakan adalah j enis krist al karena m em punyai frekuensi keluaran yang st abil.
Pada perencanaan ini sebagai frekuensi 1 det ik unt uk j am berasal dari clock ekst erna yait u osilat or yang t erdiri rangkaian R- C dan invert er schm it t - t rigger.
I I I . 4 I n t e r u psi 1 de t ik
Rangkain t im er t erdapat dalam MC 68705U3. Pada rangkaian t im ert , TDR berkurang 1 seriap m endapat clock dim ana clock TDDR diam bil dari pem bagian keluaran awal.
Unt uk m enghit ung besarnya frekuensi osilat or ekst ernal yang diperlukan unt uk m endapat kan sat u det ik ini dapat dibuat dengan cara m em ilih pem bagi dan TDR diset pada 225.
I I I . 5 Un it Se t W a k t u
Unit ini berfungsi unt uk m engubah w akt u yang t elah pada m em ory dengan w akt u yang diinginkan.Pengeset an ini dilakukan dengan m em beri logika yang sesuai dengan port D sepert i pada t abel 3.1.
Unit pengesahan w akt u ini dit unj ukkan pada gam bar 3.6. Pem berian t ahanan pull- up berguna agar m asukan port D benar- benar logika 0 t ergant ung pada saklar.
I I I . 6 Un it Ala t m
Unit alarm dikendalikan oleh port A ( PA7) dim ana alarm akan bekerj a j ik a keluaran PA7 logika 1 dan akan padam j ika PA7 logika 0. Sum ber sinyal unt uk m enghidupkan alarm diam bil dar i osilat or ( gam bar 3.5.b) .
I I I .7 Pr ogr a m I n isia lisa si
Program j am alarm iani dim ulai dari I F8( h) , m aka alam at FFE diisi dengan F8 dan alam at FFF berisi 01.
Sesuai dengan rangkaian port dari MC 68705U3 diset sebagai berik ut : port A, port B sebagai keluaran. Dengan dem ikian DDR A, DDR B dan DDR C diisi dengan logika 1.
Program pengeset an port ini dilak ukan dengan program berikut :
Rout ine I nisialisasi
I I I . 8 Rou t in e Tim e r Ja m
Set iap int erupsit im er t erj adi, det ik akan bert am bah sat u 1 ( sat u) . Jika nilai sat uan det ik ( alam at 20) t elah 03 m aka sat uan det ik diset kem bali ke 00 dan puluhan det ik ( alam at 21) bert am bah 1. Jika puluhan det ik t elah 06 m aka puluhan det i diset ke 00 dan sat uan m enit ( alam at 23) bert am bah 1 ( sat u) . Jika puluhan m enit t elah 06 m aka puluhan m enit diset ke 00 dan sat uan j am t elah 04, nilai puluhan j am perlu diperiksa apak ah t elah 02. Jika puluhan j am t elah 02 sat uan j am dan puluhan j am ( alam at 25) diset 00.
I I I . 9 Pr ogr a m Ut a m a
Program ut am a berisikan inisialisasi, m engam bil penam pilan w akt u pada display, m em anggil pem banding set alaram , m endet eksi apakah apakah dat a pengeset an wakt u.
PEN GUJI AN D AN AN ALI SA
I V .1 Pe n gisia n Pr ogr a m
Pengendalian pengisian ini dilakukan oleh pr ogra Boot st rap yang t erdapat kaki 8 m endapat t egangan 12 volt ( m inim um 9 volt dan m aksim um 15 volt ) . Rangkaian pengisi MC 68705U3 t erdapat pada lam piran.
I V .2 Pe n gu j ia n D ispla y
Penguj ian displai dilakukan dengan cara hardw are dan soft w are. Penguj ian hardware t erdir i dari beberaapa t ahapan yait u penguj ian m ult iplexing, penguj ian secara soft ware dilakukan dengan m enj alankan proram displai.
I V .3 Pe n gu j ia n Un it Ala r m
Penguj ian ini t erdir i dari penguj ian dari osilat or dan rangkain alar m . Unt uk m endapat kan frekuensi bunyi yang yang diinginkan dilakukan dengan m engat ur Trim pot , sedangkan unt uk m endapat level bunyi yang lebih kuat dilakukan dengan m enaikkan t egangan colect or t ransist or.
I V .4 Pe n gu j ia n Tim e r
Penguj ian Tim er 1 det ik ini dilaksanaka m enghidup- padam kan segm ent a dari 7- Segm ent digit 0 ( nol) . Segm ent akan hidup hidup 1 det ik dan padam 1 det ik. Program Penguj ian Tim er 1 Det ik
I V .5 Pe n gu j ia n Ja m Ala r m
Program Penguj ian j am alarm
Ala m a t Kode M n e m on ic Kom e n t a r
170 173 176 177 179 CD01F8 CD0234 9A BDD0 CC0176
JSR I NI TI AL JSR SET WAKTU CLI
JSR TAMPI L JMP 176
; I nisialisasi ; Set w akt u ; Enable int erupsi ; Tam pilkan w akt u ; Ulangi
Jika program ini dij alankan m aka set iap det ik t am pilan pada displai, det ik akan bert am bah dan set iap 60 det ik, m enit bert am bah 1, dan set iap 60 m enit , j am akan bert am bah 1.
I V . 6 Pe n gu j ia n Sist e m
Penguj ian m eliput i program j am digit al dan pem bandingan wakt u pada j am dengan w akt u yang diset unt uk m enghidupkan alarm .
Wakt u pengeset an alarm t erdapat pada alam at 90 sam pai 9B sepert i yang dit unj ukan pada t abel berikut dim ana w akt u ini diisi bersam aan saat m engisi program .
Tabel Set Wakt u
N o W a k t u Se t I si M e m or y Ke gia t a n 1 2 3 4 5 6 08.00 10.30 10.45 12.30 13.30 16.60
90= 08 91= 00 92= 10 93= 30 94= 10 95= 45 96= 12 97= 30 98= 13 99= 30 9A= 16 9B= 00
Masuk I st irahat Masuk I st irahat Masuk Pulang
KESI M PULAN
Set elah m erencanakan dan m em buat j am digit al ini dapat diam bil beberapa kesim pulan sebagai berikut :
1. Dengan m enggunakan m ikrokont roler MC 68705U3 rangkaian j am digit al lebih sederhana dibanding dengan m enggunakan kom ponen digit al biasa. 2. Dengan m em program unit t im er m ikrokont roler MC 68705U3 sebagai
pem bagi frekensi t ert unt u wakt u 1 det ik dapat dit andai.
3. Dengan adanya int erupsi t im er pada MC 687055U3 m aka sinyal t im er 1 det ik akan secara ot om at is m engakibat kan CPU m enam bah wakt u 1 det ik.
4. Adanya bandar yang diset sebagai m asukan wakt u pada j am digit al dapat disesuaikan dengan wakt u sebenarnya at au w akt u yang diinginkan.
5. Dengan m enggunakan m ikrokont roler MC 68705U3 ini wakt u alarm bunyi dapat dit ent ukan dim ana wakt u ini disim pan pada m em ory EPROM.
6. Dengan m enggunakan t eknik m ult ipexing, dat a w akt u yang t erdiri dari 6 digit dapat kelihat an secara serem pak pada peraga walaupun bandar keluarannya t erdir i dai 8- bit . Dim ana peragaan ini dilakukan secara bergant ian digit dem i digit .
7. Agar penam pilan t idak t erj adi kedipan m aka dat a w akt u harus dit am pilkan m inim um set iap 20 m n ( 50 Hz) .
8. Alat ini t elah bekerj a sesuai dengan yang direncanakan.
D AFTAR PUSTAKA
Panduan Pem buat an Program dan Rangkaian Mikrokont roler MC 68705U3 oleh I r. Busono, 1992
Circuit Design for Elekt ronic I nst rum ent at ion by Wobschall, 1987
Microcom put er/ m icroprocessor User’s Manual by Mot orolla I nc., 1983
[image:9.612.89.524.82.170.2]
