Interfacinscsg Serial

(1)

Konsep Komunikasi serial pada Komputer

Komunikasi serial ialah pengiriman data secara serial (data dikirim satu persatu

secara berurutan), sehingga komunikasi serial jauh lebih lambat daripada komunikasi

paralel.. Serial port lebih sulit ditangani karena peralatan yang dihubungkan ke serial

port harus berkomunikasi dengan menggunakan transmisi serial, sedang data di

computer diolah secara paralel. Oleh karena itu data dari dan ke serial port harus

dikonversikan ke dan dari bentuk paralel untuk bisa digunakan. Menggunakan

hardware, hal ini bisa dilakukan oleh Universal Asyncronous Receiver Transmimeter

(UART), kelemahannya kita butuh software yang menangani register UART yang

cukup rumit dibanding pada parallel port.Kelebihan dari komunikasi serial ialah

panjang kabel jauh dibanding paralel, karena serial port mengirimkan logika “1”

dengan kisaran tegangan –3 V hingga –25 V dan logika 0 sebagai +3 Volt hingga +25

V sehingga kehilangan daya karena panjangnya kabel bukan masalah utama.

Bandingkan dengan port paralel yang menggunakan level TTL berkisar dari 0 V

untuk logika 0 dan +5 Volt untuk logika 1. Berikut contoh bentuk sinyal komunikasi

serial . Umumnya sinyal serial diawali dengan start bit, data bit dan sebagai

pengecekan data menggunakan parity bit serta ditutup dengan 2 stop bit. Level

tengangan -3 V hingga +3 V dianggap sebagai undetermined region.

Gambar Bentuk sinyal serial

Komunikasi melalui serial port adalah asinkron, yakni sinyal detak tidak

dikirim bersama dengan data. Setiap word disinkronkan dengan start bit, dan sebuah

clock internal di kedua sisi menjaga bagian data saat pewaktuan (timing).

Peralatan Komunikasi Serial

Hardware pada komunikasi serial port dibagi menjadi 2 (dua ) kelompok yaitu

Data Communication Equipment (DCE) dan Data Terminal Equipment (DTE).

Contoh dari DCE ialah modem, plotter, scanner dan lain lain sedangkan contoh dari

DTE ialah terminal di komputer. Spesifikasi elektronik dari serial port merujuk pada

Electronic Industry Association (EIA) :

1. “Space” (logika 0) ialah tegangan antara + 3 hingga +25 V.

2. “Mark” (logika 1) ialah tegangan antara –3 hingga –25 V.

3. Daerah antara + 3V hingga –3V tidak didefinisikan /tidak terpakai

4. Tegangan open circuit tidak boleh melebihi 25 V.

5. Arus hubungan singkat tidak boleh melebihi 500mA.

Berikut tampilan port serial DB9 yang umum digunakan

(2)

Gambar 12.2 Port DB9 jantan

Gambar 12.3 Port DB9 betina

Konektor port serial terdiri dari 2 jenis, yaitu konektor 25 pin (DB25 dan 9 pin

(DB9) yang berpasangan (jantan dan betina).Bentuk dari konektor DB-25 sama persis

dengan port paralel.

Tabel Jenis Sinyal RS232 yang umum digunakan

Alamat Port dan IRQ

Alamat standar serial port adalah sebagaimana tampak dalam Tabel 12.2. Hal

ini masih dengan catatan bahwa mungkin ada komputer yang memiliki alamat port

dan IRQ yang berbeda dengan alarnat di bawah ini, misalnya pada komputer PS/2

yang menggunakan Micro Channel Bus.

Tabel Alamat dan IRQ port serial

Nama

Alamat

IRQ

COM 1

3F8

4 COM 2

2F8

3 COM

3 3E8

4 COM 4

2E8

3 Konverter Logika RS-232

Jika peralatan yang kita gunakan menggunakan logika TTL maka sinyal

serial port harus kita konversikan dahulu ke pulsa TTL sebelum kita gunakan, dan

sebaliknya sinyal dari peralatan kita harus dikonversikan ke logika RS-232 sebelum

di-inputkan ke serial port. Konverter yang paling mudah digunakan adalah

(3)

MAX-232. Di dalam IC ini terdapat Charge Pump yang akan membangkitkan +10 Volt dan

-10 Volt dari sumber +5 Volt tunggal. Dalam IC DIP (Dual In-line Package) 16 pin

(8 pin x 2 baris) ini terdapat 2 buah transmiter dan 2 receiver.

Pemrograman Port Serial Komputer

Port serial sering digunakan untuk interfacing komputer dan mikrokontroler,

karena kemampuan jarak pengiriman data dibandingkan port paralel. Berikut contoh

program assembly untuk komunikasi serial antara 2 PC. Untuk komunikasi ini, anda

cukup menghubungkan :

1. Pin TxD ke pin RxD computer lain

2. Pin RXD dihubungkan ke pin TxD komputer lain

3. RTS dan CTS dihubung singkat

4. DSR dan DTR dihubung singkat

5. GND dihubungkan ke GND komputer lain

Listing Program 1. Komunikasi Serial antara 2 PC (SerialPC.asm)

TITLE Komunikasi data serial antara 2 PC

.model small

.stack

.data

Message db ‘Komunikasi serial melalui Com2,4800,tanpa parity, 1 stop, 8 bit

data.’,0ah,0dh

db ‘key apa saja ditekan akan dikirim ke komputer lain ‘,0ah,0dh

db ‘Tekan ESC untuk keluar’,’$’

.code

main proc

mov ax,@data

mov,ds,ax

mov ah,09

mov dx, offset message

int 21h

;inisialisasi com2

mov ah,0 ;inisialisasi port com

mov dx,1 ;com2

mov al,0c3h ;4800,tanpa parity,1 stop, 8 bit data

int 14h

;mengcek key yang ditekan dan dikirim ke com2 untuk transfer data

again: mov ah,01 ;cek key yang ditekan menggunakan int 16h, ah=01

int 16h ;jika ZF=1, tidak ada key yang ditekan

jz next ;jika tidak ada key cek port port

mov ah,0 ;ya, ada key yang ditekan, ambil !

int 16h ;kita harus menggunakan int 16h 2 kali, untuk keuda kalinya

;dengan ah=0 untuk mengambil karakter. al=ascii karakter yang ditekan

cmp al,1bh ;apakah key ESC?

Je exit ;ya exit

Mov ah,1 ;tidak, kirim karakter ke com2

Mov dx,01

Int 14h

;cek com2 untuk melihat apakah ada karater, jika ada ambil dan tampilkan

next: mov ah,03 ;ambil status com2

mov dx,01

int 14h

and ah,01 ;ah mempunyai status com, mask seluruh bit kecuali D0

cmp ah,01 ;cek D0 untuk melihat jika ada sebuah karakter

jne again ;tidak ada data, untuk memonitor keyboard

mov ah,02 ;ya, com2 mempunyai data, ambil!

Mov dx,01

(4)

Int 14h ;ambil

Mov dl,al ;dan tampilkan menggunakan int 21h

Mov ah,02 ;dl mempunyai karakter yang akan ditampilkan

Int 21h

Jmp again ;terus memonitor keyboard

Exit: mov ah, 4ch ;keluar ke DOS

Int 21h

Main endp

End

Anda juga dapat memprogram komunikasi serial antara 2 PC menggunakan

C dengan lebih mudah . Berikut program komunikasi data serial menggunakan fungsi

BIOSCOM.

Listing Program 2. Komunikasi serial menggunakan C (SerialPC.c)

//Program komunikasi serial menggunakan fungsi bioscom //Dibuat oleh Widodo Budiharto

//nilai port 0 untuk COM1, 1 untuk COM2 dan seterusnya. //8 bit teratas dari return value ialah untuk status

//8 bit terendeah tergantung pada perintah yang telah ditentukan //perintah dapat berisi :

// 0 | Set parameter komunikasi ke nilai dalam abyte // 1 | Mengirim karakter dalam abyte

// 2 | Menerima sebuah karakter dari jalur komunikasi // 3 | Kembalikan status saat ini dari port komunikasi // abyte ialah kombinasi dari bit berikut

//Sebagai contoh, 0xEB

//(0xE0|0x08|0x00|0x03) untuk abyte akan menset

//port komunikasi ke 9600 baud, odd parity,1 stop bit, dan 8 bit data //bioscom menggunakan BIOS 0x14 interrupt.

//Menyertakan header file yang dibutuhkan #include <bios.h> #include <conio.h> //definisi port #define COM1 0 #define DATA_READY 0x100 #define TRUE 1 #define FALSE 0 //definisi settings #define SETTINGS ( 0x80 | 0x02 | 0x00 | 0x00) int main(void) {

int in, out, status, DONE = FALSE;

bioscom(0, SETTINGS, COM1);//3 parameter dari bioscom

cprintf("Komunikasi serial menggunakan BIOSCOM, tekan [ESC] untuk keluar \n"); while (!DONE)

{

status = bioscom(3, 0, COM1); if (status & DATA_READY)

if ((out = bioscom(2, 0, COM1) & 0x7F) != 0) putch(out);

(5)

if (kbhit()) {

if ((in = getch()) == '\x1B') DONE = TRUE; bioscom(1, in, COM1); }

} return 0; }

Jika Anda ingin membuat aplikasi menggunakan bahasa Visual Basic .NET, berikut

contohnya :

‘ Program Inisialisasi dan membuka port komunikasi

‘ Membuat instance

Dim moRS232 as New Rs232()

With moRs232

.Port = 1 'Menggunakan COM1

.BaudRate = 2400 ' baud rate sebesar 2400

.DataBit = 8 ‘ 8 data bit

.StopBit = Rs232.DataStopBit.StopBit_1 ' 1 Stop bit

.Parity = Rs232.DataParity.Parity_None ' No Parity

.Timeout = 500 ' 500 ms timeout

End With

'inisialisasi dan membuka port

moRS232.Open ()

’Anda dapat menambahkan control dari jalur DTR/RTS setelah port dibuka

moRS232.Dtr = True

moRS232.Rts = True

‘Mengirim data

moRS232.TxData = txtTx.Text

moRS232.Tx()

‘Menerima Data

moRS232.Rx(10) 'Ambil 10 byte dari buffer serial

Dim sRead as String=moRs232.RxData

Untuk informasi lebih lanjut mengenai kode diatas anda dapat mengunjungi

http://www.codeworks.it/net/VBNetRs232.htm

Penerapan Port Serial Komputer

Berbagai aplikasi elektronika dapat berkomunikasi dengan port serial komputer.

Program berikut akan menampilkan karakter ke LCD menggunakan port serial . IC

MAX 232 ialah IC yang umum digunakan sebagai RS232 Converter, meskipun dapat

anda gantikan dengan rangkaian transistor.

(6)

Gambar Interfacing LCD menggunakan Serial port

Listing Program Interfacing LCD dengan port Serial Komputer (LCDSerial.c)

#include <dos.h>

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

#define PORT1 0x3F8 /* alamat port*/

/* Definisi alamat base port serial */

/* COM1 0x3F8 */

/* COM2 0x2F8 */

/* COM3 0x3E8 */

/* COM4 0x2E8 */

void main(void)

{

int c;

int count;

char init[] = { 0x0F, 0x01, 0x38 };

/* 0x0F - Init Display */

/* 0x01 - Clear Display */

/* 0x38 - Dual Line / 8 Bits */

outportb(PORT1 + 1 , 0x0); /* mematikan interupt - Port1 */

outportb(PORT1 + 3 , 0x80); /* SET DLAB ON */

outportb(PORT1 + 0 , 0x0C); /* Set Baud rate */

/* 0x06 = 19,200 BPS */

/* 0x0C = 9,600 BPS */

/* 0x18 = 4,800 BPS */

/* 0x30 = 2,400 BPS */

/* Set Baud rate - Divisor Latch High Byte */

outportb(PORT1 + 1 , 0x00);

outportb(PORT1 + 3 , 0x03); /* 8 Bits, No Parity, 1 Stop Bit */

outportb(PORT1 + 2 , 0xC7); /* FIFO Control Register */

outportb(PORT1 + 4 , 0x0B); /* Turn on DTR, RTS, and OUT2 */

/* Register Select (DTR) */

(7)

/* 0 = Instruction Register */

for (count = 0; count < 3; count++)

{

outportb(PORT1, init[count]); /* kirim Init Data Bytes */

delay(20); /* delay untuk INIT */

}

/* Register Select (DTR) */

/* 1 = Data Register */

outportb(PORT1 + 4 , (inportb(PORT1 + 4) & 0xFE));

printf("\nContoh program LCD Serial. Tekan ESC untuk keluar \n");

do {

if (kbhit()){

c = getch();

outportb(PORT1, c);

printf("%c",c);

}

} while (c !=27);

}

Latihan:

1. Buat program yang dapat mengontrol stepper motor seperti gambar berikut :

Gambar Pengendali motor stepper dengan 89C2051 dan port serial

2. Buat program untuk komunikasi serial antara 2 komputer menggunakan

bahasa C, namun mengkombinasikan dengan bahasa assembly sebagai

berikut :

//Program komunikasi serial antara 2 PC

(8)

//Register Dx 0->com1, 1->com2, 2->com3, 3->com4

//Konfigurasi: 9600 bd,no parity,2 stop bits dan 8 data bit

//AL register value is 1 1 1 0 0 1 1 1 -> 0xE7

#include <stdio.h>

#include <process.h>

#include <conio.h>

#include <dos.h>

#include <bios.h>

#define TRUE 1

#define PARAM 0xA7

#define COM1 0

#define COM2 1

void init_port(void);

char state_port(void);

void send_byte(unsigned char);

unsigned char read_byte(void);

void keyb(void);

int tecla = 1;

void main ( void )

{

unsigned char read_com;

unsigned char read_kb;

clrscr();

init_port();

while(read_kb != 'c')

{

read_kb=getch();

send_byte(read_kb);

read_com=read_byte();

if(read_com!=0){printf("%c",read_com);}

}

void init_port()

{

union REGS regs;

regs.h.ah = 0x00;

regs.x.dx = COM2;

regs.h.al = PARAM;

int86( 0x14, &regs, &regs);

}

//mengembalikan keadaan port

char state_port()

{

union REGS regs;

regs.h.ah = 0x03;

regs.x.dx = COM2;

int86( 0x14, &regs, &regs);

if(regs.h.ah & 0x80) printf("\t EXCEED TIME\n");

if(regs.h.ah & 0x40) printf("\t TSR EMPTY\n");

if(regs.h.ah & 0x20) printf("\t THR EMPTY\n");

if(regs.h.ah & 0x10) printf("\t INTERRUPTION\n");

if(regs.h.ah & 0x08) printf("\t THREAT ERROR\n");

if(regs.h.ah & 0x04) printf("\t PARITY ERROR\n");

(9)

if(regs.h.ah & 0x02) printf("\t OVERLOAD ERROR\n");

return (regs.h.ah);

}

//penanganan keyboard

void keyb()

{

union u_type{int a;char b[3];}keystroke;char inkey=0;

if(bioskey(1)==0) return;

keystroke.a=bioskey(0);

inkey=keystroke.b[1];

switch (inkey)

{

case 1: keyb=0;

return; /ESC/

default: keyb=15;

return;

}

//kirim karakter ke port serial

void send_byte(unsigned char byte)

{

union REGS regs;

regs.h.ah = 0x01;

regs.x.dx = COM2;

regs.h.al = byte;

int86( 0x14, &regs, &regs);

if( regs.h.ah & 0x80)

{

printf("\t SENDING ERROR ");

exit(1);

}

//membaca sebuah karakter dari port serial

unsigned char read_byte()

{

int x,a;

union REGS regs;

if((estate_port() & 0x01))

{

regs.h.ah = 0x02;

regs.x.dx = COM2;

int86(0x14,&regs,&regs);

if(regs.h.ah & 0x80)

{

printf("\t Penerimaan data error");

exit(1);

}

return(regs.h.al);}

else

{

return(0);}}

Pengenalan PPI 8255

Programmable peripheral Interface (PP() 8255 ialah chip antarmuka 24 bit (3 port) yang dapat diprogram sesuai keinginan kita. PPI 8255 merupakan chip yang paling banyak digunakan untuk interfacing komputer yang dihubungkan ke port ISA komputer. Anda juga dapat memesan card PPI 8255 ini melalui Innovative Electronics dengan harga yang sangat terjangkau, karena umumnya hanya dibutuhkan 1 IC tambahan sebagai address decoder yaitu 74LS688 beserta jumper.

(10)

Gambar 14.1 ialah pin IC 8255, dimana perlu diingat bahwa pin gnd berada di pin 7 dan Vcc berada di pin ke 26.

Gambar 1Pin IC PPI 8255

Berikut penjelasan masing-masing pin :

• PA0-PA07

Ini ialah port A yang terdiri dari 8 bit , dapat diprogram sebagai input atau output dengan mode bi-directional input/output.

• PB0-PB7

Port B ini dapat deprogram sebagai input /output, tetapi tidak dapat digunakan sebagai port bi-directional.

• PC0-PC7

Port C ini dapat diprogram sebagaiinput/output. Bahkan dapat dipecah menjadi 2 yaitu CU( bit PC4-PC7) dan CL (bit PC0-PC3) yang dapat diprogram sebagai input/output .

• RD dan WR

Sinyal control aktif rendah ini dihubungkan ke 8255. Jika 8255 menggunakan desain peripheral I/O, IOR adan IOW dari system bus dihubungkan ke kedua pin ini.

• RESET

Pin aktif tinggi ini digunakan untuk membersihkan control register. Ketika RESET diaktifkan, seluruh port diinisialisasi sebagai port input.

Pada saat CS memilih chip, A0 dan A1 yang memilih port tertentu. 3 pin ini digunakan untuk mengakses port A, B atau C, atau control register sesuai Tabel

Tabel Pemilihan port 8255

CS* A1 A0 Yang dipilih 0 0 0 Port A 0 0 1 Port B 0 1 0 Port C 0 1 1 Control register 1 x X 8255 tidak dipilih

Mode Pemilihan dari 8255

Pada saat port A, B dan C digunakan sebagai I/), perlu diset juga mode operasi dari port tersebut. Ada 4 mode operasi yang dimiliki 8255 yaitu :

1. Mode 0, ini ialah mode yang paling sederhana, dimana semua port dapat deprogram sebagai input/putput. Pada mode ini seluruh bit sebagai output atau input, tidak ada bit yang dapat dikontrol secara individual.

2. Mode 1, pada mode ini port A dan B dapat digunakan sebagai input atau output dengan kemampuan jabat tangan. Sinyal jabat tangan disediakan oleh bit-bit port C

(11)

3. Mode 2, port A dapat digunakan sebagai port bi-directional I/O dengan kemampuan jabat tangan dimana sinyalnya disediakan oleh port C. Port B dapat digunakan sebagai mode I/O sederhana atau mode 1 jabat tangan.

4. Mode BSR ( bit set/reset ). Pada mode ini, hanya bit individual port C yang dapat diprogram

Berikut contoh bahasa assembly untuk membuat PPI 8255 dengan port A sebagai input dan Port B dan Port C sebagai output.

PORTA EQU 50H PORTB EQU 51H PORTC EQU 52H CNTLREG EQU 53H … MOV AL, 90H MOV CNTLREG,AL IN AL, PORTA OUT PORTB, AL OUT PORTC, AL

Contoh berikut merupakan koneksi 8255 dengan sebuah printer . Program di bawah ini akan menampilkan pesan “Selamat mencoba 8255,Menggunakan buku Saya “$”. Tanda $ menandakan akhir dari pesan 8255 Printer

PA

PC7

D0-D7

STROBE

ACL

OBF

ACK

Gambar 14.2 Rangkaian 8255 dengan Printer

Listing Program Program menampilkan string ke printer (PrinterPPI.asm) DATA_SAYA DB “Selamat mencoba 8255”, CR, LF DB “Menggunakan buku Saya”, CR,LF, “$” PA EQU 300H PB EQU 301H PC EQU 302H CWP EQU 303H LF EQU 0AH CR EQU 0DH

Dari segmen kode :

MOV AL, 10100000B ; control PA= out mode 1 MOV DX,CWP ;DX=303 CW port OUT DX, AL ; mengirim control word MOV AL, 00001101B ;PC6=1 untuk INT a OUT DX, AL ; menggunakan mode BSR MOV SI, OFFSET DATA_SAYA ;S1= data address

(12)

LAGI: MOV AH, [SI] ; ambil sebuah karakter CMP AH, ‘S’ ;apakah selesai? JZ OVER ; jika ya, keluar

MOV DX, PC ;DX =302,alamat port C BACK: IN AL, DX ;ambil status byte dari port C AND, AL, 08 ;apakah INTRa tinggi JZ BACK ;jika tidak, tetpa mengecek

MOV DX, PA ; jika ya, buat DX=300, port data MOV AL, AH ; dan

OUT DX, AL ;kirim karakter ke printer INC SI ; naikkan data pinter JMP AGAIN ; tetap lakukan OVER: … ; ke DOS

Gambar di bawah ini memperlihatkan koneksi port paralel dengan PPI 8255.

Gambar Rangkaian Port Paralel dengan 8255

Pemrograman C untuk PPI 8255

C sangat mendukung pemrograman hardware komputer. Untuk memprogram Bus ISA yang akan berfungsi mengendalikan Kartu PPI (PPI Card) menggunakan bahasa C/C++,, kita menggunakan fungsi outport untuk 8 bit data dan outportb untuk 16 bit data. Berikut tampilan Bus ISA

(13)

Berikut contoh program C untuk mengeluarkan data 0-255 di port B dan C, sedangkan port A sebagai input.

Listing Program 2. Program Mengeluarkan data di PPI (PPI.C) //Menyertakan header file

#include <stdio.h> #include <conio.h> //mendefinisikan konstanta

//symbol 0x menandakan address komputer #define PA 0x300 //port A di alamat 300H #define PB 0x301 //port B di alamat 301H #define PC 0x302 //port C di alamat 302H #define CW 0x303 //Control Word di alamat 303H void main()

{ int data=0; int nilai; clrscr();

printf (“Program PPI 8255\n”)

outportb (CW, 0x90);//port A input, port B dan C output //membuat looping data dari 0-255

for (data=0;data<=255;data++) {

nilai=inportb (PA);

printf (“Data yang masuk di port A %d \n“, nilai); outportb (PB, data);//mengeluarkan data di port B printf (“Mengeluarkan data: %d \n, di port B”,data); delay(500); //delay 0.5 detik

outportb (PC, data);//mengeluarkan data di port C printf (“Mengeluarkan data: %d \n, di port C”,data); delay(500); //delay 0.5 detik

} getch(); }

Koneksi DAC di PPI 8255

Untuk koneksi ke DAC, anda dapat menggunakan IC DAC 8 bit misalnya MC1408 secara langsung .

Gambar Rangkaian DAC 8 bit