Perancangan Peraga Multiplexer dan Demultiplexer Digital Menggunakan Mikrokontroler AVR Untuk Pengiriman Data Melalui Serat Optik.

(1)

! "#$%%&'(

! "#$ " % !

)

! & ' ( &

) & ! * ) ! ! &

) ( ) + + ! (

& ! & ! & ) * ) &

& ' ! ! & ' ! & ) ! &

! ! & & ' (

! ! ! ( ! ! ( ! & & , & !

! & ' " ' $ ( ) & ! *

! ! & !

& ! ! & ' $'" ( ) ! ) &

( ! & ( ! & )

! - $ & * &

.$/0 ! & & 1.$/

! ) & ! & + 23

1 ( ! * ! ! ! & ) + ! )

& & & ' ! ! & ' * &

(2)

*

* + + * )

! "#$%%&'(

* * * ( 4 (

! "#$ " % !

)

5 * * * 6 & ' & '

* * * & * ( )( + ! * * %

& & ) & ( * * % & !

! * ! * ) & * & ' ! ! & '

& * * ) ! !

% ! & ' ) 7 !

! * ! 8 * * ! & )

& ' "'$ 8 * * & ** ! ( *

& ' 9 : ! * ) & * !

! & ' $'" 8 * ! ) ** & ! & ) & *

* & 7 ! * * - $ 5& *

.$/0 8 & * * 1.$/ !

2 3 ) & * 8

* * ! ! ! 7 ! * 8 8 ! 7

& ' ! ! & ' & * & * ( $# ) &

* !

(3)

*

; -1 <= ->-<

1- 1<?- --<

-

1-- 1-4

- - <=-< -1

- -1 % %

;- %1-<

- -1 - ;

- -1 =- -1 '

- % < -> ; -<

% $ ; $

$ 3 %! 3

% @ 3

% " + 3

% ) 3

$ & - @

% / @

- %% - -1 51%

%% $ & "

%% 3 & '

%% @ 5& /

%% @ $ ; & , & ) 5& /

%% @ 3 ) 5& 0

%% @ @ ,+ 5& 0

%% @ " ) 4 ( $$

%% @ 4 ( $3

(4)

%% " @ - $ $

%% " @ & ' - $ $/

%% " " - $ $0

- %%% 1-<4-<=-< -< 1 -;% - %

%%% $ ) ! * + 3$

%%% $ $ 4 + 33

%%% 3 3@

%%% 3 $ = 3@

%%% 3 3 & ' 3"

%%% 3 @ & ' 3

%%% @ 5& 3

%%% @ $ .$/0 3

%%% @ 3 1.$/ 3B

%%% " ; 30

%%% " $ - = % & 30

%%% " 3 - & ' @3

%%% " @ - & ' @"

- %A - - <=- - -< < <;%

-%A $ @/

%A $ $ & ' ! & ' @/

%A $ 3 ( ! * ! 5& ""

- A % ;-< -< -1-<

A $ & #

A 3 #

(5)

;- %1<

-; 4 ! A = -,$

; 4 ! A & ' C -,$$

; 4 ! A & ' -,$"

;- %1-<

,$

= ! & ' ,3

& ' ,3

) ) 5& ,3

;- %1-< 4

& ) ( CCC 4,$

;- %1-<

.$/0 ,$

(6)

* )

) %% $ ) ! 4 ! D C

) %% 3 51 - $"

) %% @ $

) %% " 4 $

) %% $

) %A $ ! * & & $ ) & ! 9 : @/

) %A 3 ! * & & $ ) & ! 9): @B

) %A @ ! * & & $ ) & ! 9*: @B

) %A " ! * & & 3 ) & ! 9 : @B

) %A ! * & & 3 ) & ! 9): @0

) %A ! * & & 3 ) & ! 9*: @0

) %A / ! * & & / ) & ! 9 : @0

) %A B ! * & & / ) & ! 9): "#

) %A 0 ! * & & / ) & ! 9*: "#

) %A $# ! * & & 0 ) & ! 9 : "#

) %A $$ ! * & & 0 ) & ! 9): "$

) %A $3 ! * & & 0 ) & ! 9*: "$

) %A $@ ! * & & $# ) & ! 9 : "$

) %A $" ! * & & $# ) & ! 9): "3

) %A $ ! * & & $# ) & ! 9*: "3

) %A $ ! * & & $$ ) & ! 9 : "3

) %A $/ ! * & & $$ ) & ! 9): "@

(7)

* )

= ) %% $ & "

= ) %% 3 & ' ! ! & '

= ) %% @ ; & , & & /

= ) %% " $ 0

= ) %% $#

= ) %% & $#

= ) %% / ) & ! $$

= ) %% B - $ $"

= ) %% 0 - $ $/

= ) %% $#& ' - $ $B

= ) %% $$ - $ $0

= ) %% $3 - $ $0

= ) %%% $ ! ) 3$

= ) %%% 3 ! 3"

= ) %%% @ & ' 3

= ) %%% " ! & ' 3

= ) %%% ) . $/0 3/

= ) %%% . $/0 3/

= ) %%% / ) & 3B

= ) %%% B 1.$/ 3B

= ) %%% 0 ! ! 30

= ) %%% $# ! )& ! @#

= ) %%% $$ ! & ' @3

= ) %%% $3 ! )& & ' @@

= ) %%% $@ ! ! & ' @

= ) %%% $" ! )& ! & ' C @

= ) %A $ & ( ## ""

= ) %A 3 -A1 "

(8)

= ) %A ( & ! 1.$/ ! * & 3 ) & ! "

= ) %A / ( & ! .$/0 ! * & 0 ) & ! "/

= ) %A B ( & ! 1.$/ ! * & / ) & ! "/

= ) %A 0 ( & ! .$/0 ! * & $# ) & ! "B

(9)

LAMPIRAN A

List Program CodeVision Generato Data...A-1

List Program CodeVision Multiplexer…...A-11

(10)

List Program Codevision

Generator Data

/**************************************** *************

This program was produced by the CodeWizardAVR V1.25.3 Professional Automatic Program Generator

http://www.hpinfotech.com

Chip type : ATmega16 Program type : Application Clock frequency : 11.059200 MHz Memory model : Small

External SRAM size : 0 Data Stack size : 256

***************************************** ************/

#include <mega16.h> #include <delay.h>

#include <scankeypad_b.h>

// Declare your global variables here

void main(void) {

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization // Port A initialization

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out // State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTA=0x00; DDRA=0xFF;

// Port B initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTB=0x00; DDRB=0x00;

// Port C initialization

PORTC=0x00;

DDRC=0xFF;

// Port D initialization

PORTD=0x00; DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC0 output: Disconnected TCC0=0x00;

TCNT0=0x00; OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 1 Stopped // Mode: Normal top=FFFFh // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00;

TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization // INT0: Off

(11)

MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00;

// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off

ACSR=0x80; SFIOR=0x00; while (1) { key: { switch (scan_keypad()) { case '1': PORTC.6=1; delay_ms(1000); goto in_1; break; case '2': PORTC.6=1; delay_ms(1000); goto in_2; break; case '3': PORTC.6=1; delay_ms(1000); goto in_3; break; case '4': PORTC.5=1; delay_ms(1000); goto in_4; break; case '5': PORTC.5=1; delay_ms(1000); goto in_5; break; case '6': PORTC.5=1; delay_ms(1000); goto in_6; break; case '7': PORTC.4=1; delay_ms(1000); goto in_7; break; case '8': PORTC.4=1; delay_ms(1000); goto in_8; break; case '9': PORTC.4=1; delay_ms(1000); goto in_9; break; case '*': PORTC.3=1; delay_ms(1000); goto in_A; break; case '0': PORTC.3=1; delay_ms(1000); goto in_B; break; case '#': PORTC.3=1; delay_ms(1000); goto in_C; break; }; }

// Place your code here

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

delay_ms(1000); PORTA=0x06; delay_ms(500); PORTC.7=1; delay_ms(1400); PORTC.7=0; delay_ms(1000); PORTA=0x08; delay_ms(500); PORTC.7=1; delay_ms(1400); PORTC.7=0; delay_ms(1000); PORTA=0x0A; delay_ms(500); PORTC.7=1; delay_ms(1400); PORTC.7=0; delay_ms(1000); PORTA=0x0C; delay_ms(500); PORTC.7=1; delay_ms(1400); PORTC.7=0; delay_ms(1000); PORTA=0x0E; delay_ms(500); PORTC.7=1; delay_ms(1400); PORTC.7=0; delay_ms(1000); if (PIND.1==1) {PORTA=0x00; PORTC.7=0; delay_ms(10); PORTC=0x00; goto key; } } } char scan_keypad(void) { int scankey; char keypressed =0; DDRB = 0x0F;

PORTB = 0xFE; scankey = PINB&0xf0; switch (scankey) {

case 0xE0 : keypressed = '1'; break;

case 0xD0 : keypressed = '2'; break;

case 0xB0 : keypressed = '3'; break;

case 0x70 : keypressed = 'A'; break;

}

PORTB = 0xFD; delay_ms(10); scankey = PINB&0xf0; switch (scankey) {

case 0x70 : keypressed = 'B'; break;

} PORTB = 0xFB; delay_ms(10);

scankey = PINB&0xf0; switch (scankey)

{

case 0x70 : keypressed = 'C'; break;

} PORTB = 0xF7; delay_ms(10);

scankey = PINB&0xf0; switch (scankey)

{

case 0xE0 : keypressed = '*'; break;

(20)

case 0xB0 : keypressed = '#'; break;

case 0x70 : keypressed = 'D'; break;

}

return keypressed }

List Program Codevision

Multiplexer

/**************************************** *************

***************************************** ************/

#include <mega16.h> #include <delay.h> #include <stdio.h>

// Alphanumeric LCD Module functions #asm

.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC #endasm

#include <lcd.h>

// Declare your global variables here bit a,b,c,d;

char temp[4];

void main(void) {

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization

PORTB=0x00; DDRB=0x00;

PORTC=0x00; DDRC=0x00;

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTD=0x00; DDRD=0xF0;

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00;

// Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00;

(21)

TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;

TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00;

// INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;

ACSR=0x80; SFIOR=0x00;

(22)

(23)

} else { goto keymux; }; } mux4: { if(PINB.4==1) { a=PINB.0; delay_ms(10); b=PINB.1; delay_ms(10); c=PINB.2; delay_ms(10); d=PINB.3; delay_ms(10); PORTA.0=1; delay_ms(200); PORTA.0=0; delay_ms(200); PORTA.0=1; delay_ms(200); PORTA.0=0; delay_ms(200); PORTA.0=1; delay_ms(130); PORTA.0=a; delay_ms(100); PORTA.0=b; delay_ms(100); PORTA.0=c; delay_ms(100); PORTA.0=d; delay_ms(100); PORTA.0=0; lcd_clear(); sprintf(temp,"%d%d%d%d",d,c,b,a); lcd_gotoxy(6,1); lcd_puts(temp); goto keymux; } else { goto keymux; }; } }

List Program Codevision

Demultiplexer

/**************************************** *************

***************************************** ************/

#include <mega16.h> #include <delay.h> #include <stdio.h>

// Alphanumeric LCD Module functions #asm

.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC #endasm

#include <lcd.h>

// Declare your global variables here

void main(void) {

// Declare your local variables here bit a,b,c,d;

int n;

char demux[4];

// Input/Output Ports initialization // Port A initialization

(24)

PORTC=0x00; DDRC=0x00;

PORTD=0x00; DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00;

// Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;

TCCR2=0x00;

// INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;

ACSR=0x80; SFIOR=0x00;

// LCD module initialization lcd_init(16);

while (1) {

(25)

} else //3 { goto ademux; } } else //2 { goto ademux; } } else //1 { goto ademux; } run: if (PIND.0==1) { goto demux1; } if (PIND.1==1) { goto demux2; } if (PIND.2==1) { goto demux3; } if (PIND.3==1) { goto demux4; } }; demux1: lcd_clear(); n=1; while(1) { delay_ms(1200); if (n==1) { PORTA.0=PINB.0; a=PORTA.0; } else { if (n==2) { PORTA.1=PINB.0; b=PORTA.1; } else { if(n==3) { PORTA.2=PINB.0; c=PORTA.2; } else { if(n==4) { PORTA.3=PINB.0; d=PORTA.3; }

(26)

else { if (n==2) { PORTA.1=PINB.0; b=PORTA.1; } else { if(n==3) { PORTA.2=PINB.0; c=PORTA.2; } else { if(n==4) { PORTA.3=PINB.0; d=PORTA.3; }

}; //akhir if=3 }; //akhir if=2 }; //akhir if=1 n=n+1; if (n>4) { n=0; delay_ms(5); PORTA=0x00; delay_ms(5); lcd_clear(); sprintf(demux,"%d%d%d%d",d,c,b,a); lcd_gotoxy(6,1); lcd_puts(demux); goto ademux; } } demux3: lcd_clear(); n=1; while(1) { delay_ms(95); if (n==1) { PORTA.0=PINB.0; a=PORTA.0; } else { if (n==2) { PORTA.1=PINB.0; b=PORTA.1; } else { if(n==3) { PORTA.2=PINB.0; c=PORTA.2; } else { if(n==4) { PORTA.3=PINB.0; d=PORTA.3; }

(27)

a=PORTA.0; }

else {

if (n==2) {

PORTA.1=PINB.0; b=PORTA.1; }

else {

if(n==3) {

PORTA.2=PINB.0; c=PORTA.2; }

else { if(n==4) {

PORTA.3=PINB.0; d=PORTA.3; }

}; //akhir if=3 }; //akhir if=2 }; //akhir if=1

n=n+1;

if (n>4) { n=0;

delay_ms(5); PORTA=0x00; delay_ms(5); lcd_clear();

sprintf(demux,"%d%d%d%d",d,c,b,a); lcd_gotoxy(6,1);

lcd_puts(demux);

goto ademux;

}

(28)

LAMPIRAN B

Skematik Rangkaian Keseluruhan...B-1

Generator Data dan Multiplexer...B-2

Demultiplexer...B-2

(29)

(30)

Generator Data dan Multiplexer

Demultiplexer

(31)

LAMPIRAN C

(32)

Data yang dikirim adalah 0x06h, 0x07h, 0x08h , 0x09h , 0x0Ah , 0x0Bh , 0x0Ch ,

0x0Dh

Bentuk Sinyal Pada Kaki Input Pemancar Optik(TP2)

Keterangan : a = sinyal sinkronisasi

b = data

x = 4 V

Kecepatan Pengiriman 1bit per detik

b = data

x = 4 V

(33)

b = data

x = 4 V

Kecepatan Pengiriman 9 bit per detik

b = data

x = 4 V

(34)

Bentuk Sinyal Pada Kaki Output Penerima Optik(TP3)

b = data

x = 2.8V

Kecepatan Pengiriman 1bit per detik

b = data

x = 2.8V

(35)

b = data

x = 2.8V

Kecepatan Pengiriman 9 bit per detik

b = data

x = 2.8V

(36)

LAMPIRAN D

Datasheet TX179...D-1

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini dibahas mengenai latar belakang, identifikasi masalah, tujuan,

perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat yang dibuat dan

sistematika penulisan Tugas Akhir.

I.1 Latar Belakang

Multiplexing adalah pemakaian bersama kapasitas link dengan cara

menggabungkan data dari setiap kanal

link

tersebut. Tujuan penggunaan

multiplexing adalah agar dapat menghemat jumlah saluran fisik, misalnya kabel

serat optik.

Teknik multiplexing sendiri tidak lepas dari dua bagian penting yaitu

multiplexer dan demultiplexer. Multiplexer adalah rangkaian yang menerima

beberapa input data dan menyeleksi salah satu dari input tersebut pada saat

tertentu untuk dikeluarkan pada bagian output, sedangkan demultiplexer adalah

rangkaian yang menerima satu input data yang merupakan output dari multiplexer

yang lalu mendistribusikan input tersebut ke beberapa output.

Untuk mempermudah pemahaman tentang proses multiplexing dapat

dilakukan dengan beberapa cara salah satunya adalah dengan menggunakan alat

peraga. Dengan adanya alat peraga dapat menggambarkan secara garis besar

proses multiplexing dan demultiplexing, sehingga proses multiplexing

multiplexing dan demultiplexing akan lebih mudah dipahami.

Dengan adanya mikrokontroler, peraga multiplexing dapat direalisasikan.

Multiplexer dan demultiplexer dapat dibuat lebih sederhana dan akan lebih

mudah disesuaikan dengan perangkat yang lain sesuai dengan kebutuhan.

Pengunaan kabel serat optik pada saat ini terus meningkat dan

tekhnologinya masih terus dikembangkan, hal ini dikarenakan kabel serat optik

(50)

BAB I PENDAHULUAN

2

I.2 Identifikasi Masalah

Identifikasi masalah pada Tugas Akhir ini adalah merancang multiplexer

dan demultiplexer dijital sederhana menggunakan mikrokontroller AVR untuk

memperagakan proses multiplexing dan demultiplexing dalam pengiriman data

dijital melalui kabel serat optik.

I.3 Perumusan Masalah

Bagaimana merancang multiplexer dan demultiplexer dijital sederhana

menggunakan mikrokontroller AVR untuk memperagakan proses multiplexing

dan demultiplexing dalam pengiriman data dijital melalui kabel serat optik ?

I.4 Tujuan

Tujuan Tugas Akhir ini adalah :

1.Merancang dan merealisasikan multiplexer dan demultiplexer menggunakan

mikrokontroller AVR.

2.Memperagakan proses multiplexing dan demultiplexing mengunakan

mikrokontroller AVR untuk pengiriman data melalui media serat optik.

I.5 Batasan Masalah

1.

Perangkat dalam bentuk prototipe.

2.

Data input merupakan data dijital

3.

Multiplexer yang akan direalisasikan adalah multiplexer 4x1 sedangkan

untuk demultiplexer adalah 1x4.

4.

Pengiriman data dilakukan dengan kecepatan rendah(maksimal 10 bit per

detik).

5.

Media transmisi berupa kabel serat optik yang panjangnya

≤

2 meter.

(51)

BAB I PENDAHULUAN

3

I.6 Spesifikasi Alat

1. Alat peraga direalisasikan menggunakan Mikrokontroller AVR (ATmega16).

2.Multiplexer memiliki 4 kanal input dan 1 kanal output sedangkan

demultiplexer memiliki 1 kanal input dan 4 kanal output

3. Media transmisi yang digunakan adalah kabel serat optik.

4. Data ditampilkan pada layar LCD(16x2).

I.7 Sistematika Penulisan

Pembahasan laporan tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai

berikut :

1.

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini memberikan penjelasan mengenai latar belakang, identifikasi

masalah, perumusan masalah,pembatasan masalah, tujuan yang mendasari

penelitian tugas akhir dan sitematika penyusunan laporan tugas akhir.

2

.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisi teori-teori dasar yang menunjang perancangan dan realisasi

alat yang dibuat. Teori yang dimaksud adalah dasar-dasar multiplexing,

sistem pertransmisian serat optik, mikrokontroler sebagai pengolah dari

keseluruhan sistem.

3

.

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI

Pada bab ini dijelaskan mengenai perancangan tiga mikrokontroller yang

digunakan sebagai pemberi input sinyal digital,multiplexer dan

demultiplexer , juga perangkat lunak yang dilengkapi dengan diagram alir

dari perangkat lunak.

4.

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS

Bab ini berisi hasil uji coba dari proses multiplexing menggunakan

mikrokontroller AVR

5.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

(52)

(53)

! "! #$ % & '

())*

( +

$ , % - . / ())*

0 1 2 2 3 . 24&!5% 6& 2 &!5 47 3 5

1 $ 1 89

: + 5 2 2 3 . 24&. . 5 2/ $

; < % ==

/%>>888 1 (0 2 ? ())*

/%>>888 : 1 (0 2 ? ())*

@ /%>>88( < 8 1 : ())*