RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)
Satuan Pendidikan : SMK Negeri 1 Kota Cirebon Tahun Pelajaran : 2014/2015
Kelas/Semester : XI/3
Program Keahlian: Teknik Ketenagalistrikan Paket Keahlian : Teknik Otomasi Industri
Mata Pelajaran : Sistem Kontrol Terprogram Alokasi Waktu : 6 jp (1 x 6 jp)
Materi Pokok : Dasar-dasar mikrokontroller
(1)Pengertian mikrokontroller V.S. mikroprosesor, (2)Prinsip dan operasi,
(3)konfigurasi, jenis mikrokontroller,
(4)Lay Out dan Blok diagram mikrokontroller,
(5)arsitektur mikrokontroller (Bus data dan alamat, Pembacaan dan penulisan memory, memory dan
perluasan kapasitas memory), clock, register, interupsi, Timer/Counter
Pertemuan ke : 7 A.Kompetensi Inti
1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan proaktif, dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
3. Memahami, menerapkan dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah.
4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung
B.Kompetensi Dasar 1.
1 Menyadari sempurnanya konsep Tuhan tentang benda-benda denganfenomenanya untuk dipergunakan sebagai aturan dalam melaksanakan pekerjaan di bidang kontrol terprogram
1.
2 Mengamalkan nilai-nilai ajaran agama sebagai tuntunan dalammelaksanakan pekerjaan di bidang kontrol terprogram 2.
1 Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, teliti, kritis, rasa ingin tahu, inovatifdan tanggung jawab dalam dalam melaksanakan pekerjaan di bidang kontrol terprogram.
2.
2 Menghargai kerjasama, toleransi, damai, santun, demokratis, dalammenyelesaikan masalah perbedaan konsep berpikirdalam melakukan tugas di bidang kontrol terprogram.
2.
5 mikrokontroller. Indikator :
3.3.1 Mendeskripsikan perbedaan fungsi blok diagram mikroprosesor dengan mikrokontroller
3.3.2 Menjelaskan konfigurasi mikrokontroler 3.3.3 Menjelaskan prinsip kerja mikrokontroller 3.3.4 Menyebutkan jenis-jenis mikrokontroller 4.
5 Mengoperasikan rangkaian pengendalian dengan menggunakan mikrokontroller Indikator :
4.3.1 Mengidentifikasi jenis mikrokontroler
4.3.2 Menggambarkan konfigurasi pin Mikrokontroller ATMEGA 8535
C.Tujuan Pembelajaran
Setelah mengikuti kegiatan pembelajaran dasar logika dan digital, peserta didik mampu:
1. Mendeskripsikan perbedaan fungsi blok diagram mikroprosesor dengan mikrokontroller sesuai dengan modul secara jujur dan tanggung jawab. 2. Menjelaskan konfigurasi mikrokontroler sesuai dengan modul secara jujur
dan tanggung jawab.
3. Menjelaskan prinsip kerja mikrokontroller sesuai dengan modul secara jujur dan tanggung jawab.
4. Menyebutkan jenis-jenis mikrokontroller sesuai dengan modul secara jujur dan tanggung jawab.
5. Mengidentifikasi jenis mikrokontroler sesuai dengan modul secara jujur dan tanggung jawab.
6. Menggambarkan konfigurasi pin Mikrokontroller ATMEGA 8535 sesuai dengan modul secara jujur dan tanggung jawab.
D. Materi Pembelajaran
Perbedaan Mikrokontroler dan Mikroprosesor
Mikroprosesor
Mikroprosesor dalam perkembangan komputer digital disebut sebagai Central Processing Unit (CPU) yang bekerja sebagai pusat pengolah dan pengendalian pada sistem komputer mikro. Sebuah mikroprosesor tersusun dari tiga bagian penting yaitu :
- Arithmetic Logic Unit (ALU) berfungsi menyediakan fungsi pengolahan - Register Unit (RU) berfungi mengontrol fungsi prosesor
- Control Unit (CU) berfungi penyimpan sementara dalam mikroprosesor seperti terlihat pada Gambar 1 di bawah ini.
Gambar. Blok Diagram Mikroprosesor
dibaca (Read Only Memory=ROM) dan memori yang bisa dibaca dan ditulisi (Read Write Memory=RWM), decoder memori, osilator, dan sejumlah peralatan input output seperti port data seri dan paralel.
Pokok dari penggunaan mikroprosesor adalah untuk mengambil data, membentuk kalkulasi, perhitungan atau manipulasi data, dan menyimpan hasil perhitungan pada peralatan penyimpan atau menampilkan hasilnya pada sebuah monitor atau cetak keras.
Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah komputer mikro dalam satu chip tunggal. Mikrokontroler memadukan CPU, ROM, RWM, I/O paralel, I/O seri, counter-timer, dan rangkaian clock dalam satu chip tunggal seperti terlihat pada Gambar 2 di bawah ini.
Gambar. Blok Diagram Mikrokontroler
Sama halnya dengan mikroprosesor, mikrokontroler adalah piranti yang dirancang untuk kebutuhan umum. Penggunaan pokok dari mikrokontroler adalah untuk mengontrol kerja mesin atau sistem menggunakan program yang disimpan pada sebuah ROM. Untuk melihat perbedaan konsep diantara mikroprosesor dan mikrokontroler di bawah ini ditunjukan tabel perbandingan konfigurasi, arsitektur, dan set instruksi diantara mikroprosesor Z-80 CPU dengan mikrokontroler 8051.
Tabel: Perbedaan Mikrokontroler dan Mikroprosesor
3 N
o. Konfigurasi PIN
Mikroproses or
Z-80 CPU
Mikrokontrol er
8051
1. Jumlah PIN 40 40
2. Jumlah PIN Alamat 16 16
3. Jumlah PIN Data 8 8
4. Jumlah PIN Interupt 2 2
5. Jumlah PIN I/O - 4 x 8 (A, B, C, D)
6. Register 8 bit 20 34
7. Register 16 bit 4 2
8. Ukuran Stack 64 K 128
9. ROM Internal - 4 K byte
10
. RAM Internal - 128 Kbyte
11
. Memory External 64 Kbyte 128 Kbyte 12
. Flag 6 4
13
. Timer 0 2
14
Perbandingan Mikrokontroler dan Mikroprosesor bukanlah berarti menunjukkan bahwa yang satu lebih baik dari yang lainnya. Kedua rancangan tersebut memiliki penekanan dan tujuan yang berbeda.
KONSEP DASAR MIKROKONTROLER
Dengan memahami bagian-bagian dan fungsi bagian-bagian dari mikrokontroler secara umum untuk keluarga tertentu merupakan pedoman pemahaman konsep dasar bagaimana prinsip kerja suatu mikrokontroler.
Deskripsi Mikrokontroler. Pemahaman konsep dasar dari mikrokontroler ditunjukkan pada Gambar 2.1 Diagram blok mikrokontroler umum.
Gambar Diagram blok mikrokontroler umum
Masing-masing bagian tersebut saling dihubungkan melalui internal bus, umumnya terdiri dari 3 bus yaitu address bus, data bus, dan control bus. Masing-masing bagian memiliki fungsi-fungsi :
a. Register adalah suatu tempat penyimpanan (variabel) bilangan bulat 8 atau 16 bit. Pada umumnya register jumlahnya banyak, masing-masing ada yang memiliki fungsi khusus dan ada pula yang memiliki kegunaan umum. Register yang memiliki fungsi khusus misalnya adalah register timer yang berisi data penghitungan pulsa untuk timer, atau register pengatur mode operasi counter (pencacah pulsa). Sedangkan register yang bersifat umum digunakan untuk menyimpan data sementara yang diperlukan untuk proses penghitungan dan proses operasi mikrokontroler. Register dengan kegunaan umum dibutuhkan mengingat pada saat yang bersamaan mikrokontroler hanya mampu melakukan operasi aritmatika atau logika hanya pada satu atau dua operand saja. Sehingga untuk operasi-operasi yang melibatkan banyak variabel harus dimanipulasi dengan menggunakan variabel-variabel register umum.
b. Accumulator merupakan salah satu register khusus yang berfungsi sebagai operand umum proses aritmetika dan logika.
c. Program Counter merupakan salah satu register khusus yang berfungsi sebagai pencacah/penghitung eksekusi program mikrokontroler.
d.ALU (Arithmetic and Logic Unit) memiliki kemampuan mengerjakan proses-proses aritmatika (penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian) dan operasi logika (misalnya AND, OR, XOR, NOT) terhadap bilangan bulat 8 atau 16 bit.
e.Clock Circuits mikrokontroler adalah rangkaian logika sekuensial, dimana proses kerjanya berjalan melalui sinkronisasi clock. Karenanya diperlukan clock circuits yang menyediakan clock bagi seluruh bagian rangkaian.
g. Internal RAM (Random Access Memory) merupakan memori penyimpan data yang isinya dapat diubah atau dihapus. RAM biasanya berisi data-data variabel dan register. Data yang tersimpan pada RAM bersifat hilang jika catu daya yang terhubung padanya dimatikan.
h. Stack Pointer adalah bagian dari RAM yang memiliki metode penyimpanan dan pengambilan data secara khusus. Data yang disimpan dan dibaca tidak dapat dilakukan dengan metode acak. Karena data yang masuk ke dalam stack pada urutan yang terakhir adalah data yang pertama kali dibaca kembali. Stack Pointer berisi offset dimana posisi data stack yang terakhir masuk (atau yang pertama kali dapat diambil).
i. I/O (input/output) Ports merupakan sarana yang dipergunakan oleh mikrokontroler untuk mengakses peralatan-peralatan lain di luar dirinya, berupa pin-pin yang dapat berfungsi untuk mengeluarkan data digital ataupun menginputkan data.
j. Interrupt circuits adalah rangkaian yang memiliki fungsi untuk mengendalikan sinyal-sinyal interupsi baik internal maupun eksternal. Adanya sinyal interupsi akan menghentikan eksekusi normal program mikrokontroler untuk selanjutnya menjalankan sub-program untuk melayani interupsi tersebut.
Diagram blok tersebut tidaklah selalu sama untuk setiap jenis mikrokontroler. Beberapa mikrokontroler menyertakan rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) di dalamnya, ada pula yang menyertakan port I/O serial di samping port I/O paralel yang sudah ada.
Cara Kerja Mikrokontroler
Beberapa tahun terakhir, mikrokontroler sangat banyak digunakan ter dalam pengontrolan robot. Seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak dengan bahasa pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) ATmega8535 yang menggunakan teknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing) dimana program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan satu siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu kelas ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap. Mikrokontroler AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator, dll (M.Ary Heryanto, 2008). Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan kita belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler ATmega8535.
Prinsip kerja mikrokontroler adalah :
a. Berdasarkan nilai yang berada pada register Program Counter, mikrokontroler mengambil data pada ROM dengan address sebagaimana nilai yang tertera pada Program Counter. Selanjutnya Program Counter ditambah nilainya dengan 1 (increment) secara otomatis. Data yang diambil tersebut adalah urutan instruksi program pengendali mikrokontroler yang sebelumnya telah dibuat oleh pemakai.
b. Instruksi tersebut diolah dan dijalankan. Proses pengerjaan bergantung pada jenis instruksi: bisa membaca, mengubah nilai-nilai pada register, RAM, isi port atau melakukan pembacaan dan dilanjutkan dengan pengubahan data.
Dari pengertian di atas dapat disimpulkan bahwa pada dasarnya unjuk kerja mikrokontroler sangatlah bergantung pada urutan instruksi yang dijalankannya, yaitu program yang ditulis di ROM.
Dengan membuat program yang bermacam-macam, maka tentunya mikrokontroler dapat mengerjakan proses yang bermacam-macam pula. Fasilitas-fasilitas yang ada misalnya timer/counter, port I/O, serial port, Analog to Digital Converter (ADC) dapat dimanfaatkan oleh program untuk menghasilkan proses yang diinginkan. Misalnya saja ADC dipergunakan oleh sebuah mikrokontroler pengendali alat ukur digital untuk mengukur tegangan sinyal input. Kemudian hasil pembacaan ADC diolah untuk kemudian dikirimkan ke sebuah display yang terhubung pada port I/O, menampilkan hasil pembacaan yang telah diolah. Proses pengendalian ADC, pemberian sinyal-sinyal yang tepat pada display, kesemuanya dikerjakan secara berurutan pada program yang ditulis di ROM.
Penulisan program mikrokontroler pada umumnya adalah menggunakan bahasa assembly untuk mikrokontroler yang bersangkutan (setiap mikrokontroler memiliki instruksi bahasa assembly yang berlainan). Kemudian dengan bantuan sebuah komputer, bahasa assembly tersebut diubah menjadi bahasa mesin mikrokontroler, dan disalin ke dalam ROM mikrokontroler.
Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega8535 adalah sebagai berikut:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D. 2. ADC internal sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. SRAM sebesar 512 byte.
6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 7. Port antarmuka SPI
8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 9. Antarmuka komparator analog.
10. Port USART untuk komunikasi serial.
11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
12. Dan lain-lainnya.
Konstruksi ATmega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah.
a. Memori program
ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program aplikasi.
b. Memori data
ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM. c. Memori EEPROM
ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM. ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.
Jenis-Jenis Mikrokontroler
Keluarga MCS51
Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC buatan ATMEL. Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock. Mikrokontroler ini berdasarkan arsitektur Harvard dan meskipun awalnya dirancang untuk aplikasi mikrokontroler chip tunggal, sebuah mode perluasan telah mengizinkan sebuah ROM luar 64KB dan RAM luar 64KB diberikan alamat dengan cara jalur pemilihan chip yang terpisah untuk akses program dan memori data.
Salah satu kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalah pemasukan sebuah mesin pemroses boolean yang mengijikan operasi logika boolean tingkatan-bit dapat dilakukan secara langsung dan secara efisien dalam register internal dan RAM. Karena itulah MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (programmable Logic Control).
Contoh : AVR merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklus clock. AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi.
Secara umum, AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya. Keempat kelas tersebut adalah keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx.
PIC
PIC ialah keluarga mikrokontroler tipe RISC buatan Microchip Technology. Bersumber dari PIC1650 yang dibuat oleh Divisi Mikroelektronika General Instruments. Teknologi Microchip tidak menggukana PIC sebagai akronim,melaikan nama brandnya ialah PICmicro. Hal ini karena PIC singkatan dari Peripheral Interface Controller, tetapi General Instruments mempunyai akronim PIC1650 sebagai Programmabel Intelligent Computer.
PIC pada awalnya dibuat menggunakan teknologi General Instruments 16 bit CPU yaitu CP1600. * bit PIC dibuat pertama kali 1975 untuk meningkatkan performa sistem peningkatan pada I/). Saat ini PIC telah dilengkapi dengan EPROM dan komunikasi serial, UAT, kernel kontrol motor dll serta memori program dari 512 word hingga 32 word. 1 Word disini sama dengan 1 instruki bahasa assembly yang bervariasi dari 12 hingga 16 bit, tergantung dari tipe PICmicro tersebut. Silahkan kunjungi www.microchip.com untuk melihat berbagai produk chip tersebut.
Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari Programmable Interface Controller. Tetapi pada perkembangannya berubah menjadi Programmable Intelligent Computer. PIC termasuk keluarga mikrokonktroler berarsitektur Harvard yang dibuat oleh Microchip Technology. Awalnya dikembangkan oleh Divisi Mikroelektronik General Instruments dengan nama PIC1640. Sekarang Microhip telah mengumumkan pembuatan PIC-nya yang keenam.
PIC cukup popular digunakan oleh para developer dan para penghobi ngoprek karena biayanya yang rendah, ketersediaan dan penggunaan yang luas, database aplikasi yang besar, serta pemrograman (dan pemrograman ulang) melalui hubungan port serial yang terdapat pada komputer.
Konfigurasi pin Mikrokontroler AVR ATMega 8535/16/32 yang memiliki 40 buah pin (kaki), dengan 32 pin diantaranya digunakan sebagai port paralel .Satu port paralel terdiri dari 8 pin, sehingga jumlah port pada mikrokontroler adalah 4 port, yaitu port A, port B, port C dan port D. Sebagai contoh adalah port A memiliki pin antara port A.0 sampai dengan port A.7, demikian selanjutnya untuk port B, port C, port D. Diagram pin mikrokontroler dapat dilihat pada gambar berikut:susunannya dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
AVR ATmega8535 AVR ATmega16/32
Dari gambar di atas dapat dilihat perbedaan dari pin Mikrokontroler AVR ATMega 8535/16/32, yang terletak pada pin 24 sampai pin ke 27 yang
mempunyai fungsi khusus.
Berikut adalah penjelasan mengenai fungsi dari tiap-tiap pin (kaki) yang ada pada Mikrokontroler AVR ATMega 8535/16/32:
VCC: (Pin 10) merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya. GND: (Pin 11) merupakan pin ground.
Port A (PA0-PA7): (Pin 33-40) merupakan pin I/O dua arah (bi-directional) dan pin masukan ADC.
Port B (PB0-PB7): (Pin 1-8) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu timer/counter, komparator analog, dan SPI.
Port C (PC0-PC7): (Pin 22-29) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Oscilator.
Port D (PD0-PD7): (Pin 14-21) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial. Reset merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC
AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC. E. Pendekatan/Model/Metode
o Pendekatan : Pendekatan saintifik
o Model Pembelajaran : Discovery learning
o Metode : Paparan, Praktek terbimbing, Diskusi dan Tanya jawab F. Alat/Media/Sumber Pembelajaran
o Laptop/PC Dekstop
o LKS (Lembar Kerja Siswa)
o Bascom AVR Media
o LCD projector, Powerpoint.
o Trainer mikrokontroler
o Downloader SP200SE Sumber Pembelajaran
1. Teknik Digital, mikroprosesor dan mikrokomputer, Lukas Willa. 2. Mengenal Teknik Digital, Deddy Rusmadi.
3. Rangkaian Digital, Muchlas. 4. Data Sheet Komponen
5. Buku referensi dan artikel yang sesuai G. Kegiatan Pembelajaran
Alokasi waktu yang disediakan untuk penyajian topik : 1. Pengertian mikrokontroller V.S. mikroprosesor,
2. Prinsip dan operasi, 3. konfigurasi, jenis mikrokontroller, 4. Lay Out dan Blok diagram mikrokontroller,
arsitektur mikrokontroller (Bus data dan alamat, Pembacaan dan penulisan memory, memory dan perluasan kapasitas memory), clock, register, interupsi, Timer/Counter, 5. ulangan harian materi pertemuan 3 - 6 (45 menit)
Pertemuan 7: Software compiler Bascom ( Menginstal, menulis, mesnimulasikan program)
Kegiatan Deskripsi Kegiatan Alokasi
Waktu Pendahul
uan 1.pembelajaran dengan berdo’a.Siswa dan guru bersama-sama memulai
2. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru berhubungan dengan kesiapan belajar.
3. Siswa menerima informasi tentang keterkaitan kebutuhan industri dengan pembelajaran yang akan dilaksanakan.(apersepsi)
4. Siswa menerima informasi tentang penilaian yang akan dilaksanakan terkait Penerapan Rangkaian Digital (45 menit), kompetensi dan materi yang akan dipelajari, langkah pembelajaran dan penggunaan mikrokontroler dalam sistem otomasi.
15 menit
Inti Fase 1:
Stimulation (Pemberian rangsangan)
Siswa memperhatikan dan mencatat penjelasan tentang. Pengertian dan perbedaan mikrokontroller V.S.
mikroprosesor, Prinsip dan operasi, konfigurasi, jenis mikrokontroller, Lay Out dan Blok diagram mikrokontroller, arsitektur mikrokontroller (Bus data dan alamat,
Pembacaan dan penulisan memory, memory dan
perluasan kapasitas memory), clock, register, interupsi, Timer/Counter
Mengamati. Guru mengajukan pertanyaan mengenai perbedaan setiap konfigurasi pin keluarga mikrokontroler untuk memicu sikap berfikir teliti dan kritis siswa
(Menanya)
Fase 2: Problem statement (pertanyaan/identifikasi masalah)
Guru memberikan orientasi masalah tentang perbedaan setiap keluarga mikrokontroler (MCS51, AVR, dan PIC).
Kegiatan Deskripsi Kegiatan Alokasi Waktu Fase 3: Data collection (pengumpulan data/mencoba)
5. Peserta didik mecoba browsing tentang perbedaan keluarga mikrokontroler (MCS51, AVR, dan PIC).
(Mengumpulkan informasi/ mencoba). Fase 4: Data Proccessing (pengolahan data)
6. Peserta didik menganalisis perbedaan mikrokontroler (MCS51, AVR, dan PIC) berdasarkan konfigurasi pin dan fitur yang tersedia di setiap keluarga miikrokontroller. 7. Secara berkelompok peserta mendiskusikan
permasalahan yang diajukan mengenai perbedaan mikrokontroler (MCS51, AVR, dan PIC).
(Mengasosiasi/menalar) Fase 5: Generalization (menarik kesimpulan/generalisasi)
8. Setelah kegiatan praktek selesai, setiap kelompok secara bergiliran menyerahkan data hasil diskusi kelompoknya. (Mengkomunikasikan)
9. Siswa mencermati penguatan yang diberikan oleh guru. Penutup 10. Guru melakukan tanya jawab dengan siswa untuk
membuat rangkuman materi belajar.
11. Guru memberikan penguatan konsep dari materi yang diajarkan (Konfirmasi).
12. Guru mengakhiri kegiatan pembelajaran dengan berdo’a, dan memberikan motivasi untuk tetap semangat serta mengingatkan siswa untuk mempelajari materi baru yang lebih menantang.
10 menit
2.Penilaian
Teknik penilaian : Pengamatan dan Tes Tertulis Prosedur penilaian :
N
o Aspek yang dinilai Teknik Penilaian Waktu Penilaian 1. Sikap
a. Menunjukkan sikap jujur dalam kegiatan mengerjakan
tugas/latihan. b. Menunjukkan
sikap disiplin dalam kegiatan
d. Menunjukkan sikap teliti dalam kegiatan melaksanakan tugas yang diberikan.
1. Pengamatan/obs ervasi
Lampiran 1 2. Penilaian antar
teman
Selama pembelajaran dan saat diskusi
Dilakukan diakhir semester 1 peserta didik dinilai oleh 5 peserta didik lainnya Dilakukan diakhir
semester
Selama pembelajaran dan saat diskusi
2. Pengetahuan a. Mendeskripsikan
perbedaan fungsi blok 1. Tes tertulis Lampiran 5
N
o Aspek yang dinilai Teknik Penilaian Waktu Penilaian diagram
c. Menjelaskan prinsip kerja mikrokontroller d. Menyebutkan
jenis-jenis mikrokontroller
pembelajaran
3. Keterampilan
a. Mengidentifikasi jenis mikrokontroler
Penyelesaian tugas (baik individu maupun kelompok) pada saat melakukan praktik di lab
Pada saat diskusi dan menyusun laporan
LAMPIRAN 1
LEMBAR PENGAMATAN PENILAIAN SIKAP PENILAIAN OBSERVASI
N
o Nama Siswa/Kelompok
Jujur Disiplin Tanggung
1
4 = jika empat indikator terlihat 3 = jika tiga indikator terlihat 2 = jika dua indikator terlihat 1 = jika satu indikator terlihat Indikator Penilaian Sikap: Jujur
a. Menyampaikan sesuatu berdasarkan keadaan yang sebenarnya b. Tidak menutupi kesalahan yang terjadi
c. Tidak mencontek atau melihat data/pekerjaan orang lain d. Mencantumkan sumber belajar dari yang dikutip/dipelajari Disiplin
a. Tertib mengikuti instruksi
b. Mengerjakan tugas tepat waktu
d. Tidak membuat kondisi kelas menjadi tidak kondusif Tanggung Jawab
a Melaksanakan tugas secara teratur.
b Peran serta aktif dalam kegiatan diskusi kelompok c Mengajukan usul pemecahan masalah.
d Mengerjakan tugas sesuai yang ditugaskan Teliti
a. Mengerjakan tugas dengan baik dan benar
b. Memanfaatkan bahan praktek dengan efektif dan efisien c. Membaca parameter alat ukur dengan benar
d. Menggunakan peralatan praktek sesuai SOP
Nilai akhir sikap diperoleh dari modus (skor yang paling sering muncul) dari keempat aspek sikap di atas.
Kategori nilai sikap:
a. Sangat baik jika memperoleh nilai akhir 4 b. Baik jika memperoleh nilai akhir 3
c. Cukup jika memperoleh nilai akhir 2 d. Kurang jika memperoleh nilai akhir 1
Cirebon, … ………….. 2014 Guru Mata Pelajaran
MO
C H. TAPSIR , S.Pd
LAMPIRAN 2
LEMBAR PENILAIAN SIKAP PENILAIAN TEMAN SEBAYA Petunjuk
Berilah tdi ceklist (V) pada pilihan yang paling menggambarkan kondisi teman sejawat kamu dalam kurun waktu 2 minggu terakhir
Nama Teman yang dinilai... N
o Aspek Penilaian 4 3 2 1
1. Siswa menunjukkan kerjasama dalam mengerjakan tugas kelompok
2. Siswa menerima pendapat orang lain yang diekspresikan dengan pernyataan mau menerima atau mengharap orang lain memberikan pendapat
3. Siswa menerima kritikan. yang diekspresikan dengan pernyataan mau menerima atau mengharap orang lain memberikan masukan 4. Sopan dan santun dalam memberikan kritikan
kepada siswa lain yang diekspresikan dengan cara meminta kesempatan dan rela jika pendapatnya tidak diterima
5. Kerelaan membantu teman yang lain yang mengalami kesulitan dalam mengemukakan pendapat yang diekspresikan dengan mendorong atau memberikan kesempatan teman untuk berpendapat
Keterangan:
4 = jika selalu dilakukan 3 = jika sering dilakukan 2 = jika jarang dilakukan
1 = jika tidak pernah dilakukan
Nilai akhir sikap diperoleh dari modus (skor yang paling sering muncul) dari keempat aspek sikap di atas.
Kategori nilai sikap:
a. Sangat baik jika memperoleh nilai akhir 4 b. Baik jika memperoleh nilai akhir 3
c. Cukup jika memperoleh nilai akhir 2 d. Kurang jika memperoleh nilai akhir 1
Cirebon, … ………….. 2014 Guru Mata Pelajaran
MO
C H. TAPSIR , S.Pd
LAMPIRAN 3
LEMBAR PENILAIAN SIKAP PENILAIAN DIRI
PENILAIAN DIRI
Nama : ……….…………...
Untuk pertanyaan 1 sampai dengan 7, tulis masing-masing huruf sesuai dengan pendapatmu!
A = Selalu (4) B = Sering (3) C = Jarang (2)
D = Tidak pernah (1)
1 _____ Saya bekerja-sama dalam menyelesaikan tugas kelompok 2 _____ Saya menunjukkan sikap disiplin dalam menyelesaikan tugas individu maupun kelompok 3 _____ Saya menunjukkan rasa percaya diri dalam mengemukakan gagasan, bertanya, atau menyajikan hasil diskusi 4 _____ Saya berusaha untuk berpikir kritis dalam mempelajari penggunaan mikrokontroler dalam ketenagalistrikan 5 _____ Saya bertanggung-jawab terhadap tugas-tugas yang diberikan, baik dalam tugas individu maupun kelompok 6 _____ Saya berusaha untuk selalu jujur dalam mengerjakan soal-soal latihan maupun saat ulangan/evaluasi 7 _____ Saya memiliki rasa ingin tahu berkaitan dengan materi yangdisampaikan
Cirebon, … ………….. 2014 Guru Mata Pelajaran
MO
C H. TAPSIR , S.Pd
LAMPIRAN 4
LEMBAR PENILAIAN JURNAL Nam
a : ……….
Kela
s : ………
No Hari / Tanggal
Sikap/Perilaku
Keterangan Positif Negatif
1 2 3 4 5 6
Ket :
1. Ceklist () sikap/perilaku yang dilakukan siswa
2. Isi keterangan dengan deskripsi sikap perilaku siswa
Cirebon, … ………….. 2014 Guru Mata Pelajaran
MO
C H. TAPSIR , S.Pd
LAMPIRAN 5
LEMBAR TES TULIS
Penilaian Pengetahuan Tes Tertulis (Post Test)
1. Berdasarkan fungsi dan blok diagramnya, jelaskan perbedaan antara mikroprocessor dengan mikrokontroler !
2. Jelaskan fungsi konfigurasi mikrokontroler di bawah ini : - Register
- Accumulator - Program Counter.
- ALU (Arithmetic and Logic Unit) - Clock Circuits
- Internal ROM (Read Only Memory) - Internal RAM (Random Access Memory) - Stack Pointer
- I/O (input/output) Ports - Interrupt circuits
3. Jelaskan proinsip kerja mokrokontroler secara umum ! 4. Sebutkan jenis mikrokontroller desertai contohnya
5. Gambarkan konfigurasi/fiungsi pin mikrokontroller atmega 8535 ! Teknik Penskoran
Nom or
Soal Langkah penyelesaian
Pensko ran 1. Mikroprosesor berfungsi sebagai pusat pengolah
dan pengendalian pada sistem komputer mikro. Sebuah mikroprosesor tersusun dari tiga bagian penting yaitu :
- Arithmetic Logic Unit (ALU) berfungsi menyediakan fungsi pengolahan
- Register Unit (RU) berfungi mengontrol fungsi prosesor - Control Unit (CU) berfungi penyimpan sementara dalam
mikroprosesor
Blok diagram mikroprocessor digambarkan seperti di bawah ini.
Mikrokontroler adalah komputer mikro dalam satu chip tunggal yang memadukan fungsi CPU, ROM, RWM, I/O paralel, I/O seri, counter-timer, dan rangkaian clock Blok diagram Mikrokontroler digambarkan seperti di bawah ini.
Fungsi mikrokontroler adalah untuk mengontrol kerja mesin atau sistem menggunakan program yang disimpan pada sebuah ROM.
2. Fungsi konfigurasi mikrokontroler :
a. Register secara umum digunakan untuk menyimpan data sementara yang diperlukan untuk proses penghitungan dan proses operasi mikrokontroler. Register yang memiliki fungsi khusus misalnya adalah register timer yang berisi data penghitungan pulsa untuk timer, atau register pengatur mode operasi counter (pencacah pulsa.
b. Accumulator merupakan salah satu register khusus yang berfungsi sebagai operand umum proses aritmetika dan logika.
c. Program Counter merupakan salah satu register khusus yang berfungsi sebagai pencacah/penghitung eksekusi program mikrokontroler.
d.ALU (Arithmetic and Logic Unit) berfungsi mengerjakan proses-proses aritmatika (penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian) dan operasi logika (misalnya AND, OR, XOR, NOT) terhadap bilangan bulat 8 atau 16 bit.
e.Clock Circuits mikrokontroler adalah rangkaian logika sekuensial, berfungsi mensinkronkan proses kerja mikrokontroler.
f. Internal ROM (Read Only Memory) merupakan memori penyimpan data yang isinya tidak dapat diubah atau dihapus (hanya dapat dibaca) walaupun power dimatikan. ROM biasanya diisi dengan program untuk menjalankan mikrokontroler segera setelah power dinyalakan, dan berisi data-data konstanta yang diperlukan oleh program.
g. Internal RAM (Random Access Memory) merupakan memori penyimpan data yang isinya dapat diubah atau dihapus. RAM biasanya berisi data-data variabel dan register. Data yang tersimpan pada RAM bersifat hilang jika catu daya yang terhubung padanya dimatikan.
h. Stack Pointer adalah bagian dari RAM yang memiliki metode penyimpanan dan pengambilan data secara khusus secara berurutan. Stack Pointer berisi offset dimana posisi data stack yang terakhir masuk (atau yang pertama kali dapat diambil).
i. I/O (input/output) Ports berfungsiuntuk mengakses peralatan-peralatan lain di luar, berupa pin-pin yang dapat berfungsi untuk mengeluarkan data digital ataupun menginputkan data.
j. Interrupt circuits berfungsi untuk mengendalikan sinyal-sinyal interupsi baik internal maupun eksternal.
Adanya sinyal interupsi akan menghentikan eksekusi normal program mikrokontroler untuk selanjutnya menjalankan sub-program untuk melayani interupsi tersebut.
3. Prinsip kerja mikrokontroler adalah :
a. Berdasarkan nilai yang berada pada register Program Counter, mikrokontroler mengambil data pada ROM dengan address sebagaimana nilai yang tertera pada Program Counter. Selanjutnya Program Counter ditambah nilainya dengan 1 (increment) secara otomatis. Data yang diambil tersebut adalah urutan instruksi program pengendali mikrokontroler yang sebelumnya telah dibuat oleh pemakai.
b. Instruksi tersebut diolah dan dijalankan. Proses pengerjaan bergantung pada jenis instruksi: bisa membaca, mengubah nilai-nilai pada register, RAM, isi port atau melakukan pembacaan dan dilanjutkan dengan pengubahan data.
c. Program Counter telah berubah nilainya (baik karena penambahan otomatis sebagaimana pada langkah 1 di atas atau karena pengubahan pada langkah b. Selanjutnya yang dilakukan mikrokontroler adalah mengulang kembali siklus ini pada langkah 1. Demikian seterusnya hingga power dimatikan.
4
4. Jeinis-jenis mikrokontroller : - Keluarga MCS51
Contoh : AT89Sxx, AT89Cxx, AT89C2051 - AVR (Alv and Vegard’s Risc processor)
Contoh : keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx.
- PIC (Programmable Intelligent Computer) Contoh : PIC 16F877A, PIC1650, PIC1640.
8
5. Gambar konfigurasi IC ATMEGA 8535
Konfigurasi pin Mikrokontroler AVR ATMega 8535/16/32 : - 32 pinport terbagi dalam 4 bagian (@8 pin) masing 4
port, yaitu port A (A.0 – A.7), port B (B.0 – B.7), port C
(C.0 – C.7), dan port D (D.0 – D.7)
- 5 pin Power DC ( Vcc, GND, GND, ARef, Avcc) - 1 pin Reset
- 2 Clock (Crystal
Jumlah skor 30 Nilai 100
Nilai yang diperoleh siswa = jumlah skor yang diperoleh jumlahbobot skor ×100
LAMPIRAN 6
LEMBAR PENILAIAN KINERJA
Penilaian Kinerja Praktikum
No Nama Siswa
Keterampilan
Sko r Membaca
Kode IC mikrokontrolleMenentukan r
Menentukan tata letak pin
IC 1.
10.
C : Kurang Terampil (1) B : Terampil (3)
A : Sangat Terampil (5) Penilaian Hasil Praktek
N
o Nama Siswa
Keterampilan
Skor Kecermatan Gambar konfigurasi
IC
Penilaian Keterampilan= Jumlah Skor
. 12
. 13
. 14
. 15
. 16
. 17
. 18
. 19
. 20
. 21
. 22
. 23
. 24
. 25
. 26
. 27
. 28
. 29
. 30
. 31
. 32
. 33
. 34
. 35
36 .
Keterangan:
C : Kurang Terampil (1) B : Terampil (3)
A : Sangat Terampil (5)
LAMPIRAN 7
PENILAIAN PORTOFOLIO
Jenis Portofolio : Kumpulan Hasil Tugas individu atau Kelompok Tujuan Portofolio : Memantau perkembangan kemampuan
keterampilan siswa untuk dapat perbedaan keluarga mikrokontroler (MCS51, AVR, dan PIC)
Tugas :
1. Buat rangkuman tentang perbedaan fitur dan konfigurasi keluarga mikrokontroler (MCS51, AVR, dan PIC ).
2. Simpan setiap tugas yang diberikan ke dalam map individu siswa 3. Batas waktu pengumpulan tugas adalah di pertemuan terakhir.
Pedoman Penskoran
-Kriteria MaksimalSkor
Siswa menyimpan semua tugas yang telah dikerjakan dengan lengkap, dan tugas dikerjakan dengan benar,
serta dikumpulkan tepat waktu 4
Siswa menyimpan tugas-tugas yang telah dikerjakan, dan sebagian besar benar tapi kurang lengkap, serta
dikumpulkan tepat waktu 3
Siswa menyimpan tugas-tugas yang telah dikerjakan, namun sebagian besar salah, kurang lengkap, dan
tidak dikumpulkan tepat waktu 2
Siswa menyimpan tugas-tugas yang telah dikerjakan, namun tugas yang dikerjakan salah, dan kurang
lengkap, serta tidak dikumpulkan tepat waktu 1 Siswa tidak menyimpan satu pun tugas-tugas yang
diberikan karena tidak pernah mengumpulkan tugas 0
LEMBAR PENILAIAN PORTOFOLIO Nama siswa/Kelompok :
Kelas :
Semester/Tahun Pelajaran :
N
o Jenis Tugas KD Nilai
Tdi Tangan Keterangan (Tgl Pengumpul
an) Peserta
Didik Guru 1
.
Penilaian Keterampilan= Jumlah Skor
