PEMROGRAMAN MIKROKONTROLER

PEMROGRAMAN

MIKROKONTROLER

Tutorial, panduan step by step

dan contoh pemrograman

dengan:

 cara yang mudah

 software yang free

PENGENALAN

PEMROGRAMAN MIKROKONTROLER ARM

Revisi 1.0, Januari 2014.

Copyright © 2014 Lukman Rosyidi.

Ditulis oleh Lukman Rosyidi.

Didukung oleh Nuvoton Technology Corp., salah satu ARM partner.

Diterbitkan secara digital oleh Yayasan Prasimax Bina Teknologi, Depok. Kontak: informasi@mikron123.com | www.mikron123.com

ARM® adalah trademark milik ARM Holding Limited.

NuMicro™ adalah trademark milik Nuvoton Technology Corporation. CooCox adalah trademark milik Embest Technology Co., Ltd.

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 2

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Dilarang mengambil atau memodifikasi sebagian atau keseluruhan dari karya ini dalam bentuk apapun tanpa seijin penulis dan penerbit.

DAFTAR ISI

PEMBAHASAN

HALAMAN

1 APA ITU MIKROKONTROLER ARM ?

4

2 APA KELEBIHAN MIKROKONTROLER ARM ?

5

3 HARDWARE YANG DIBUTUHKAN

6

4 CARA INSTALASI HARDWARE

7

5 SOFTWARE YANG DIBUTUHKAN

9

6 CARA INSTALASI SOFTWARE

10

7 MEMBUAT FILE PROJECT

14

8 PEMROGRAMAN LED

20

9 PEMROGRAMAN PUSHBUTTON SWITCH

25

1. APA ITU MIKROKONTROLER ARM ?

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 4

Mikrokontroler adalah mikrokomputer kecil dalam satu chip, di dalamnya

berisi prosessor, memori dan peripheral I/O yang bisa diprogram.

Seri arsitektur ARM terbaru terdiri dari 3 lini kelas penggunaan yaitu:

1. ARM CORTEX A untuk prosesor aplikasi umum

2. ARM CORTEX R untuk prosesor real time

3. ARM CORTEX M untuk prosesor mikrokontroler

ARM adalah arsitektur prosesor 32 bit yang dibuat oleh ARM Holding

dan dilisensikan untuk diproduksi oleh berbagai vendor di dunia

termasuk AMD, Atmel, Freescale, Nuvoton, Nvidia, NXP, Samsung,

ST Micro, dan TI.

Prosesor ARM digunakan pada perangkat smartphone, tablet, dan

embedded system. Kini ARM menjadi arsitektur prosesor yang paling

banyak diproduksi di dunia.

2. APA KELEBIHAN MIKROKONTROLER ARM ?

MCU 8 bit ARM

Cost

Performance

Power Consumption

Dengan harga yang relatif sama,

prosesor ARM memberikan

kinerja jauh lebih tinggi dengan

konsumsi daya yang rendah.

3. HARDWARE YANG DIBUTUHKAN

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 6

Board DT-ARM NUC 120

- NuMicro ARM Cortex M0 12 MHz - 8KB RAM

- 64KB memori program (APROM) - 4KB memori data (DataFlash)

- 45 pin General Purpose I/O (GPIO) - 8 channel ADC 12 bit

- 3 serial UART dg 1 USB & 1 RS485 - 3.3V & 5V compatible

- Programmable via USB

Modul I/O Logic Tester

Lebih jelas bisa dilihat di www.mikron123.com dalam paket MikroARM Starter Pack

4. CARA INSTALASI HARDWARE

Hubungkan Smart LCD

16x2 ke port 3 DT-ARM

NUC140 dengan kabel

IDC yang tersedia.

Langkah 1:

Hubungkan I/O Logic

Tester ke port 2

DT-ARM NUC140 dengan

kabel IDC yang tersedia.

4. CARA INSTALASI HARDWARE

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 8

Langkah 2:

a. Pada board DT-ARM NUC120, pastikan posisi jumper J3 di 1-2, J4 di 1-2,

dan J5 di 2-3, agar board menggunakan jalur USB untuk catu daya.

b. Pastikan jumper J11 pada posisi 2-3 agar DT-ARM NUC120 Board dapat

diprogram melalui jalur USB. Sedangkan J12, J14 dan J15 bisa pada

posisi 1-2 untuk menggunakan PORT B sebagai port I/O.

c. Hubungkan kabel USB antara PC/Laptop dengan DT-ARM NUC120

Board.

d. Jika pengaturan jumper sudah benar, maka LED Indikator Power pada

DT-ARM NUC120 Board akan menyala dan komputer secara otomatis

melakukan instalasi driver.

e. Setelah driver ter-install, PC/Laptop akan mengalokasikan sebuah

koneksi USB-HID (Human Inferface Device) untuk board DT-ARM

NUC120 yang dapat dicek di bagian Device Manager di PC/Laptop.

5. SOFTWARE YANG DIBUTUHKAN

Untuk development di lingkungan Windows XP/7:

1. Software Compiler:

GCC ARM

Download https://launchpad.net/gcc-arm-embedded‎

Software compiler ini free, tidak ada pembatasan kode atau fitur.

2. Software Editor:

CooCox CoIDE

Download http://www.CooCox.com

Software editor ini free, tanpa pembatasan waktu atau fitur.

3. Software Pin Configurator:

CooCox CoSmart

Download http://www.CooCox.com

Software configurator ini free, tanpa pembatasan waktu atau fitur.

4. Software Downloader:

NuMicro ISP Programming Tool

Download http://www.nuvoton.com

Software downloader ini free, disediakan oleh Nuvoton.

6. CARA INSTALASI SOFTWARE

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 10

Langkah 1:

Lakukan instalasi

Software Compiler

GCC ARM.

Perhatikan lokasi

path folder tempat

instalasi software.

6. CARA INSTALASI SOFTWARE

Langkah 2:

Lakukan instalasi Software Editor CoIDE.

Sesudah selesai, panggil software CoIDE, lakukan setting compiler yang

digunakan melalui menu Project > Select Toolchain Path.

6. CARA INSTALASI SOFTWARE

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 12

Langkah 3:

Lakukan instalasi Software Pin Configurator CooCox CoSmart.

Sesudah selesai, panggil software CoSmart, lakukan setting compiler

yang digunakan melalui menu Project > Config GCC Path.

Browse ke lokasi file arm-none-eabi-gcc.exe di folder tempat instalasi

6. CARA INSTALASI SOFTWARE

Langkah 4:

Lakukan instalasi NuMicro ISP Programming Tools.

Panggil software Nuvoton >

NuMicro ISP Programming Tools dari Start Menu.

Pastikan DT-ARM NUC120 sudah terhubung ke PC/laptop melalui kabel USB dan LED powernya menyala.

Tekan tombol RESET di board DT-ARM NUC120 lalu tes koneksi dengan klik tombol Connect. Jika sudah benar maka status berubah menjadi Connected (hijau).

7. MEMBUAT FILE PROJECT

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 14

PORT 2: GPIO A PORT 3: GPIO B PA.8 Button 0 PB.0 LCD RS PA.9 Button 1 PB.1 LCD RW PA.10 Button 2 PB.2 LCD EN PA.11 Button 3 PB.3 - PA.12 LED 4 PB.4 LCD D4 PA.13 LED 5 PB.5 LCD D5 PA.14 LED 6 PB.6 LCD D6 PA.15 LED 7 PB.7 LCD D7

Langkah 1: Ketahui Konfigurasi Pin

Koneksi yang terjadi sebagai berikut.

7. MEMBUAT FILE PROJECT

Langkah 2: Pilih Konfigurasi 1. Panggil aplikasi CooCox

Software > CoSmart dari Start Menu untuk membantu konfigurasi pin

2. Klik tombol New Chip di tengah layar.

3. Pilih Nuvoton, lalu pilih NUC120RD2BN

4. Akan muncul gambar chip NUC120RD2BN, beri contreng pada GPIOA & GPIOB

7. MEMBUAT FILE PROJECT

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 16

Langkah 3a: Setting Pin 1. Di jendela Configuration,

select GPIOA

2. Di bawahnya, klik pada Pin 8 s/d Pin 15 agar Enable 3. Scroll ke bawah, atur Pin

Config

4. Pin 8 Config s/d Pin 11:

 Mode Control: Input

 Digital Input: Enable

 Input Signal Debounce: Enable

5. Pin 12 Config s/d Pin 15:

7. MEMBUAT FILE PROJECT

Langkah 3b: Setting Pin 1. Di jendela Configuration,

select GPIOB

2. Di bawahnya, klik pada Pin 0 s/d Pin 7 agar Enable

7. MEMBUAT FILE PROJECT

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 18

Langkah 4: Generate Project 1. Simpan konfigurasi

dengan klik Project > Save lalu pilih folder dan

ketikkan nama file, misal konfigurasi01

2. Lalu klik Generate > Generate CoIDE Project lalu pilih folder dan

ketikkan nama project, misal latihan01

3. CoSmart akan

membuatkan file project dan membukanya

otomatis di Windows Explorer

7. MEMBUAT FILE PROJECT

Langkah 5: Buka Project Klik dua kali pada file project latihan01 di

Windows Explorer untuk membuka project dengan CoIDE.

Terlihat bahwa file project sudah berisi susunan folder dan file dengan 2 program yaitu Init.c dan main.c

Klik dua kali pada main.c untuk mulai

8. PEMROGRAMAN LED

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 20

LED pada rangkaian hardware adalah digital output yang bersifat ACTIVE LOW, yaitu menyala jika diberi logika LOW, dan mati jika diberikan logika HIGH.

• Untuk memberikan logika HIGH gunakan perintah berikut: DrvGPIO_SetBit(Nama_port, Nomor_pin);

• Untuk memberikan logika LOW gunakan perintah berikut: DrvGPIO_ClrBit(Nama_port, Nomor_pin);

• Untuk bisa menggunakan 2 perintah di atas, perlu memasukkan library #include "DrvGPIO.h"

Keterangan:

Nama_port diisi E_GPA / E_GPB / E_GPC / E_GPD / E_GPE. Dalam hal ini karena LED dihubungkan ke PORT A maka isi dengan E_GPA.

Nomor_pin diisi dengan angka pin kaki mikrokontroler di PORT yang terhubung LED yang ingin dinyalakan/dimatikan. Dalam hal ini empat buah LED sudah

8. PEMROGRAMAN LED

Untuk

membuat

nyala LED

selang-seling,

maka

tambahkan

baris program

sehingga

menjadi

seperti

gambar di

samping.

8. PEMROGRAMAN LED

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 22

Klik icon Build

di toolbar

untuk

melakukan

compile

program.

Pastikan Build

Successful,

tidak ada

error.

8. PEMROGRAMAN LED

Panggil aplikasi Nuvoton >

NuMicro ISP Programming Tool dari Start Menu.

Tekan tombol RESET di board DT-ARM NUC120. Klik tombol

Connect jika diperlukan sehingga status menjadi Connected

(warna hijau).

Klik file tombol APROM lalu browse ke folder project

latihan01\Debug\bin dan pilih latihan01.bin

Klik tombol Start untuk memproses download ke

8. PEMROGRAMAN LED

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 24

Lihat hasilnya pada

hardware.

Dari kanan ke kiri.

LED 4 mati

LED 5 menyala.

LED 6 mati.

9. PEMROGRAMAN PUSHBUTTON SWITCH

Pushbutton switch pada rangkaian hardware adalah digital input yang bersifat ACTIVE LOW, yaitu jika ditekan memberikan logika LOW.

• Untuk mengambil nilai logika input digital gunakan perintah berikut: DrvGPIO_GetBit(Nama_port, Nomor_pin);

• Untuk bisa menggunakan perintah di atas, tetap perlu library #include "DrvGPIO.h"

Keterangan:

Nama_port diisi E_GPA / E_GPB / E_GPC / E_GPD / E_GPE. Dalam hal ini karena Pushbutton switch dihubungkan ke PORT A maka isi dengan E_GPA.

Nomor_pin diisi dengan angka pin kaki mikrokontroler di PORT yang terhubung Pushbutton switch yang ingin dimainkan. Dalam hal ini empat buah Pushbutton switch sudah dihubungkan ke pin 8 s/d 11.

Fungsi DrvGPIO_GetBit menghasilkan nilai 0 jika logika LOW (pushbutton ditekan), atau 1 jika logika HIGH (pushbutton tidak ditekan).

9. PUSHBUTTON SWITCH

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 26

Untuk

membuat

nyala LED 4

tergantung

penekanan

pushbutton 0,

ubah baris

program

sehingga

menjadi seperti

gambar di

samping.

9. PUSHBUTTON SWITCH

Lakukan Build dan

download program seperti

cara sebelumnya.

Lihat hasilnya di hardware.

LED 4 baru akan menyala

ketika pushbutton 0

10. PEMROGRAMAN LCD

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 28 Klik icon Repository pada toolbar. CoIDE sudah menyediakan banyak library komponen untuk membantu kita dalam membuat program.

10. PEMROGRAMAN LCD

Klik tab Drivers pada bagian bawah. CoIDE sudah menyediakan banyak library driver untuk membantu kita memprogram koneksi ke berbagai perangkat dan sensor.

10. PEMROGRAMAN LCD

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 30 Manfaatkan library driver untuk LCD teks 16x2. Klik bagian Alphanumeric, lalu beri tanda contreng pada driver Character LCD dengan

interface GPIO yang dibuat oleh CooCox.

10. PEMROGRAMAN LCD

Library driver LCD CooCox memerlukan komponen xCORE pada Peripherals.

Klik tab bagian Peripherals, lalu beri tanda

contreng pada xCORE.

10. PEMROGRAMAN LCD

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 32 Pada folder CoX_Driver sub LCD_Character yang sudah dibuatkan oleh CoIDE, klik ganda pada file

hd44780.h

Lalu pada sekitar baris 100, ubah definisi pin LCD agar sesuai dengan koneksi hardware yang ada, sehingga menjadi seperti gambar di samping.

10. PEMROGRAMAN LCD

Klik kembali ke isi tampilan

program main.c

Kita sudah bisa menambahkan kode program untuk

menggunakan LCD.

10. PEMROGRAMAN LCD

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 34

• Untuk mulai menggunakan LCD, lakukan inisialisasi dengan perintah berikut: HD44780Init();

• Untuk membersihkan layar LCD, gunakan perintah berikut: HD44780DisplayClear();

• Untuk pergi ke suatu baris dan kolom tertentu, gunakan perintah berikut: HD44780LocationSet(x,y);

• Untuk membersihkan layar LCD, gunakan perintah berikut: HD44780DisplayString(“tulisan”);

Keterangan:

Nilai x diisi dengan nomor kolom LCD yang dituju (pilih 0 s/d 15 untuk LCD 16x2). Nilai y diisi dengan nomor baris LCD yang dituju (pilih 0 atau 1 untuk LCD 16x2).

Untuk menampilkan tulisan di LCD sebelum pengecekan tombol, tambah baris program sehingga menjadi seperti gambar di samping.

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 36

Lakukan Build dan

download program

seperti cara

sebelumnya.

Lihat hasilnya di

hardware.

LCD menampilkan

tulisan yang

diprogramkan.

Terima kasih telah mempelajari.

Silakan belajar lebih lanjut & berkreasi dengan Mikrokontroler ARM.

PRASIMAX MIKRON

Lab & Training Center

Jl. Margonda Raya No.494D Lantai 3 Depok 16424

PAKET CARA MUDAH BELAJAR MIKROKONTROLER ARM

P E N G E N A L A N P E M R O G R A M A N M I K R O KO N T R O L E R A R M 38

Hardware: + Board ARM

+ Smart LCD 16x2 + I/O Logic Tester Ebook Pengenalan: + Instalasi + Pemrograman: - LED - Pushbutton - LCD Hardware: + Keypad 4x4 + Analog Sensor Ebook Basic: + Dasar Bahasa C + Pemrograman: - Keypad - ADC - Data flash Hardware: + Modul RTC Ebook Intermediate: + Pemrograman: - Komunikasi Serial - Komunikasi USB - Timer & Counter - RTC Hardware: + Modul SD Card Ebook Advance: + Standar CMSIS + Pemrograman: - SD card - Custom Library - Real Time O/S MikroARM Starter Pack MikroARM Basic Extension Pack MikroARM Intermediate Extension Pack MikroARM Advance Extension Pack

Available Available Available soon Available soon

REFERENSI

[1] Yiu, Joseph. The Definitive Guide to the ARM Cortex-M0. Elsevier Inc, 2011. [2] ARM. Cortex-M0 Technical Reference Manual. ARM Holding Limited, 2009. [3] Nuvoton. NuMicro™ Family NUC120 Data Sheet. Nuvoton Technology

Corporation, 2011.

[4] Innovative Electronics. Manual DT-ARM NUC 120 Board. Innovative Electronics, 2013.

[5] CooCox. 2013. CoIDE User Guide. http://CooCox.org/CooCox_CoIDE.htm. 1 Januari 2014.