BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Teknologi membuat segala sesuatu yang kita lakukan menjadi lebih mudah. Manusia selalu berusaha untuk menciptakan sesuatu yang dapat mempermudah aktivitasnya, hal inilah yang mendorong perkembangan teknologi yang telah banyak menghasilkan alat sebagai piranti untuk mempermudah kegiatan manusia bahkan menggantikan peran manusia dalam suatu fungsi tertentu. Teknologi memegang peran penting di era modernisasi seperti pada saat ini, dimana teknologi telah menjadi bagian yang tidak dapat dipisahkan dalam kehidupan sehari-hari. Perkembangan teknologi saat ini telah merambah ke segala aspek kehidupan sehingga saat ini seolah kita dimanjakan oleh adanya alat-alat yang dapat memberikan kemudahan.
Dengan dilakukannya praktikum Elektronika tentang "Sistem Min- imum Mikrokontroler AT89S52 dengan Output Seven Segment" ini diharapkan kita mampu memahami alur sistem seven segment dengan sistem minimum AT89S52, mampu membaca program Bascom8051 serta dapat mendesain rangkaian sendiri melalui software Proteus. Fungsi seven segment pada suatu sistem digital biasanya digunakan untuk keperluan menampilkan bilangan, pada display seven segment pada output mikrokontroler ingin ditampilkan pada seven segment maka output pada port mikrokontoler yang berupa bilangan biner dihubungkan dengan dekoder kemudian outputnya dihubungkan dengan display seven segment. Atau pada aplikasi lainnya misalnya untuk menampilkan rangkaian counter.
1.2. Tujuan
1. Mengetahui bagaimana cara kerja rangkaian sistem minimum AT89S52 dengan output Seven Segment.
2. Mampu membaca dan membuat program pada software Bascom8051 3. Mampu membuat desain rangkaian pada software Proteus dan
mengimplementasikannya pada protoboard.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Teori Dasar
2.1.1. Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler adalah suatu rangkaian terintegrasi (IC) yang bekerja untuk aplikasi pengendalian. Untuk mendukung fungsi pengendaliannya, suatu mikrokontroler memiliki bagian-bagian seperti Central Processing Unit (CPU), Read Only Memory (ROM), Random Access Memory (RAM), Pewaktu/Pencacah dan Unit I/O.
AT89S52 sering disebut Flash Microcontroller karena ROM internal yang digunakan adalah EEROM (Electrically Erasable ROM) dengan kapasitas memori 4 kb (internal).
Mikrokontroler AT89S52 merupakan pengembangan dari mikrokontroler MCS-51. Mikrokontroler ini biasa disebut juga dengan mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 8 Kbyte yang dapat diprogram sampai 1000 kali pemograman. Selain itu AT89S52 juga mempunyai kapasitas RAM sebesar 256 bytes, 32 saluran I/O, Watchdog timer, dua pointer data, tiga buah timer/counter 16-bit, Programmable UART (Serial Port). Memori Flash digunakan untuk menyimpan perintah (instruksi) berstandar MCS-51, sehingga memungkinkan mikrokontroler ini bekerja sendiri tanpa diperlukan tambahan chip lainnya (single chip operation), mode operasi keping tunggal yang tidak memerlukan external memory dan memori flashnya mampu diprogram hingga seribu kali. Hal lain yang menguntungkan adalah sistem pemogramanan menjadi lebih sederhana dan tidak memerlukan rangkaian yang rumit.
Sebuah mikrokontroler dapat berfungsi/bekerja, apabila telah terisi oleh program. Program terlebih dahulu dimasukan kedalam memori sesuai dengan kebutuhan penggunaaan pengontrolan yang diperlukan dan yang hendak dijalankan. Program yang dimasukkan kedalam mikrokontroler Atmel 89S52 adalah berupa file heksa (Hex
File), dan program tersebut berisikan instruksi atau perintah untuk menjalankan sistem kontrol. Mikrokontroler merupakan single chip computer yang memiliki kemampuan untuk diprogram.
Mikrokontroller berkembang dengan dua alasan utama, yaitu kebutuhan pasar (market needed) dan perkembangan teknologi baru.
Dalam perkembangannya sampai saat ini, sudah banyak produk mikrokontroler yang telah diproduksi oleh berbagai perusahaan pembuat IC (Integrated Circuit) diantara salah satunya adalah jenis mikrokontroler yang digunakan dalam perancangan alat ini yaitu mikrokontroler seri 8052 yang dibuat oleh ATMEL, dengan kode produk AT89S52. Secara fisik, mikrokontroler AT89S52 mempunyai 40 pin, 32 pin diantaranya adalah pin untuk keperluan port masukan/keluaran. Satu port paralel terdiri dari 8 pin, dengan demikian 32 pin tersebut membentuk 4 buah portparalel, yang masing- masing dikenal dengan Port0, Port1, Port2 dan Port3. Dengan keistimewaan di atas perancangan dengan menggunakan mikrokontroler AT89S52 menjadi lebih sederhana dan tidak memerlukan komponen pendukung yang lebih banyak lagi.
Mikrokontroler AT89S52 memiliki :
a. Sebuah CPU (Central Processing Unit) 8 bit
b. 256 byte RAM (Random Acces Memory) dan ROM/PEROM 8 Kb internal
c. 4 buah port I/O yang masing-masing terdiri dari 8 bit d. Osilator internal dan rangkaian pewaktu
e. 2 buah timer/counter 16 bit
f. 5 buah jalur interupsi (2 interupsi eksternal dan 3 interupsi internal) g. Sebuah port serial dengan full duplex UART (Universal
Asynchronous Receiver Transmitter)
h. Mampu melaksanakan proses perkalian, pembagian, dan Boolean i. EPROM yang besarnya 8 Kbyte untuk memori program
j. Kecepatan maksimum pelaksanaan intruksi per siklus adalah 0,5 μs pada frekuensi clock 24 MHz. Apabila frekuensi clock
mikrokontroler yang digunakan adalah 12 MHz, maka kecepatan pelaksanaan intruksi adalah 1 μs .
Mikrokontroler memiliki sistem minimum yang berfungsi untuk mengaktifkannya. Adapun sistem minimum tersebut adalah sebagai berikut :
Gambar 1. Rangkaian Sistem Minimum AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 terdiri atas 40 pin, yaitu 32 pin I/O, 2 pin timer, 2 pin input dan output, 2 pin serial input dan output, serta 2 pin eksternal input dan output. Arsitektur hardware mikrokontroler AT89S52 dari perspektif luar atau biasa disebut pin out digambarkan pada gambar berikut.
Gambar 2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52
Adapun nama dan fungsi dari setiap pin pada mikrokontroler AT89S52 :
a. Port P0 (pin 39 sampai dengan pin 32)
Port P0 berfungsi sebagai I/O (Input/ Output) biasa atau low order multiplex address data (menerima kode byte pada saat flash programming). Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut. Pada fungsi sebagai low order multiplex address data, port ini akan mempunyai internal pull up terutama pada saat verifikasi program.
b. Port P1 (pin 1 sampai dengan pin 8)
Port P1 berfungsi sebagai I/O biasa atau menerima low order address bytes pada saat flash programming. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan output sink keempat buah input TTL.
c. Port P2 (pin 21 sampai dengan pin 28)
Port P2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat mengakses memori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori
secara delapan bit, port ini akan mengeluarkan isi dari P2 Special Function Register (SFR). Port ini mempunyai internal pull up dan berfugsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL.
d. Port P3 (pin 10 sampai dengan pin 17)
Port P3 berfungsi sebagai I/O biasa, Port P3 mempunyai sifat yang sama dengan port P1 dan port P2.
e. Pin 9
Pin 9 atau RST (Reset). Proses reset merupakan proses untuk mengembalikan sistem ke kondisi semula. Reset tidak mempengaruhi internal program memori. Reset terjadi jika pin RST bernilai high selama minimal dua siklus lalu kembali bernilai low. Power on reset merupakan proses reset yang berlangsung secara otomatis pada saat sistem pertama kali diberi supply. Proses ini mempengaruhi semua register dan internal data memori.
f. Pin 18 dan 19
Pin 18 dan 19 atau Pin XTAL untuk output osilator.
g. Pin 20
Pin 20 berfungsi sebagai ground dari mikrokontroler AT89S52.
h. Pin 29
Pin 29 atau PSEN berfungsi pada saat mengeksekusi program yang terletak pada memori eksternal. PSEN akan aktif dua kali setiap cycle.
i. Pin 30
Pin 30 atau ALE (Address Latch Enable) dapat berfungsi me-latch low byte address pada saat mengakses memori eksternal, sedangkan pada saat flash programming berfungsi sebagai pulsa input untuk operasi normal.
j. Pin 31
Pin 31 atau EA pada kondisi low. Mikrokontroler akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah
sistem direset. Jika berkondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal. Pada saat flash programming pin akan mendapat tegangan 12 volt (VP).
k. Pin 40
Pin 40 berfungsi sebagai VCC pada mikrokontroler AT89S52.
2.1.2. Zadig
Zadig merupakan aplikasi yang digunakan untuk menginstall driver USB generik, seperti winusb, Libsub-Win32/libusb0.sys atau Libusbk untuk membantu anda mengakses perangkat USB. Hal ini dapat berguna ketika :
1. Mengakses perangkat menggunakan aplikasi berbasis Libusb.
2. Mengupgrade driver USB generik.
3. Mengakses perangkat menggunakan WinUSB.
2.1.3. Prog ISP
Prog ISP adalah perangkat lunak untuk AVR downloader yang digunakan dalam pemrograman mikrokontroler yang mengubah (download) data program dari decimal ke heksadecimal karena mikrokontroler hanya mengenal sistem bilangan decimal. ISP- Programmer merupakan program untuk memogram mikrokontroler MCS-51 keluarga Atmel seperti AT89S51, AT89S52 dan mikrokontroler jenis AVR seperti ATMEGA. Software ini bersifat portable jadi tidak perlu di instal terlebih dahulu.
Untuk proses pengisian digunakan teknik ISP (In System Programing) yang telah didukung mikrokontroler versi 89Sxxx, menggunakan kabel ISP- Programmer dan menggunakan software ATMEL P1.5, P1.6, P1.7, reset, ground, dan vcc mikrokontroler.
2.1.4. Bascom IDE 8051
Software BASCOM-8051 adalah salah satu software yang dapat gunakan untuk belajar memprogram mikrokontroler Atmel keluarga MCS-51. BASCOM-8051 adalah merupakan software IDE (integrated development environment), karena dalam software tersebut telah dilengkapi dengan text (source code) editor dan compiler.
BASCOM-8051 untuk membuat program dalam bahasa BASIC, yaitu dari mulai menjalankan software, membuat program, hingga cara kompilasi program sehingga mendapatkan file yang kita butuhkan untuk di isikan kedalam IC mikrokontroler ATMEL keluarga MCS- 51, yaitu file *.hex (hexadecimal). IC mikrokontroler ATMEL keluarga MCS-51 contohnya adalah : 80C320, 87C520, 89C51cc/RC/RD, 89C55, 89C420, 89C668, 89C1051, 89C2051, 89C4051, 89S2051, 89S4051, 89S8252, 89S8253, 89S51, 89S52, dan sebagainya.
2.1.6. Seven Segment
Seven segment merupakan bagian-bagian yang digunakan untuk menampilkan angka atau bilangan decimal. Seven segment tersebut terbagi menjadi 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment bisa menunjukan angka-angka desimal serta beberapa bentuk tertentu melalui gabungan aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment.
Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.
Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk dari pintu-pintu akal
yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.
Seven segmen di bagi menjadi dua yaitu:
1. Common Anoda
Common Anoda adalah kode yang terhubung dalam semua anoda LED pada seven segmen. Common anoda dikasih tegangan VCC dan seven segmen dengan common anoda akan aktif pada saat diberi logika rendah (0) atau sering disebut aktif low. Kaki katoda dari merek a sampai h sebagai kode aktifasi yang memutuskan nyalanya LED.
2. Common Katoda
Common Katoda merupakan pin yang terhubung dengan semua kaki katoda LED dalam seven segmen dengan common katidak akan aktif apabila diberi logika tinggi (1) atau disebut aktif high.
Kaki anoda dengan merek a sampai h sebagai kode aktifasi yang menentukan nyalanya LED.
2.1.7 IC 7447
IC BCD 7447 merupakan IC yang bertujuan mengubah data BCD (Binary Coded Decimal) menjadi suatu data keluaran untuk seven segment. IC 7447 yang bekerja pada tegangan 5V ini khusus untuk menyalakan seven segment dengan konfigurasi common anode. Sedangkan untuk menyalakan tampilan seven segment yang bekerja pada konfigurasi common cathode menggunakan IC BCD 7448.
IC ini sangat membantu untuk meringkas masukan seven segmen dengan jumlah 7 pin, sedangkan jika menggunakan BCD cukup dengan 4 bit masukan. IC BCD bisa juga disebut dengan driver seven segment. Berikut konfigurasi Pin IC 7447.
Konfigurasi Pin IC 7447.
Pin Input IC BCD, memiliki fungsi sebagai masukan IC BCD yang terdiri dari 4 Pin, nama pin masukan BCD dilangkan dengan huruf kapital yaitu A, B, C dan D. Pin input berkeja dengan logika High=1.
Pin Ouput IC BCD, memiliki fungsi untuk mengaktifkan seven segmen sesuai data yang diolah dari pin input. Pin output berjumlah 7 pin yang namanya dilambangkan dengan aljabar huruf kecil yaitu, b, c, d, e, f dan g. Pin Output bekerja dengan logika low=0. Karena itulah IC 7447 digunakan untuk seven segment common anode.
Pin LT (Lamp Test) memiliki fungsi untuk mengaktifkan semua output menjadi aktif low, sehingga semua led pada seven segmen menyala dan menampilkan angka 8. Pin LT akan aktif jika diberi logika low. Pin ini juga digunakan untuk mengetes kondisi LED pada seven segment.
Pin RBI (Ripple Blanking Input) memiliki fungsi untuk menahan data input (disable input), pin RBI akan aktif jika diberi logika low.
Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.
Pin RBO (Ripple blanking Output) memiliki fungsi untuk menahan data output (disable output), pin RBO ini akan aktif jika diberikan logika Low. Sehingga seluruh pin output akan berlogika High, dan seven segment tidak aktif.
1.2. Gambar Rangkaian Percobaan
Gambar 3. Rangkaian Sismin AT89S52 dengan Output Seven Segment
BAB III
METODOLOGI PRATIKUM
3.1. Waktu dan Tempat Pratikum
Praktikum pengujian Rangkaian Sistem Minimum AT89S52 dengan Output Seven Segment dilaksanakan pada hari Kamis tanggal 6 April 2023 pukul 07.00 WIB sampai selesai. Bertempat di Laboratorium Mikroprosesor &
Mikrokontroler Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Sriwijaya.
3.2. Peralatan dan Komponen a. Alat :
Protoboard
Kabel Jumper
Downloader
Minimum System Mikrokontroler b. Komponen
IC 7448 (2 buah)
Seven Segment Common anoda (2 buah)
Resistor 100 (2 buah)
3.3. Prosedur Pratikum a. Software
Untuk simulasi rangkaian Sistem Minimum AT89S52 dengan output Seven Segment menggunakan software Proteus, adapun langkah-langkah nya sebagai berikut :
1. Buatlah rangkaian seperti gambar 3 pada Proteus.
2. Buatlah program Seven Segmment Counter Up pada Port2 pada Bascom8051.
3. Masukan program LED tersebut dalam format Hex ke dalam rangkaian.
4. Simulasikan rangkaian tersebut.
b. Hardware
Adapun langkah-langkah untuk membuat rangkaian pada Protoboard adalah sebagai berikut :
Komponen pertama IC7448 dan Seven Segment Common katoda 1. Seven segment dan IC disusun pada protoboard.
2. Hubungkan kaki 15 IC ke kaki f pada seven segment.
3. Hubungkan kaki 14 IC ke kaki g pada seven segment.
4. Hubungkan kaki 13 IC ke kaki a pada seven segment.
5. Hubungkan kaki 12 IC ke kaki b pada seven segment.
6. Hubungkan kaki 11 IC ke kaki c pada seven segment.
7. Hubungkan kaki 10 IC ke kaki d pada seven segment.
8. Hubungkan kaki 9 IC ke kaki e pada seven segment.
9. Hubungkan kaki 16 IC ke jalur positif protoboard.
10. Hubungkan kaki 8 IC ke jalur negatif protoboard.
11. Hubungkan kaki 3,4, dan 5 IC ke Vcc.
12. Hubungkan kaki tengah pada seven segment ke resistor lalu hubungkan lagi ke Gnd.
13. Hubungkan Kaki 7 IC ke P2.0 pada mikrokontroler.
14. Hubungkan Kaki 1 IC ke P2.1 pada mikrokontroler.
15. Hubungkan Kaki 2 IC ke P2.2 pada mikrokontroler.
16. Hubungkan Kaki 6 IC ke P2.3 pada mikrokontroler.
Komponen Kedua IC7448 dan Seven Segment Common katoda 17. Seven segment dan IC disusun pada protoboard.
18. Hubungkan kaki 15 IC ke kaki f pada seven segment.
19. Hubungkan kaki 14 IC ke kaki g pada seven segment.
20. Hubungkan kaki 13 IC ke kaki a pada seven segment.
21. Hubungkan kaki 12 IC ke kaki b pada seven segment.
22. Hubungkan kaki 11 IC ke kaki c pada seven segment.
23. Hubungkan kaki 10 IC ke kaki d pada seven segment.
24. Hubungkan kaki 9 IC ke kaki e pada seven segment.
25. Hubungkan kaki 16 IC ke jalur positif protoboard.
26. Hubungkan kaki 8 IC ke jalur negatif protoboard.
27. Hubungkan kaki 3,4, dan 5 IC ke Vcc.
28. Hubungkan kaki tengah pada seven segment ke resistor lalu hubungkan lagi ke Gnd.
29. Hubungkan Kaki 7 IC ke P2.4 pada mikrokontroler.
30. Hubungkan Kaki 1 IC ke P2.5 pada mikrokontroler.
31. Hubungkan Kaki 2 IC ke P2.6 pada mikrokontroler.
32. Hubungkan Kaki 6 IC ke P2.7 pada mikrokontroler.
33. Hubungkan Kabel downloader di hubungkan dengan Pin 6 (MISO), Pin 7 (MOSI), Pin 8 (SCK) Pin 9 (RST), VCC dan GND pada mikrokontroller.
34. Colokan downloader ke laptop, kemudian buka software Zadig yang berfungsi untuk mendownload driver nya.
35. Setelah driver terinstall, buka software Prog ISP yang berfungsi untuk mendownload program ke mikrkontroler.
BAB IV
HASIL PERCOBAAN
Mikrokontroller AT89S52 harus memiliki 2 buah komponen vital yaitu Reset dan XTAL. Analog fungsi Osilator adalah jantung pemompa data. Dan Fungsi Reset adalah untuk membuat mikrokontroler memulai kembali pembacaan, hal tersebut di butuhkan pada saat mikrokontroler mengalami gangguan pada saat eksekusi program. Seperti fungsinya Mikrokontroler adalah alat kontrol yang elektronika yang di program. Program pada mikrokontroller AT89S52 ini menggunakan aplikasi BASCOM IDE 8051. Apabila Program sudah di buat, maka selanjutnya adalah mendownloadnya ke mikrokontroler tersebut dengan sebuah alat yang di sebut dengan Downloader atau Flash, menggunakan software Prog ISP168, kabel downloader di hubungkan dengan Pin 6 (MISO), Pin 7 (MOSI), Pin 8 (SCK) Pin 9 (RST), VCC dan GND pada mikrokontroller.
Pada percobaan kali ini adalah menghidupkan seven segment pada Rangkaian Sistem minimum AT89S52, kaki BCD 4 bit (A, B, C, D) terhubung ke Port 2 I/O mikrokontroler ini. Terdapat BCD 8 bit yang mengisi penuh P2.0 sampai P2.7. Setelah membuat rangkaian sistem minimum dengan seven segment, agar mikrokontroler dapat berjalan perlu di masukan sebuah program yang berjalan perlu di masukan sebuah program yang di buat dari aplikasi BASCOM IDE 8051. Pada Hasil Percobaan jika program dan rangkaian benar sesuai dengan prosedur diatas, maka mikrokontroler dapat menjalankan dan mengeksekusi
program sesuai dengan instruksi program yang di buat. Pada saat pengujian rangkaian, seven segment akan meng counter up 00-99 dengan delay waktu yang di buat pada program, yaitu 250 milisekon.
BAB VII DAFTAR PUSTAKA
https://www.immersa-lab.com/sistem-minimum-mikrokontroler.htm http://eprints.polsri.ac.id/1471/3/BAB%20II.pdf
http://eprints.polsri.ac.id/10135/3/File%20III%20%28BAB%20II%29.pdf https://www.robotics-university.com/2013/04/cara-menggunakan-bascom- 8051.html
https://fungsi.co.id/seven-segment-display/
http://cikampekdigital.blogspot.com/2014/11/pengertian-dan-fungsi-ic-7448.html
BAB VIII LAMPIRAN
Rangkaian Seven Segment pada Protoboard
Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52 dengan Output Seven
Segment
JOB 2
SISTEM MINIMUM MIKROKONTROLER AT89S52 DENGAN
OUTPUT SEVEN SEGMENT
Dibuat Oleh :
Nama : Nadila Maulidia
Kelas : 4EB
NPM : 062130320995
Partner : Dinanda Achirudin Kelompok : 3 (Tiga)
