Teknik Mikrokontroller
DISUSUN OLEH :
NAMA
: SYAWAL ADIYAKSA
NPM
: 2015030031
JURUSAN : SISTEM KOMPUTER
1. Komponen Mikrokontroller
Gambar 1 menunjukkan komponen-komponen dari suatu mikrokontroler yang mempunyai fasilitas lengkap beserta peranti eksternal yang biasanya dihubungkan ke/ dari mikrokontroler. Tidak semua mikrokontroler mempunyai semua komponen tersebut, misalnya konverter A/D dan D/A hanya terdapat pada beberapa jenis mikrokontroler tertentu.
Gambar 1 Komponen dari suatu mikrokontroler
CPU (Central Processing Unit) pada mikrokontroler berupa mikroprosesor yang berfungsi sebagai otak dari mikrokontroler. Mikroprocessor adalah peranti yang berfungsi untuk memproses data, yaitu berupa fungsi logika dan aritmatika.
Dalam suatu mikrokontroler biasanya terdapat tiga buah memori, yaitu RAM, ROM dan EEPROM. RAM dan ROM hampir selalu ada pada setiap mikrokontroler, sedangkan EEPROM hanya terdapat pada beberapa jenis mikrokontroler tertentu. RAM digunakan sebagai penyimpan data sementara yang berupa register-register. Register adalah tempat penyimpanan data yang berkaitan dengan banyak hal, misalnya variabel dalam program, keadaan input/output, serta pengaturan timer/counter dan komunikasi serial. Telah disebutkan sebelumnya data pada RAM akan hilang saat catu daya dicabut.
ROM), yang mirip seperti memori pada flash disk, namun bedanya adalah flash PEROM hanya dapat dihapus dan ditulis secara sekaligus. EEPROM biasanya digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang meski catu daya dihapus. Meski fungsinya mirip EEPROM biasanya lebih sedikit digunakan dibanding RAM karena kecepatan akses EEPROM yang lebih lambat. Contoh penggunaannya adalah penyimpanan data password. atau setting suatu sistem.
Timer/counter adalah peranti untuk mencacah sinyal dari clock ataupun sinyal dari suatu kejadian. Jika sinyal yang dicacah berasal dari clock maka peranti ini berfungsi sebagai pewaktu, sedangkan jika berasal dari clock maka peranti ini berfungsi sebagai pencacah. Pewaktu bisa digunakan untuk bermacam-macam kegunaan, misalnya untuk menghasilkan tundaan waktu dan untuk mengukur selang waktu suatu proses.
Peranti antarmuka ke input/output pada mikrokontroler disebut sebagai port. Pada satu port I/O digital terdiri beberapa pin, biasanya berjumlah 8 atau satu byte, dengan masing-masing pin dapat mentransfer satu bit data biner (logika 0 dan 1) dari/ke mikrokontroler. Selain port I/O digital, pada suatu mikrokontroler juga dapat berkomunikasi dengan peranti lain menggunakan komunikasi serial. Terdapat berbagai standar atau protokol untuk komunikasi serial seperti SPI (Serial Peripherial Interface), I2C (Inter-Integrated Circuit), 1-wire, 2-wire, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) dan USART (Universal Synchronous-Asynchronous Receiver Transmitter).
2. Komponen Prosessor
Prosesor golongan x86 yang digunakan untuk PC, biasanya terdiri dari beberapa komponen penting, antara lain:
Unit kontrol, yaitu bagian yang bertugas mengatur jalannya program.
Unit eksekusi, yaitu bagian yang melakukan operasi terhadap data yang terdiri
dari:
misalnya penjumlahan, perkalian, pengurangan, dan lainnya. ALU sendiri terdiri dari device-device memori kecil yang dikenal dengan nama register. Pada register inilah informasi-informasi disimpan selama pemrosesan data sedang berlangsung.
ALU juga terdiri dari sirkuit-sirkuit untuk mengevaluasi informasi. Misalnya
adder dan comparator, yang memanipulasi data sesuai instruksi yang terprogram FPU (Floating Point Unit). Komponen ini berfungsi untuk memproses data berupa bilangan floating point.
Sekumpulan daftar yang dapat digunakan untuk menampung data maupun hasil perhitungan yang belum selesai dengan sempurna. Komponen ini terkadang terdapat dalam CPU, tetapi tidak semuanya. Memori internal CPU, biasanya berupa cache, seringkali disebut dengan istilah cache memori. Sekarang ini, prosesor-prosesor modern sudah dilengkapi komponen ini. Sedangkan prosesor-prosesor lama, banyak yang tidak memilikinya.
CARA KERJA.
Cara kerja micro processor adalah menjalankan sekumpulan instruksi mesin yang memberitahu processor apa yang harus dilakukan. Berdasarkan instruksi tersebut, mikro processor melakukan tiga hal dasar: 1) Menggunakan ALU (Arithmetic Logic Unit) untuk melakukan operasi matematis seperti penambahan, pengurangan, perkalian dan pembagian. Mikro processor modern mengandung floating point unit yang dapat melakukan operasi yang sangat kompleks pada angka yang besar. 2) Memindahkan data dari satu lokasi memori ke lokasi lainnya. 3) Mengambil keputusan dan melompat ke instruksi lain sesuai keputusan itu.
Mikroprosesor itu sendiri (MPU atau CPU)
Mikroprosesor berfungsi sebagai otak sistem. Ia mengatur kerja sisitem berdasarkan urutan program yang telah ditetapkan. Ia mengatur keluar masuknya data dari/ke antar bagian dalam sistem. Ia juga mengatur aktivitas keluar/masuk data dari/ke perangat diluar sistem.
MPU adalah sebuah CPU yang tersusun dari 3 bagian pokok yaitu: Arithmetic Logic Unit (ALU) --> menyediakan fungsi pengolahan.
Control Unit (CU) --> mengontrol fungsi prosesor
Register Unit (RU) --> tempat penyimpanan sementara dalam mikroprosesor
Sebagai CPU, MPU bekerja dan melakukan fungsi dasar yaitu fungsi logika dan aritmetika. Fungsi logika antara lain fungsi AND, OR, XOR, CPL, dan NEG. Sedangkan fungsi Aritmetika antara lain: ADD, SUB, ADC, SBC, INC, dan DEC.
Disamping fungsi pengolahan aritmetika dan logika MPU juga melakukan fungsi pengalihan data dengan menggunakan perintah MOV, atau LOAD, EXCHANGE, PUSH, dan POP. Untuk menyimpan program dan data yang digunakan pada sistem mikroprosesor harus dilengkapi dengan Memori. Jadi, memori mutlak diperlukan dalam sistem mikroprosesor. Tanpa ada memori, sistem mikroprosesor tidak dapat bekerja, terutama memori program dalam ROM.
3. Komponen Memori
Komponen utama dalam sistem komputer adalah Arithmetic and Logic Unit (ALU), Control Circuitry, Storage Space dan piranti Input/Output. Tanpa memori, komputer hanya berfungsi sebagai piranti pemroses sinyal digital saja, contohnya kalkulator atau media player. Kemampuan memori untuk menyimpan data, instruksi dan informasi-lah yang membuat komputer dapat disebut sebagai komputer multi-fungsi (general-purpose). Komputer merupakan piranti digital, maka informasi disajikan dengan sistem bilangan biner (binary). Teks, angka, gambar, suara dan video dikonversikan menjadi sekumpulan bilangan biner (binary digit atau disingkat bit). Sekumpulan bilangan biner dikenal dengan istilah BYTE, dimana : 1 bita = 8 bit
ukuran dan jumlah program yang bisa dijalankan dalam waktu yang sama, sekaligus
juga jumlah data yang bisa diproses.
Berdasarkan kecepatannya memory ada 4 macam yaitu :
1. REGISTER MEMORY
Merupakan jenis memory dimana kecepatan acces yang paling cepat, memory ini terdapat pada Cpu/processor.
Contoh :
Register data, register alamat , stack pointer register, Memory Address Register, I/O Address Register, dll.
2. CACHE MEMORY
Memory berkapasitas terbatas,berkecepatan tinggi yang lebih mahal dari pada memory utama.Cache memory ini ada diantara memory utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu pada memory utama agar kinerja dapat ditingkatkan.
Cache memory ini ada 2 macam yaitu :
1. Cache memory yang terdapat pada internal Processor, cache memory jenis ini kecepatan accesnya sangat tinggi ,dan harganya sangat mahal.Dapat dilihat pada processor seperti P4,P3,AMD-ATHLON dll. Semakin tinggi kapasitas L1,L2 Cache memory maka semakin mahal dan semakin cepat processor.
2. Chace memory yang terdapat diluar processor , yaitu berada pada Mother board , memory jenis ini kecepatan aksesnya sangat tinggi meskipun tidak secepat cache memory jenis pertama (yang ada pada internal prosesor). Semakin besar kapasitasnya maka semakin mahal dan cepat. Kapasitas chace memory yaitu 256 kb,512 kb,1 Mb, 2 Mb dll.
3. MEMORI UTAMA
Memori ini berfungsi untuk menyimpan data dan program. Jenis memori utama yaitu:
Random Access Memory (RAM), atau biasa juga disebut memory, adalah suatu alat komputer (perangkat keras/hardware). Ram merupakan salah satu jenis alat penyimpanan data pada komputer atau media elektronik lainnya (PDA. HP, Notebook, Netbook, dll) yang bersifat sementara. Artinya bila komputer dimatikan, maka semua instruksi atau data yang telah disimpan di ram ini akan hilang. Jadi
Fungsi Ram yaitu untuk menyimpan instruksi sementara dari komputer untuk mengeluarkannya ke output device.
Ada beberapa jenis RAM yang ada dipasaran saat ini yaitu SRAM , EDORAM , SDRAM , DDRAM, RDRAM , VGRAM dll.
Read Only Memory
Read Only Memory (ROM) adalah suatu himpunan dari chip yang berisi bagian dari sistem operasi yang mana dibutuhkan pada saat komputer dinyalakan. ROM juga dikenal sebagai suatu firmware. ROM tidak bisa ditulisi atau diubah isinya oleh pengguna. ROM tergolong dalam media penyimpanan yang sifatnya non volatile. Penggunaan dari ROM ini contohnya adalah sebagai media penyimpanan dari BIOS (Basic Input-Output System) yang dibuat oleh pabriknya. BIOS merupakan bagian yang sangat kritis dari suatu sistem operasi, yang mana fungsinya memberi tahu komputer bagaimana caranya mengakses disk drive. Ketika komputer dinyalakan, RAM masih kosong dan instruksi yang ada pada ROM BIOS lah yang digunakan oleh CPU untuk mencari disk drive yang berisi file-file utama dalam sistem operasi. Komputer lalu memindahkan file-file tersebut ke dalam RAM dan kemudian menjalankannya.
4. MEMORI SEKUNDER
Memori sekunder merupakan memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program .contohnya : hardisk,floppy disk,disket, flashdish,dll.
KESIMPULAN :
memori merupakan subuah perangkat yang paling penting dalam sebuah komputer, maka tidak heran jika tanpa memori sistem dalam sebuah komputer tidak bisa berjalan secara maksimal.
Cache adalah salah satu jenis RAM yang lebih responsif dibandingkan dengan RAM biasa. Pemeriksaan oleh CPU mengenai penyimpanan dalam memori cache sebelum ke memori pusat akan memudahkan komputer menemukan informasi mengenai penyimpanan yang lebih besar hingga akhirnya ektraksi data akan berjalan lebih cepat dan tepat.
