BAB 2
LANDASAN TEORI
Dalam merancang sebuah peralatan yang cerdas, diperlukan suatu perangkat
keras (hardware) yang dapat mengolah data, menghitung, mengingat dan mengambil
pilihan. Mikrokontroler merupakan salah satu jawabannya. Selain perangkat keras,
perangkat lunak (software) juga mempunyai peranan yang sangat penting karena
perangkat lunak merupakan seperangkat intruksi yang disusun menjadi sebuah program
untuk memerintahkan microcomputer melakukan suatu pekerjaan. Dalam merancang
suatu program mikrokontroler dibutuhkan suatu software yang dapat menulis program
dan mengubahnya menjadi bilangan heksadesimal.
2.1 Mikrokontroller
Mikrokontroller merupakan sebuah single chip yang didalamnya telah dilengkapi dengan CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Acces Memory), ROM (Read Only Memory), input dan output, timer/counter, serial com port secara spesifik digunakan untuk aplikasi-aplikasi control dan buka aplikasi serbaguna. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus.
2.2 Mikrokontroler Atmega32
Mikrokontroler merupakan suatu device yang di dalamnya sudah terintegrasi dengan I/O port,RAM,ROM,sehingga dapat digunakan untuk berbagai keperluan
kontroler .Mikrokontroler AVR ATmega32 merupakan low power CMOS mikrokontroler 8 bit yang di kembangkan oleh atmel dengan arsitektur RISC (Reduced Instruction SET Computer) sehingga dapat mencapai troughput eksekusi instruksi 1 MIPS (Million Instruction Per Second). Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas yaitu kelas ATtiny, kelas AT90xx, keluarga ATmega,dan kelas AT86RFxx.pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori,peripheral, spedd. Operasi tegangan dan fungsinya sedangkan dari segi arsitektur dan instruksi yang di gunakan bisa di katakan hampir sama.
2.3 Sensor Suara
Adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi
besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen
yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic
kondenser. Prinsip kerja ECM adalah getaran suara yang diterima oleh dielectric
berupa membran tipis di dalam ECM akan menyebabkan perubahan nilai
kapasitasnya. Berikut adalah gambar fisik dari sensor suara (sound sensor).
2.4 LCD (liquid crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. Kegunaan LCD banyak
sekali dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler,
LCD (Liquid Crysral Display) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai
hasil sensor, menampilakan teks, atau menampilakan menu pada aplikasi
mikrokontroler. M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16
karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh baris pixel dan 5
kolom pixel (1 baris pixel terakhir adalah kursor).
2.5 CodeVision AVR
CodeVision AVR merupakan sebuah software yang digunakan untuk memprogram mikrokontroler yang sekarang ini telah umum. Mulai dari penggunaan untuk kontrol sederhana sampai kontrol yang cukup kompleks, mikrokontroler dapat berfungsi jika telah diisi sebuah program, pengisian program ini dapat dilakukan menggunakan compiler yang selanjutnya diprogram ke dalam mikrokontroler menggunakan fasilitas yang sudah di sediakan oleh program tersebut. Salah satu compiler program yang umum digunakan sekarang ini adalah CodeVision AVR yang menggunakan bahasa pemrograman C.
CodeVision AVR mempunyai suatu keunggulan dari compiler lain, yaitu
adanya codewizard, fasilitas ini memudahkan kita dalam inisialisasi
mikrokontroler yang akan kita gunakan.
2.6 Bahasa C
Bahasa yang digunakan dalam CodeVisionAVR adalah bahasa C, Bahasa pemrograman C merupakan salah satu bahasa pemrograman komputer. Dibuat pada tahun 1972 oleh Dennis Ritchie untuk Sistem Operasi Unix di Bell Telephone Laboratories. Meskipun C dibuat untuk memprogram sistem dan jaringan komputer namun bahasa ini juga sering digunakan dalam mengembangkan software aplikasi. C juga banyak dipakai oleh berbagai jenis platform sistem operasi dan arsitektur komputer, bahkan terdapat beberepa compiler yang sangat populer telah tersedia. C secara luar biasa memengaruhi bahasa populer lainnya, terutama C++ yang merupakan extensi dari C.
Gambar 2.2 Tampilan Software Bahasa C
2.6.1 Kerangka Dasar Bahasa Pemrograman C
Bahasa pemrograman C sama seperti bahasa pemrograman lainnya yang
memiliki kerangka dasar. Kerangka Dasar Bahasa C adalah sebagai berikut:
• Fungsi main()
Fungsi main merupakan fungsi utama yang wajib ada pada saat kita
membuat program dengan bahasa C. Dalam sebuah project hanya boleh ada 1
buah fungsi main() saja. Namun dalam bahasa C, tidak membatasi hanya boleh 1
fungsi saja, melainkan kita juga diperbolehkan untuk membuat fungsi-fungsi
lain selain fungsi main() yang bisa mempermudah kita dalam membuat sebuah
program.
• Deklarasi variabel
Pendeklarasian variabel ini dilakukan untuk mendaftarkan variabel apa
saja yang akan kita gunakan dalam program yang kita buat. Pendeklarasian
variabel ini biasanya sekaligus dengan mencantumkan tipe data dari variabel
tersebut.
• Perintah (statement)
Perintah merupakan deretan program yang kita buat dalam sebuah
project.
• Akses library
Digunakan untuk mengakses library apa saja yang kita perlukan dalam
pembuatan sebuah program.
• Komentar
Komentar merupakan sebuah kalimat yang biasanya dicantumkan oleh
seorang programer sebagai sebuah catatan kecil yang mana komentar ini tidak
akan ikut di compile atau diproses.
Bahasa C mempunyai beberapa kelebihan dibanding dengan bahasa
pemrograman yang lain, yaitu:
• Kelebihan
1. C mempunyai operator yang lengkap untuk memanipulasi data.
2. Berbagai struktur data dan pengendalian proses disediakan dalam C, sehingga memungkinkan dibuat program yang terstruktur, bahkan program yang berorientasi pada objek (OOP = Object Orientied Programming).
3. Dibanding dengan bahasa mesin atau rakitan (assembly), C jauh lebih mudah dipahami dan pemrogram tidak perlu tahu detail mesin komputer yang digunakan sehingga tidak menyita waktu dalam menyelesaikan masalah ke dalam bentuk program. C merupakan bahasa yang berorientasi pada permasalahan (objek), dan bukan berorientasi pada mesin.
4. Kecepatan eksekusi C mendekati kecepatan eksekusi program yang dibuat dengan bahasa tingkat rendah, namum kemudahan dalam memprogram setara dengan bahasa tingkat tinggi.
5. C memungkinkan memanipulasi data dalam bentuk bit maupun byte secara efisien. Disamping itu juga memungkinkan untuk melakukan manipulasi alamat dari suatu data yang dalam C dinamakan pointer.
• Kekurangan
Adapun kelemahan --atau lebih tepatnya kesulitan bahasa pemrograman
C terutama yang dirasakan oleh pemrogram pemula diantaranya adalah:
1. Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang-kadang membingungkan pemakai, yang jika belum familiar akan menimbulkan masalah.
2. Para pemrogram C tingkat pemula umumnya belum pernah mengenal pointer dan tidak terbiasa menggunakannya, padahal keampuhan bahasa C justru terletak pada pointer.
2.7
ISIS & ARES Proteus
Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang juga
dilengkapi dengan simulasi PSpice pada level skematik sebelum rangkaian
skematik di-upgrade ke PCB sehingga sebelum PCBnya di cetak kita akan tahu
apakah PCB yang akan kita cetak apakah sudah benar atau tidak. Proteus
mampu mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain
rangkaian dengan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik
yang kita buat. Software Proteus ini bagus digunakan untuk desain rangkaian
mikrokontroller.
Proteus juga bagus untuk belajar elektronika seperti dasar-dasar
elektronika sampai pada aplikasi pada mikrokontroller. Software Proteus ini
menyediakan banyak contoh aplikasi desain yang disertakan pada instalasinya.
Sehingga memungkinkan bisa belajar dari contoh-contoh yang sudah ada.
Fitur-fitur yang terdapat dalam Proteus adalah sebagai berikut :
• Memiliki kemampuan untuk mensimulasikan hasil rancangan baik digital maupun analog maupun gabungan keduanya.
• Mendukung simulasi yang menarik dan simulasi secara grafis.
• Mendukung simulasi berbagai jenis microcontroller seperti PIC 8051 series.
• Memiliki model-model peripheral yang interactive seperti LED, tampilan LCD, RS232, dan berbagai jenis library lainnya.
• Mendukung instrument-instrument virtual seperti voltmeter, ammeter, oscciloscope, logic analyser, dan lain-lainnya.
• Memiliki kemampuan menampilkan berbagi jenis analisis secara grafis seperti transient, frekuensi, noise, distorsi, AC dan DC, dan lain-lainnya.
• Mendukung berbagai jenis komponen-komponen analog.
• Mendukung open architecture sehingga kita bisa memasukkan program seperti C++ untuk keperluan simulasi.
• Mendukung pembuatan PCB yang di-update secara langsung dari program ISIS ke program pembuat PCB-ARES.
ISIS dipergunakan untuk keperluan pendidikan dan perancangan. Beberapa
fitur umum dari ISIS adalah sebagai berikut :
• Windows dapat dioperasikan pada Windows 98/Me/2k/XP dan Windows terbaru. • Routing secara otomatis dan memiliki fasilitas penempatan dan penghapusan dot. • Sangat powerful untuk pemilihan komponen dan pemberian properties-nya.
modul dan jalur.
• Memiliki fasilitas report terhadap kesalahan-kesalahan perancangan dan simulasi elektrik.
• Mendukung fasilitas interkoneksi dengan program pembuat PCB-ARES.
• Memiliki fasilitas untuk menambahkan package dari komponen yang belum didukung. ARES (Advanced Routing and Editing Software) digunakan untuk membuat modul layout PCB. Adapun fitur-fitur dari ARES adalah sebagai berikut :
1. Memiliki database dengan tingkat keakuratan 32-bit dan memberikan resolusi sampai 10 nm, resolusi angular 0,1 derajat dan ukuran maksimum board sampai 10 m.
2. ARES mendukung sampai 16 layer.
3. Terintegrasi dengan program pembuat skematik ISIS, dengan kemampuan untuk menentukan informasi routing pada skematik.
4. Visualisasi board 3-Dimensi.
5. Penggambaran 2-Dimensi dengan simbol library.
Proteus lebih memiliki kelebihan pada desainnya yang sederhana, sangat mudah dan bagus digunakan untuk perancangan rangkaian mikrokontroller yang akan sangat membantu digunakan oleh mahasiswa yang mengambil mata kuliah berhubungan dengan mikrokontroller. Kelebihannya yang lain adalah sebelum PCB dicetak skematiknya bisa disimulasikan dulu.
2.8 USB Downloader ISP
