Perancangan Keyboard Decoder Sebagai Penampil Karakter Pada Display Matriks Berbasis Microkontroler AT89C2051

PERANCANGAN KEYBOARD DECODER SEBAGAI PENAMPIL KARAKTER PADA DISPLAY MATRIKS BERBASIS MICROKONTROLER AT89C2051

TUGAS AKHIR

Oleh:

NIM : 052408053

MARIA MAGDALENA SILITONGA

PROGRAM STUDI D-III FISIKA INSTRUMENTASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN KEYBOARD DECODER SEBAGAI PENAMPIL KARAKTER PADA DISPLAY MATRIKS BERBASIS MICROKONTROLER AT89C2051

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : MARIA MAGDALENA SILITONGA

Nim : 052408053

Program Studi : DIPLOMA TIGA (D-III) FISIKA INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA INSTRUMENTASI

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, Juli 2008

Diketahui/ disetujui oleh

Departemen FISIKA FMIPA USU

Ketua Dosen pembimbing

Drs. Syahrul Humaidi, MSc

NIP 132050870 NIP 132050870

PERNYATAAN

PERANCANGAN KEYBOARD DECODER SEBAGAI PENAMPIL KARAKTER PADA DISPLAY MATRIKS BERBASIS MICROKONTROLER AT89C2051

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2008

NIM : 052408053

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis persembahkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karuniaNya yang dilimpahkan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini.

Penulisan tugas akhir adalah merupakan persyaratan agar dapat menyelesaikan studi pada Jurusan Fisika Instrumentasi Program Diploma Tiga di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Sumatera Utara khususnya angkatan 2005, teman-teman satu kost Tika, Sri Ani dan Lidya yang banyak memeberikan masukan kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, sehingga penulis mengharapkan masukan dari pembaca untuk kesempurnaannya. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juli 2008 Penulis

NIM : 052408053

ABSTRAK

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN……….. ii

PERNYATAAN……….. iii

PENGHARGAAN………iv

ABSTRAK……… vi

DAFTAR ISI……… vii

DAFTAR GAMBAR ………ix

DAFTAR TABEL……….x

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang………1

1.2 Rumusan Masalah………...3

1.3 Tujuan Penulisan……….4

1.4 Batasan Masalah………..4

1.5 Sistematika Penulisan………..4

BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Perangkat Keras………..6

2.2 Arsitektur Mikrokontroler AT89S8253………..6

2.2.1 Pin-pin Pada Mikrokontroler AT89S8253…………. 8

2.3 Resistor……….. 11

2.4 Kapasitor……… 15

2.4.1 Kapasitansi………. ………16

2.5 Dioda……….. 17

2.6 Transistor………... 18

2.6.1 Simbol Transistor………. 18

2.7 Bahasa Assembly………19

2.8 Program Sumber Assembly………20

2.9 Konfigurasi Keyboard PS2……….20

BAB 3 PERANGKAT ALAT 3.1 Diagram Blok………. 23

3.2 Flowchart………... 24

3.3 Perancangan Power Supplay (PSA) ………...25

3.4 Rangkaian Keyboard Decoder………26

3.4.1 Rangkaian Minimum Mikrokontroler AT89S8253…27 3.5 Rangkaian Led Display text Berjalan……….29

BAB 4 PEMBAHASAN RANGKAIAN DAN PROGRAM 4.1 Rangkaian Minimum Mikrokontroler AT89S8253…………30

4.2 Pengujian rangkaian Decoder ………32

BAB 5 PENUTUP

5.1 Kesimpulan……….39

5.2 Saran………...40

DAFTAR PUSTAKA………41

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89C2051 8

Gambar 2.2 Resistor 13

Gambar 2.3 Simbol-simbol Kapasitor 15

Gambar 2.4 Simbol Dioda 18

Gambar 2.5 Simbol Transistor 19

Gambar 2.6 Keyboard Konektor (a) XT (b) PS/2 21

Gambar 2.7 Peta Data Keyboard PC 22

Gambar 2.8 Sinyal Clock dan Data 22

Gambar 3.1 Rangkaian Power Supplay (PSA) 25

Gambar 3.2 Rangkaian keyboard decoder 26

Gambar 3.3 Rangkaian Minimum Mikrokontroler AT89S8253 27

Gambar 3.4 Rangkaian display Led Shift Register 29

Gambar 4.1 Tabel ASCII dari Keyboard 32

DAFTAR TABEL

Halaman

Tebel 2.1 Fungsi Pin pada Port3 10

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Perkembangan teknologi yang demikian pesatnya, terutama dibidang elektronika menyebabkan rangkaian-rangkaian aplikasi elektronika menggantikan yang lainnya. Salah satunya adalah mulai tergantinya peranan spanduk dan papan reklame dengan display running text.

Display running text merupakan rangkaian aplikasi penggabungan antara elektronika yaitu IC-IC digital dan mikrokontroler, dimana kata-katanya dapat diubah setiap saat melalui komputer yang terhubung dengan display running text tersebut.

Ada beberapa jenis mikrokontroler yang dijual dipasaran, antara lain: AT89S51/52/55/8252, PIC mikrokontroler , AVR mikrokontroler, dan Motorola. Diantara semuanya, yang paling mudah dan paling banyak dijumpai dipasaran adalah AT89S51 dan AT89S52, disamping itu, harganya juga murah, sehingga banyak digunakan orang untuk merancang alat-alat aplikasi elektronika, termasuk salah satunya adalah untuk merancang display running text.

Display running text yang ada sekarang kata-katanya dapat diganti setiap saat dengan menggunakan komputer yang terhubung dengan display running text tersebut. Ketika kata-kata dalam display running text tersebut akan diubah, maka kita harus menghubungkan display running text tersebut dengan komputer, kemudian mengetikkan kata-kata yang akan ditampilkan ke display running text pada komputer, dan kemudian mengirimkannya ke display running text, maka kata-kata pada display running text akan berganti dengan kata-kata yang baru dimasukkan tersebut. Cara seperti ini mudah, namun terkadang merepotkan. Apalagi pada saat display running text tersebut sudah terpasang pada tempatnya dan susah untuk dijangkau, akan sangat merepotkan jika kita harus membawa komputer, kemudian merubah tampilannya dengan menggunakan komputer, padahal yang kita inginkan hanyalah mengganti tampilan kata-kata yang sedang berjalan pada display running text tersebut.

1.2. Rumusan masalah

Berdasarkan uraian yang terdapat dalam latar belakang di atas, maka dalam tugas akhir ini akan dibuat sebuah peralatan yaitu display running text yang sesuai dengan uraian dalam latar belakang di atas, yaitu dapat membuat alat yang dapat mengganti tampilan pada running text tersebut tanpa harus menghubungkannya dengan komputer melainkan cukup dengan menekan tombol yang terdapat pada keyboard PC yang terhubung dengan rangkaian driver.

1.3 Tujuan penulisan

Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah membuat sebuah display running text yang dapat dikendalikan oleh keyboard PC yang dirancang sendiri.

1.4 Batasan masalah

Penulisan tugas akhir ini dibatasi pada :

1. Studi cara kerja rangkaian yang meliputi diagram blok dan menguraikan secara umum fungsi dari masing-masing komponen utama dalam blok tersebut.

2. Tombol yang digunakan untuk menampilkan karakter pada display running text adalah sebuah keyboard PC.

3. Mikrokontroler yang digunakan yaitu AT89S8253, jadi hanya mikrokontroler ini yang akan diuaraikan cara kerjanya dan cara pemrogramannya.

I.5 Sistematika penulisan

BAB I. Pendahuluan

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB II. Landasan teori

Landasan teori dalam bab ini menjelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian. Teori pendukung antara lain tentang mikrokontroler AT89S8253 (hardware dan software), bahasa program yang digunakan.

BAB III. Perancangan alat

Pada bab ini akan dibicarakan secara singkat mengenai proses pembuatan proyek Tugas Akhir dan penjelasan analisa tiap rangkaian yang digunakan.

BAB IV. Pembahasan

Bab ini meliputi tentang pembahasan program mikrokontroler dan prinsip kerja.

BAB IV. Kesimpulan dan saran

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1PERANGKAT KERAS

2.2Arsitektur mikrokontroler AT89S8253

Ilustrasi yang mungkin bisa memberikan gambaran yang jelas dalam penggunaan mikrokontroler adalah aplikasi mesin tiket dalam arena permainan yang saat ini terkenal di Indonesia. Jika kita sudah selesai bermain, maka akan diberikan suatu nilai, nilai inilah yang menentukan berapa jumlah tiket yang bisa diperoleh dan jika dikumpulkan dapat ditukar dengan berbagai macam hadiah. Sistem tiket ini ditangani dengan mikrokontroler, karena tidak mungkin menggunakan komputer PC yang harus dipasang disamping atau di belakang mesin permainan yang bersangkutan.

Selain sistem tiket, kita juga dapat menjumpai aplikasi mikrokontroler dalam bidang pengukuran jarak jauh atau yang dikenal dengan sistem telemetri. Misalnya pengukuran disuatu tempat yang membahayakan manusia, maka akan lebih nyaman jika dipasang suatu sistem pengukuran yang bisa mengirimkan data lewat pemancar dan diterima oleh stasiun pengamatan dari jarak yang cukup aman dari sumbernya. Sistem pengukuran jarak jauh ini jelas membutuhkan suatu sistem akuisisi data sekaligus sistem pengiriman data secara serial (melalui pemancar), yang semuanya itu bisa diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan.

control disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.

2.2.1 Pin-Pin pada Microcontroller AT89C2051

Deskripsi pin-pin pada Microcontroller AT89C2051

Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89C2051

Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89C2051 : VCC (Pin 40)

Port 0 (Pin 39-Pin 32)

Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun penerima kode byte pada saat flash progamming. Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.

Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data, por ini akan mempunyai internal pull up.

Pada saat flash progamming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saat verifikasi program.

Port 2 (Pin 21 – pin 28)

Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address pada saat mengaksememori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan mengeluarkan isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal pull updan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL.

Port 3 (Pin 10 – pin 17)

Nama pin Fungsi P3.0 (pin 10) RXD (Port input serial) P3.1 (pin 11) TXD (Port output serial) P3.2 (pin 12) INTO (interrupt 0 eksternal) P3.3 (pin 13) INT1 (interrupt 1 eksternal) P3.4 (pin 14) T0 (input eksternal timer 0) P3.5 (pin 15) T1 (input eksternal timer 1)

P3.6 (pin 16) WR (menulis untuk eksternal data memori) P3.7 (pin 17) RD (untuk membaca eksternal data memori)

Tabel 2.1 fungsi pin pada port 3

RST (pin 9)

Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. ALE/PROG (pin 30)

Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input progam (PROG) selama memprogam Flash.

PSEN (pin 29)

Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal. EA (pin 31)

memori internal. Pada saat flash progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12 Volt.

XTAL1 (pin 19)

Input untuk clock internal. XTAL2 (pin 18)

Output dari osilator.

2.3Resistor

Fungsi resistor dapat diumpamakan dengan sekeping papan yang dipergunakan untuk menahan aliran air yang deras di suatu selokan. Dengan memakai tahanan papan ini, maka arus air bisa terhambat alirannya. Perumpamaan ini dapat dipergunakan dalam tahanan listrik. Dapat disimpulkan bahwa resistor merupakan komponen yang berfungsi dalam menghambat arus listrik. Resistor dengan nilai tahanan yang tepat sangat diperlukan dalam mengatur nilai tegangan yang tepat untuk bisa mengoperasikan suatu rangkaian dengan sempurna. Dalam dunia elektronika, resistor diterapkan sebagai pembagi tegangan untuk menghasilkan tegangan tertentu sebagai beban pada rangkaian.

Secara umum fungsi resistor adalah sebagai berikut :

a. Melewatkan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika.

c. Bekerja dengan transistor dan kapasitor dalam suatu rangkaian untuk membangkitkan frekuensi rendah dan frekuensi tinggi.

d. Pembagi tegangan.

Fungsi resistor sebagai penghambat arus sesuai dengan persamaan:

I = V / R...(2.1) Dimana :

I = arus (ampere) V = tegangan (volt) R = tahanan (ohm)

Dua karakteristrik utama yang harus diketahui pada resistor adalah besar resistansi pada rating dayanya. Rating daya pada sebuah resistor menunjukan kemampuan resistor tersebut dalam mendisipasi daya. Untuk mengetahui besar sebuah resistor untuk mendisipasi daya berlaku persamaan berikut :

P = V2

Adapun disipasi daya maksimum resistor dilewati akan mengakibatkan panas yang berlebihan yang dapat merusak resistor. Resistor yang paling banyak dipergunakan terbuat dari karbon yang dilapisi pada sebatang keramik. Untuk mengetahui nilai resistor dapat dilakukan dengan membaca kode warna, kode angkat

/ R...(2.2) Dimana :

P = daya (watt) V = tegangan (volt)

dilihat pada gelang-gelang yang terdapat pada badan resistor seperti yang terlihat pada gambar berikut :

Gambar 2.2 Resistor

Pada gambar diatas cincin-cincin warna tersebut menunjukkan hal-hal sebagai berikut: Cincin ke 1 : menunjukkan angka ke 1

Cincin ke 2 : menunjukkan angka ke 2

Cincin ke 3 : merupakan faktor pengali dari angka pertama dan kedua Cincin ke 4 : menunjukkan besarnya toleransi tahanan

Resistor sebagai tahanan terbagi atas dua jenis yaitu : 1. Resistor tetap

a. Resistor tahan logam, misalnya tahanan dari kawat logam yang digulung dipermukaan tabung kaca.

b. Resistor arang, resistor ini paling banyak digunakan pada rangkaian elektronika.

memberikan suatu perubahan resistansi yang banyak sesuai dengan kebutuhan. Potensiometer dibuat dalam berbagai bentuk untuk pemakaian dalam industri. Potensiometer dapat dibagi dua bentuk yaitu :

a. Potensiometer tergeser (berbentuk batangan yang memanjang, sering digunakan pada equalizer).

2.4 Kapasitor

Kapasitor merupakan salah satu komponen elektronika yang teruat dari dua belah plat penghantar yang diantaranya diisi dengan bahan dielektrik. Secara umum kegunaan kapasitor adalah :

1. Untuk menyimpan muatan listrik 2. Dapat melewatkan arus bolak-balik

Penulisan kapasitor dalam rangkaian mempergunakan simbol. Adapun simbol-simbol umum untuk menyatakan kapasitor diperlihatkan pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.4 Simbol-simbol kapasitor

(a) dan (b) non polar (b) dan (e) elektrolit (polar) (c) dan (f) variable

Kapasitor berdasarkan jenis bahan isolatornya ada beberapa jenis yaitu : 1. Kapasitor udara, misalnya varco (variable condensator).

3. Kapasitor mika.

4. Kapasitor film, bahan elektroliknya berupa plastik, misalnya kapasitor polyester, kapasitor polikarbonat dan kapasitor polyestirin.

5. Kapasitor keramik, bahan elektroliknya berupa plastik yang mempunyai resistivitas yang sangat tinggi sekali, sehingga resistansi bocornya sangat kecil. 6. Kapasitor tantalum, kontruksi susunannya memperlihatkan efek seperti

semikonduktor.

Kapasitor elektrolit (elco) berbentuk seperti tabung yang mempunyai polaritas positif (+) dan negatif (-). Bahan dielektrumnya berupa film oksida tipis.

2.4.1 Kapasitansi

Kapasistansi merupakan kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan (C). Kapasistansi ini diukur berdasarkan besar muatan yang dapat disimpan pada suatu kanaikkan tegangan. Sehingga secara matematika berlaku hubungan ;

C = Q / V...(2.3) Energi yang tersimpan akibat muatan terisi pada saat dialiri arus listrik = ½ CV2

1. Non-elektrolis, terbagi atas dua yaitu tetap dan variable. Kapasitor ini mempunyai kapasistansi maksimum sebesar ratusan pikofarad.

, tetapi energi ini akan hilang apabila kapasitor dikosongkan (dengan kata lain arus listrik sama dengan nol).

2. Elektrolistis, dibentuk dengan mengoksidasi salah satu plat aluminium dengan menggantikan medium dielektriknya dengan elektrolit basah, sehingga namanya menjadi elektrolisis.

2.5 Dioda

Dioda adalah komponen elektronika yang paling sederhana dari kelurga semikonduktor, dari simbolnya menunjukkan arah arus dan ini merupakan sifat dioda, bahwa dioda hanya mengalirkan arus pada satu arah maju (forward) sedangkan pada arah sebaliknya (reverse) arus tidak mengalir, arus hanya mengalir dari kutub katoda. Satu sisi dioda disebut anoda untuk pencatuan positif (+), dan sisi lainnya disebut katoda untuk pencatuan negatif (-), yang di dalam pemasangannya tidak boleh terbalik. Secara fisik bentuk dioda seperti selinder kecil dan biasanya diberi tanda berupa lingkaran warna putih yang menandakan posisi kaki katoda.

Gambar 2.5 Simbol dioda

2.6 Transistor

Transistor adalah suatu bahan semi konduktor yang merupakan hasil perkembangan dari dioda semikonduktor. Transisitor dapat berubah sifatnya dari setengah penghantar menjadi bahan penghantar. Setelah diketahui sifat baru dari dioda semikonduktor, yaitu bahwa arus penghantar dari dioda dapat dikontrol oleh suatu elektroda yang ditambahkan pada pertemuan PN dioda. Dengan penambahan elektroda pengontrol ini, maka dioda semikonduktor dapat dianggap dua buah dioda yang mempunyai elektroda bersama dan bentuk penghubung semacam ini disebut transistor bipolar. Adapun penambahan elektroda pengontrol terhadap dioda semikonduktor, sehingga menghasilkan transistor bipolar yang dilakukan dengan cara mempertemukan dua buah dioda yang titik pertemuannya harus dengan elektroda.

2.6.1 Simbol transistor

Gambar 2.6 Simbol transistor

2.7 Bahasa assembly

Secara fisik kerja dari sebuah mikrokontroler dapat dijelaskan sebagai siklus pembacaan instruksi yang tersimpan di dalam memori. Mikrokontroler menentukan alamat dari memori program yang akan dibaca, dan melakukan proses baca data di memori. Data yang dibaca diinterprestasikan sebagai instruksi. Alamat instruksi disimpan oleh mikrokontroler di register yang dikenal sebagai program counter. Instruksi ini misalnya program aritmatika yang melibatkan 2 register.

2.8 Program sumber assembly

Program-sumber assembly (assembly source programming) merupakan kumpulan dari baris-baris perintah yang ditulis dengan program penyunting teks (text editor) sederhana, misalnya program EDIT.COM dalam DOS, atau program NOTEPAD dalam windows atau MIDE-51. Kumpulan baris-perintah tersebut biasanya disimpan ke dalam file dengan nama ekstensi. ASM dan lain sebagainya, tergantung pada program assembler yang akan dipakai untuk mengolah program-sumber assembly tersebut.

Setiap baris-perintah merupakan sebuah perintah yang utuh, artinya sebuah perintah tidak mungkin dipecah menjadi lebih dari satu baris. Satu baris perintah bisa terdiri dari empat bagian. Bagian pertama dikenali sebagai label atau sering juga disebut sebagai simbol, bagian kedua dikenali sebagai kode operasi, bagian ketiga adalah operand dan bagian terakhir adalah komentar. Antara bagian-bagian tersebut dipisahkan dengan sebuah spasi atau tabulator.

2.9 Konfigurasi keyboard PS2

Ada empat jalur yang menghubungkan keyboard dan PC. Dua dari ini adalah power supply dan ground, yang digunakan untuk memberikan daya ke rangkaian keyboard. Dua sinyal yang lain adalah sebagai berikut:

1. Data keyboard: disinilah jalur bit-bit data dan perintah yang akan dikirimkan ke sistem PC dari keyboard.

2. Clock keyboard: Ini merupakan sinyal clock regular, dengan suatu nilai yang berosilasi dari logika “1” ke “0” dengan pola yang teratur. Tujuan dari sinyal clock ini adalah untuk mensinkronisasi keyboard dan sistem, sehingga merekan selalu bekerja secara bersamaan. Keyboard PC AT yang terkoneksi hanya menggunakan empat buah kabel, kabel ini ditunjukkan pada gambar dibawah, untuk 5 pin DIM dan PS/2.

5 PIN DIN

(a)

1.KBD Clock

2.KBD Data

3.N/C 4.GND

5. +5V (VCC)

6PIN DIN

(b)

[image:31.595.106.520.423.743.2]

1. KBD Clock 2. GND 3. KBD Data 4. N/C 5. +5V (VCC) 6. N/C

[image:32.595.109.461.184.358.2]

Diagram dibawah ini menunjukkan kode scan yang menandai tombol individu. Kode scan ditunjukkan pada bagian bawah dari tombol. Contoh kode scan untuk tombol ESC adalah 76. Semua kode scan ditunjukkan dalam hex.

Gambar 2.8 Peta data keyboard PC

Sebagaimana yang anda lihat, kode scan ditandai dengan kode yang random. Pada beberapa kasus, cara yang paling mudah untuk menerjemahkan kode scan ke ASCII adalah dengan menggunakan metode look up table. Transmisi data, dari keyboard ke sistem, dilakukan dengan frame 11 bit. Bit pertama adalah bit start ( logika 0 ), diikuti dengan 8 bit data ( LSB first ), satau bit paristas ( paritas ganjil ) dan bit stop ( logika 1 ). Setiap bit harus dibaca pada sisi turun dari clock.

[image:32.595.130.488.606.693.2]

BAB 3

PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram blok

Keyboard PS2

Keyboard decoder ( AT89c2051)

display

AT89S8253

3.2 Flowchart

Berikut ini adalah flowchart pengendalian display running text dengan menggunakan infra merah berbasis mikrokontroler AT89S8253.

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Ya

Start

Tampilkan Tulisan

Ada Data Yang Masuk ?

Data = A ?

Data = B ?

Tampilkan Tulisan Untuk Data A

Tampilkan Tulisan Untuk Data B

Secara umum rangkaian led display sebagai penampil text berjalan ini dirancang dengan menggunakan 112 buah led yang terdiri dari 7 baris dan 16 kolom. Dimana metode yang digunakan adalah metode shift register, yang dikendalikan oleh IC serial to parallel shift register 4094.

3.3 Perancangan power supplay (PSA)

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :

Gambar 3.1 Rangkaian power supplay (PSA)

rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.

3.4 Rangkaian keyboard decoder

[image:36.595.127.496.380.556.2]

Rangkaian ini menggunakan mikrokontroler AT89C2051, rangkaian ini berfungsi untuk mengubah setiap sinyal yang dikirimkan oleh keyboard menjadi data biner yang dapat dikenali oleh rangkaian mikrokontroler AT89S8253. Rangkaian keyboard decoder ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Gambar 3.2 Rangkaian keyboard decoder

3.4.1 Rangkaian minimum mikrokontroller AT89S8253

[image:37.595.172.461.185.441.2]

Ragkaian minimum mikrokontroller AT89S8253 ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :

Gambar 3.3 Rangkaian minimum mikrokontroller AT89S8253

Karena fungsi tersebut maka Port 0 dihubungkan dengan resistor array. Jika mikrokontroller tidak menggunakan memori eksternal, maka penggunaan resistor array tidak begitu penting. Pin 28 yang merupakan P2.7 dihubungkan dengan transistor dan sebuah Led. Ini dilakukan hanya untuk menguji apakan rangkaian minimum mikrokontroller AT89S8253 sudah bekerja atau belum. Dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroller tersebut, dapat diketahui apakah rangkaian minimum tersebut sudah bekerja dengan baik atau tidak. Jika Led yang terhubug ke Pin 28 sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan, maka rangkaian minimum tersebut telah siap digunakan. Namun setelah seluruh rangkaian disatukan, Led yang terhubung ke in 28 ini tidak digunakan lagi. Pin 20 merupakan ground dihubungkan dengan ground pada power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan + 5 volt dari power supplay.

3.5 Rangkaian Led display text berjalan

Rangkaian ini menggunakan IC 4094, yang merupakan ic serial to parallel shift register. Rangkaian tampak seperti gambar di bawah ini:

[image:39.595.215.406.212.394.2]

Gambar 3.4 rangkaian display Led shift register

BAB 4

PEMBAHASAN RANGKAIAN DAN PROGRAM

4.1 Rangkaian minimum mikrokontroller AT89S8253

Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroller AT89S8253 telah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian. Pengujian bagian ini dilakukan dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroller AT89S8253. Programnya adalah sebagai berikut:

Loop:

Setb P2.7

Acall tunda

Clr P2.7

Acall tunda

Sjmp Loop

Tunda:

Mov r7,#0ffh

Tnd: Mov r6,#0ffh

Ret

Program di atas bertujuan untuk menghidupkan led yang terhubung ke P2.7 selama ± 0,13 detik kemudian mematikannya selama ± 0,13 detik secara terus menerus. Perintah Setb P2.0 akan menjadikan P2.7 berlogika high yang menyebabkan transistor aktif, sehingga led hidup. Acall tunda akan menyebabkan Led ini hidup selama beberapa saat. Perintah Clr P2.7 akan menjadikan P2.7 berlogika low yang menyebabkan transistor tidak aktif sehingga Led akan mati. Perintah Acall tunda akan menyebabkan Led ini mati selama beberapa saat. Perintah Sjmp Loop akan menjadikan program tersebut berulang, sehingga akan tampak Led tersebut berkedip.

Lamanya waktu tunda dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut : Kristal yang digunakan adalah kristal 12 MHz, sehingga 1 siklus mesin membutuhkan waktu = 12 1

12MHz = mikrodetik.

Mnemonic Siklus Waktu Eksekusi MOV Rn,#data 2 2 x 1 μd = 2 μd

DJNZ 2 2 x 1 μd = 2 μd

RET 1 1 x 1 μd = 1 μd

Tunda:

mov r7,#255 2

Tnd: mov r6,#255 2

djnz r6,$ 255 x 2 = 510 x 255 = 131.070 = 131.073

djnz r7,loop3 2

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan program di atas adalah 131.073 μdetik atau 0,131073 detik dan dapat dibulatkan menjadi 0,13 detik. Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroller AT89S8253, kemudian mikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaian minimum mikrokontroller AT89S8253 telah bekerja dengan normal

4.2 Pengujian Rangkaian Dekoder

[image:42.595.112.521.446.646.2]

Pengujian pada rangkaian ini dilakukan dengan menekan tombol tombol pada keyboard dan melihat hasilnya pada port 1. kemudian hasil tersebut dibandingkan dengan gambar ASCII dari keyboard berikut:

Dari hasil pengujian didapatkan data sebagai berikut:

Karakter yang ditekan Data Pada Port 1 ASCII Karakter a Karakter b Karakter c Karakter d Karakter e Karakter f Karakter g Karakter h Karakter i Dan seterusnya 00011100 00110010 00100001 00100011 00100100 00101011 00110100 00110011 01000011 …….. 1C 32 21 23 24 2B 34 3B 43 ……

4.3 Pengujian rangkaian display

[image:43.595.101.504.112.420.2]

[image:44.595.156.451.68.247.2]

Gambar 4.2 display Led huruf berjalan

Running text yang penulis buat terdiri dari 7 baris dan 16 kolom, dimana kolom pertama adalah kolom yang paling kanan. Untuk menghidupkan Led pada kolom atau baris tertentu semuanya dikendalikan oleh program dalam mikrokontroller AT89S8253. Untuk mengendalikan tampilan baris digunakan serial buffer. Contohnya jika kita ingin menghidupkan ketujuh Led pada kolom pertama, maka kita harus memberikan data 0f7H pada serial buffer. Programnya adalah sebagai berikut:

Loop:

Mov sbuf,#0f7H

Jnb ti,$

Clr ti

Sebagai contoh adalah cara pembentukan karakter “S”. Langkah pertama adalah membuat bentuk karakter “S” sesuai dengan yang diinginkan, seperti yang tampak pada gambar di bawah :

Bentuk dari karakter “S” tidak harus sama seperti di atas, kita dapat membentuknya sesuai dengan keinginan kita sendiri.

Langkah selanjutnya adalah mengubah bentuk karakter “S” yang telah ada menjadi data-data biner dengan cara memberi nilai 1 pada led yang hidup dan memberi nilai 0 pada led yang mati, seperti tampak pada gambar di bawah ini :

0

0 0 1 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 0

0

0 0 0 0

0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 1 1 1 1 1

1 1 1

0 0 0 0 0 0

1 1 0 0 0 0

0 1 1 1 1 1

Dengan demikian telah didapat data-data biner untuk membentuk karakter “S”. Sesuai dengan gambar di atas, maka data biner yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Kolom 1 2 3 4 5 6 7 8

Data Biner

0110010 1111011 1001001 1001001 1001001 1001001 1101111 0100110

Data Hexa- desimal

62 H 0F6 H 92 H 92 H 92 H 92 H 0DE H 4C H

Jadi untuk membentuk sebuah karakter “S”, maka data yang harus diberikan adalah 62 H, 0F6 H, 92 H, 92 H, 92 H, 92 H, 0DE H dan 4C H. data yang sudah ada ini kemudian diisikan ke serial buffer secara bergantian. Programnya adalah sebagai berikut:

Loop:

Mov P0,#62H

Jnb ti,$

Clr ti

Acall Tunda

Mov P0,#0F6H

Jnb ti,$

Clr ti

Acall Tunda

Mov P0,#92H

Acall Tunda

Mov P0,#92H

Jnb ti,$

Clr ti

Acall Tunda

Mov P0,#92H

Jnb ti,$

Clr ti

Acall Tunda

Mov P0,#92H

Jnb ti,$

Clr ti

Acall Tunda

Mov P0,#0EDH

Jnb ti,$

Clr ti

Acall Tunda

Mov P0,#4CH

Jnb ti,$

Clr ti

Acall Tunda

Sjmp Loop

tunda:

mov r7,#255

mov r6,#255

djnz r6,$

djnz r7,tnd

ret

Dengan program di atas maka huruf “S” akan tampil pada kolom ke-15 sampai kolom ke-8, seperti gambar di bawah :

BAB 5

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S51 adalah flash PEROM, program untuk mikrokontroler diisikan ke memori lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S51 flash programmer. Memori data yang disediakan dalam chip AT89S51 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil tapi untuk keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.

2. Secara umum rangkaian led display sebagai pnampil text berjalan ini dirangcang dengan menggunakan 112 buah led yang terdiri dari 7 baris dan 16 kolom, dimana metode yang dgunakan adalah metode shift register yang dikendalikan oleh IC serial to parallel shift register 4049.

5.2 Saran

1. Sebaiknya dalam melakukan penyolderan untuk masing-masing komponen lebih teliti lagi, agar komponen tidak mengalami kerusakkan pada saat penyolderan.

2. Belajar program asesembly sangat perlu untuk membuat berbagai perintah program pada mikrokontroler.

DAFTAR PUSTAKA

1. Agfianto, (2004), Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi, Edisi kedua Penerbit Gava Media, Yogyakarta.

2. Albert Paul Malvino, Ph.D, (1987), Prinsip-prinsip Elektronika, Edisi ketiga, Jilid kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta.

3. Paulus Andi Nalwan, (2003), Teknik Antarmuka dan Program Mikrokontroler AT89C51, PT.Elex Media Komputindo, Jakarta.

4. Widodo,S.si, Mkom, (2004), Interfacing Komputer dan Mikrokontroler, Penerbit Elex Media Komputindo, Jakarta.