Mudah Pemrograman Mikrokontroller ATMEL AVR Dengan BASCOM AVR

7/22/2019 Mudah Pemrograman Mikrokontroller ATMEL AVR Dengan BASCOM AVR

1/104

Hak Cipta dilindungi Undang-Undang, 2010 (c) Agfianto Eko Putra

Mudah Menguasai Pemrograman

Mikrokontroler Atmel AVR

menggunakan BASCOM-AVR

Agfiant o Eko Putra

(http://klikdisini.com/embedded)

Versi 1.5 - 2010

Kelompok Riset DSP dan Embedded Intelligent System ELINS

Universitas Gadjah Mada - Yogyakarta 55281
http://klikdisini.com/embeddedhttp://klikdisini.com/embedded


2/104


Daftar Isi

Modul-1: ATMega16 DAN BASCOM AVR .......................................................................................... 1

1.1. Apakah Mikrokontroler itu? ............................................................................................... 1

1.2. Pengetahuan Dasar Mikrokontroler AVR ............................................................................ 3

1.2.1. Pendahuluan .............................................................................................................. 3

1.2.2. Memilih AVR yang benar ......................................................................................... 4

1.3. Ada Apa dengan Mikrokontroler AVR ATMega16? .............................................................. 5

1.4. Ringkasan Fitur-fitur Mikrokontroler AVR ATMega16 ......................................................... 5

1.5. Diagram Pin dan Diagram Blok Mikrokontroler AVR ATMega16 .......................................... 7

1.6. Penjelasan Singkat Pin-pin pada Mikrokontroler AVR ATMega16........................................ 9

1.7. Mengawali Membuat Aplikasi berbasis Mikrokontroler AVR............................................. 10

1.8. Bahasa Pemrograman BASIC AVR (BASCOM AVR) ............................................................. 14

1.8.1. Tipe Data .................................................................................................................. 14

1.8.2. Variabel .................................................................................................................... 14

1.8.3. Konstanta ................................................................................................................. 15

1.8.4. Penulisan Bilangan ................................................................................................... 16

1.8.5. Alias ......................................................................................................................... 16

1.8.6. Array atau Larik ........................................................................................................ 16

1.8.7. Operator .................................................................................................................. 16

1.8.8. Operasi Bersyarat ..................................................................................................... 17

1.8.9. Pengulangan Operasi ................................................................................................ 18

1.8.10. Lompatan Proses ...................................................................................................... 19

Modul-2: Konsep I/O ATMega16 (LED dan Pushbutton) ................................................................. 20

2.1. Rangkaian LED CC Common Cathode............................................................................. 20

2.2. Latihan-1: Menghidupkan semua LED ............................................................................... 20

2.3. Latihan-2: Menghidupkan dan Mematikan LED ................................................................ 21

2.4. Latihan-3: Animasi LED ..................................................................................................... 22

2.5. Latihan-4: Animasi LED Alternatif Program .................................................................... 23

2.6. Latihan-5: Animasi LED Lainnya ........................................................................................ 24

2.7. Latihan-6: Penerjemahan PenekananPushButtonpada Tampilan LED .............................. 24

2.8. Latihan-7:Pushbuttondan Animasi LED ........................................................................... 26

Modul-3: Timer, Counter dan PWM ................................................................................................ 27

3.1. Pendahuluan Timer dan Counter ...................................................................................... 27

3.2. Tentang Timer0 dan Timer2 ............................................................................................. 27

3.3. Timer0, Timer2 dan BASCOM AVR .................................................................................... 28

3.4. Tentang Timer1 ................................................................................................................ 29

3.5. Latihan-1: Menggunakan Timer1 ...................................................................................... 30

3.6. Latihan-2: Menggunakan Timer0 ...................................................................................... 36

3.7. Latihan-3: Menggunakan Counter0 .................................................................................. 39

3.8. Latihan-4: Menggunakan Fasilitas Capture pada Timer1 ................................................... 41

3.9. Latihan-5: Tentang PWM (Pulse Width Modulation) ......................................................... 42

Modul-4: Konsep Interupsi ............................................................................................................. 47

4.1. Pendahuluan Interupsi ..................................................................................................... 47

4.2. Latihan-1: Interupsi Eksternal 0 dan 1............................................................................... 48

4.3. Latihan-2: Program Apakah ini?! ...................................................................................... 50

4.4. Latihan-3: Membuat STOPWATCH .................................................................................... 51

Modul-5: Komunikasi Serial ............................................................................................................ 55

5.1. Komunikasi Serial ............................................................................................................. 55

5.2. Penjelasan Instruksi danDirectiveKomunikasi Serial ........................................................ 55


3/104


5.3. Latihan-1: Komunikasi Serial dan LCD Bagian 1 .............................................................. 56

5.4. Latihan-2: Komunikasi Serial dan LCD Bagian 2 .............................................................. 60

5.5. Latihan-3: Protokol Komunikasi Serial .............................................................................. 61

Modul-6: LCD dan ADC.................................................................................................................... 63

6.1. Rangkaian Antarmuka LCD 2x16 Karakter ......................................................................... 63

6.2. Rangkaian Antarmuka LCD dan ADC ................................................................................. 646.3. Latihan-1: Tampilan Saya Manusia Keren di LCD............................................................ 64

6.4. Latihan-2: Tampilan Saya Manusia Keren Berkedip-kedip di LCD ................................... 66

6.5. Latihan-3: Menggeser Tampilan pada LCD ........................................................................ 67

6.6. Latihan-4: Animasi Karakter pada LCD .............................................................................. 67

6.7. Latihan-5: Antarmuka LCD danPushbutton...................................................................... 72

6.8. Latihan-6: Pemanfaatan ADC pada Mikrokontroler AVR ................................................... 74

6.9. Latihan-7: Pemanfaatan ADC untuk Sensor Suhu LM35 .................................................... 77

6.10. Latihan-8: Pembacaan 2 Kanal ADC pada Mikrokontroler AVR ...................................... 79

6.11. Latihan-9: Pembacaan 4 Kanal ADC pada Mikrokontroler AVR ...................................... 80

Modul-7: Aplikasi RTC dan EEPROM ............................................................................................... 82

7.1. Pendahuluan RTC DS1307 ................................................................................................ 827.2. Komunikasi I

2C pada RTC DS1307 ..................................................................................... 83

7.3. Rangkaian Baku RTC DS1307 ............................................................................................ 84

7.4. Latihan-1: Jam Digital (LCD) dengan RTC DS1307 .............................................................. 84

7.5. Latihan-2: Jam Digital (LCD) dengan RTC DS1307, Alternatif ............................................. 90

7.6. Latihan-3: Akses EEPROM Internal Mikrokontroler ATMega16 ......................................... 92

7.7. Tentang Two-wire Serial EEPROM AT24C32/64 ................................................................ 95

7.8. Latihan-4: Akses EEPROM Eksternal AT24C64 ................................................................... 97

7.9. Latihan-5: Akses EEPROM Eksternal AT24C64 alternatif SUBRUTIN ................................ 99

Yogyakarta, 01 Juni 2010

Agfianto Eko Putra

[ http://agfi.staff.ugm.ac.id [email protected]]

DIPERLUKAN OTAK KANAN DAN KIRI UNTUK KESUKSESAN ANDA DALAM DUNIA MIKROKONTROLER!
http://agfi.staff.ugm.ac.id/mailto:[email protected]:[email protected]://agfi.staff.ugm.ac.id/


4/104

Hak Cipta (c) 2010 pada Penulis, Agfianto Eko Putra

Hal. 1

Modul-1: ATMega16 DAN BASCOM AVR

1.1. Apakah Mikrokontroler itu?

Jika kita bicara tentang Mikrokontroler, maka tidak terlepas dari pengertian atau definisi tentangKomputer itu sendiri, mengapa? Ada kesamaan-kesamaan antara Mikrokontroler dengan Komputer

(atau Mikrokomputer), antara lain:

Sama-sama memiliki unit pengolah pusat atau yang lebih dikenal dengan CPU (Central

Processing Unit);

CPUtersebut sama-sama menjalankan program dari suatu lokasi atau tempat, biasanya dari

ROM(Read Only Memory)1atau RAM(Random Access Memory)

2;

Sama-sama memiliki RAM yang digunakan untuk menyimpan data-data sementara atau

yang lebih dikenal dengan variabel-variabel;

Sama-sama memiliki beberapa luaran dan masukan (I/O) yang digunakan untuk melakukan

komunikasi timbal-balik dengan dunia luar, melalui sensor (masukan) dan aktuator (luaran),perhatikan bagan yang ditunjukkan pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Bagan masukan, pemrosesan hingga luaran

Lantas apa yang membedakan antara Mikrokontroler dengan Komputer atau Mikrokomputer?

Begitu mungkin pertanyaan yang ada di benak kita, saat kita membaca beberapa daftar kesamaan

yang sudah saya tuliskan tersebut. Sama sekali berbeda, itu jawaban yang saya berikan kepada Anda:

Mikrokontroler adalah versi mini dan untuk aplikasi khusus dari Mikrokomputer atau Komputer!

Berikut saya berikan kembali daftar kesamaan yang pernah kemukakan sebelumnya denganmenekankan pada perbedaan antara Mikrokontroler dan Mikrokomputer:

CPUpada sebuah Komputer berada eksternal dalam suatu sistem, sampai saat ini kecepatan

operasionalnya sudah mencapai lebih dari 2,5 GHz, sedangkan CPU pada Mikrokontroler

berada didalam (internal) sebuah chip, kecepatan kerja atau operasionalnya masih cukup

rendah, dalam orde MHz (misalnya, 24 MHz, 40 MHz dan lain sebagainya). Kecepatan yang

relatif rendah ini sudah mencukupi untuk aplikasi-aplikasi berbasis mikrokontroler.

Jika CPU pada mikrokomputer menjalankan program dalam ROM atau yang lebih dikenal

dengan BIOS (Basic I/ O System) pada saat awal dihidupkan, kemudian mengambil atau

1Memori yang hanya bisa dibaca saja.

2Memori yang bisa dibaca juga bisa ditulisi.

Masukan-masukan

sensor cahaya

sensor suhu

sensortekanan, dll

Pemroses

uC AT89

uC AVR

uC PIC16F, dll

Luaran-luaran

aktuator -motor

relay

speaker, dll


5/104


Hal. 2

menjalankan program yang tersimpan dalam hard disk. Sedangkan mikrokontroler sejak

awal menjalankan program yang tersimpan dalam ROM internal-nya (bisa berupa Mask

ROMatau Flash PEROMatau Flash ROM). Sifat memori program dalam mikrokontroler ini

non-volatile, artinya tetap akan tersimpan walaupun tidak diberi catu daya.

RAM pada mikrokomputer bisa mencapai ukuran sekian GByte dan bisa di-upgrade ke

ukuran yang lebih besar dan berlokasi di luar CPU-nya, sedangkan RAM pada mikrokontrolerada di dalam chipdan kapasitasnya rendah, misalnya 128 byte, 256 byte dan seterusnya dan

ukuran yang relatif kecil inipun dirasa cukup untuk aplikasi-aplikasi mikrokontroler.

Luaran dan masukan (I/O) pada mikrokomputer jauh lebih kompleks dibandingkan dengan

mikrokontroler, yang jauh lebih sederhana, selain itu, pada mikrokontroler akses keluaran

dan masukan bisa per bit.

Jika diamati lebih lanjut, bisa dikatakan bahwa Mikrokomputer atau Komputer merupakan

komputer serbaguna atau general purpose computer, bisa dimanfaatkan untuk berbagai

macam aplikasi (atau perangkat lunak). Sedangkan mikrokontroler adalah special purpose

computeratau komputer untuk tujuan khusus, hanya satu macam aplikasi saja.

Perhatikan Gambar 1.2, agar Anda mendapatkan gambaran tentang mikrokontroler lebih jelas.

Gambar 1.2. Diagram Blok mikrokontroler (yang) disederhanakan

ALU, Inst ruct ion Decoder, Accumulatordan Cont rol Logic, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar

1.2, merupakan Otak-nya mikrokontroler yang bersangkutan. Jantungnya berasal dari detak OSC

(lihat pada Gambar 1.2 sebelah kiri atas). Sedangkan di sekeliling Otak terdapat berbagai macam

periferal seperti SFR (Special Function Register) yang bertugas menyimpan data-data sementara

selama proses berlangsung). Inst ruct ion Decoderbertugas menerjemahkan setiap instruksi yang ada

di dalam Program Memory (hasil dari pemrograman yang kita buat sebelumnya). Hasil

penerjemahan tersebut merupakan suatu operasi yang harus dikerjakan oleh ALU(Arit hmet ic Logic

Unit), mungkin dengan bantuan memori sementara Accumulator yang kemudian menghasilkan

sinyal-sinyal kontrol ke seluruh periferal yang terkait melalui Control Logic.

Memori RAMatau RAM Memorybisa digunakan sebagai tempat penyimpan sementara, sedangkanSFR (Special Function Register) sebagian ada yang langsung berhubungan dengan I/O dari


6/104


Hal. 3

mikrokontroler yang bersangkutan dan sebagian lain berhubungan dengan berbagai macam

operasional mikrokontroler.

ADC atau Analog to Digital Converter (tidak setiap mikrokontroler memiliki ADC internal),

digunakan untuk mengubah data-data analog menjadi digital untuk diolah atau diproses lebih lanjut.

Timeratau Counterdigunakan sebagai pewaktu atau pencacah, sebagai pewaktu fungsinya seperti

sebuah jam digital dan bisa diatur cara kerjanya. Sedangkan pencacah lebih digunakan sebagai

penghitung atau pencacah eventatau bisa juga digunakan untuk menghitung berapa jumlah pulsa

dalam satu detik dan lain sebagainya. Biasanya sebuah mikrokontroler bisa memiliki lebihd dari 1

timer.

EEPROM(sama seperti RAM hanya saja tetap akan menyimpan data walaupun tidak mendapatkan

sumber listrik/daya) dan port-port I/O untuk masukan/luaran, untuk melakukan komunikasi dengan

periferal eksternal mikrokontroler seperti sensor dan aktuator.

Beberapa catatan mikrokontroler lainnya adalah:

Tertanam (atau embedded) dalam beberapa piranti (umumnya merupakan produk

konsumen) atau yang dikenal dengan istilah embedded systematau embedded controller;

Terdedikasi untuk satu macam aplikasi saja (lihat contoh-contoh yang akan saya terangkan

pada bagian lain dari buku ini);

Hanya membutuhkan daya yang (cukup) rendah (low power) sekitar 50 mWatt (Anda

bandingkan dengan komputer yang bisa mencapai 50 Watt lebih);

Memiliki beberapa keluaran maupun masukan yang terdedikasi, untuk tujuan atau fungsi-

fungsi khusus;

Kecil dan relatif lebih murah (seri AT89 di pasaran serendah-rendahnya bisa mencapai Rp.

15.000,00, mikrokontroler AVR di pasaran saat ini juga relatif murah sedangkan Basic Stampbisa mencapai Rp. 500.000,00);

Seringkali tahan-banting, terutama untuk aplikasi-aplikasi yang berhubungan dengan mesin

atau otomotif atau militer.

Mikrokontroler yang beredar saat ini dibedakan menjadi dua macam, berdasarkan

arsitekturnya:

o Tipe CISCatau Complex Instruct ion Set Comput ingyang lebih kaya instruksi tetapi

fasilitas internal secukupnya saja (seri AT89 memiliki 255 instruksi);

o Tipe RISC atau Reduced Instruct ion Set Comput ing yang justru lebih kaya fasilitas

internalnya tetapi jumlah instruksi secukupnya (seri PIC16F hanya ada sekitar 30-an

instruksi).

1.2. Pengetahuan Dasar Mikrokontroler AVR

1.2.1. Pendahuluan

Keluarga Mikrokontroler AVR merupakan mikrokontroler dengan arsitektur modern (emang selama

ini ada yang kuno kali??). Perhatikan Gambar 1.3, Atmel membuat 5 (lima) macam atau jenis

mikrokontroler AVR, yaitu:

TinyAVR(tidak ada kaitannya ama mbak Tini yang jualan gudeg)

Mikrokontroler (mungil, hanya 8 sampai 32 pin) serbaguna dengan Memori Flash untuk

menyimpan program hingga 16K Bytes, dilengkapi SRAM dan EEPROM 512 Bytes.

MegaAVR(nah yang ini sudah mulai banyak yang nulis bukunya)

Mikrokontroler dengan unjuk-kerja tinggi, dilengkapi Pengali Perangkat keras (Hardware


7/104


Hal. 4

Multiplier), mampu menyimpan program hingga 256 KBytes, dilengkapi EEPROM 4K Bytes

dan SRAM 8K Bytes.

AVR XMEGA

Mikrokontroler AVR 8/16-bit XMEGA memiliki periferal baru dan canggih dengan unjuk-

kerja, sistem Eventdan DMA yang ditingkatkan, serta merupakan pengembangan keluarga

AVR untuk pasar low powerdan high performance(daya rendah dan unjuk-kerja tinggi). AVR32 UC3

Unjuk-kerja tinggi, mikrokontroler flash AVR32 32-bit daya rendah. Memiliki flash hingga 512

KByte dan SRAM 128 KByte.

AVR32 AP7

Unjuk-kerja tinggi, prosesor aplikasi AVR32 32-bit daya rendah, memiliki SRAM hingga 32

KByte.

Gambar 1.3. Mikrokontroler Atmel: Sukses melalui inovasi

Cuman yang populer di Indonesia adalah tinyAVRdan megaAVR, itupun masih kalah populer dengan

keluarga AT89 yang belakangan juga sudah mulai banyak yang beralih ke AVR.

Perbedaan jenis-jenis tersebut terletak dari fasilitas, atau lebih dikenal dengan fitur-fiturnya. Jenis

TinyAVR merupakan mikrokontroler dengan jumlah pin yang terbatas (sedikit maksudnya) dan

sekaligus fitur-fiturnya juga terbatas dibandingkan yang megaAVR. Semua mikrokontroler AVR

memiliki set instruksi (assembly) dan organisasi memori yang sama, dengan demikian berpindah-

pindah (walaupun tidak disarankan) antar mikrokontroler AVR gak masalah dan mudah!

Beberapa mikrokontroler AVR memiliki SRAM, EEPROM, antarmuka SRAM eksternal, ADC, pengali

perangkat keras, UART, USART dan lain sebagainya. Bayangkan saja Anda punya TinyAVR dan

MegaAVR, kemudian telanjangi (maksudnya copotin) semua periferal-nya, nah Anda akan memiliki

AVR Core yang sama! Kayak membuang semua isi hamburger, maka Anda akan mendapatkan

rotinya doang yang sama

1.2.2. Memilih AVR yang benar

Moralnya tidak peduli tinyAVR, megaAVR, XMEGA AVR (AVR32 pengecualian karena masuk ke

mikrokontroler 32-bit) semuanya memiliki unjuk-kerja yang sama saja, tetapi dengan kompleksitas

atau fasilitas yang berbeda-beda, ibaratnya begini: banyak fasilitas dan fitur = megaAVR, fitur atau

fasilitas terbatas = TinyAVR. Gitu aja kok repot


8/104


Hal. 5

Untuk lebih jelasnya perhatikan keterangan singkat yang saya berikan berikut ini, berdasar informasi

resmi dari Atmel (http://www.atmel.com) dan maaf masih dalam bahasa Inggris (supaya

kelihatannya aura kecanggihannya, he he he...).

tinyAVR

o Optimized for simple applications requiring a small microcontroller.

o Great performance for cost effective devices.

o Fully featured with 10-bit ADCs and high speed PWMs onboard.

o Self-Programming Flash memory for maximum flexibility.

o debugWIRE On-Chip Debug and In-System Programming.

megaAVR

o Self-Programming Flash memory with boot block.

o High accuracy 10-bit A/D converters with up to x200 analog gain stage.

o USART, SPI and TWI(1) compliant serial interfaces.

o IEEE 1149.1 compliant JTAG interface on megaAVRs with 44 pins or more.

o On-Chip Debug through JTAG or debugWIRE interface.

AVR XMEGAo picoPower technology for ultra low power consumption

o True 1.6 volt operation and CPU speed up to 32 MHz.

o Event System and DMA Controller.

o High speed, high resolution 12-bit ADC and DAC.

o Crypto engine, Timers/Counters and fast communication interfaces.

o Accurate and flexible Clock System with dynamic clock switching.

AVR32 UC3

o High CPU performance.

o Low power consumption.

o High data throughput.

o Low system cost.

o High reliability.

o Easy to use.

AVR32 AP7

o High CPU perfromance.

o Low power consumption.

o SIMD / DSP instructions.

o Instruction & data caches.

o Memory management unit.

o Built for embedded Linux

1.3. Ada Apa dengan Mikrokontroler AVR ATMega16?

O tidak apa-apa! Dalam buku saya ini memang sengaja menggunakan mikrokontroler AVR

ATMega16 (kompatibel dengan ATMega16 dan ATMega8535) karena fitur-fitur yang dibutuhkan.

Tentu saja Anda bisa menggunakan tipe AVR lainnya, apakah yang 40 pin atau yang kurang dari itu,

bisa ATMega88, ATMega16, ATMega128, ATMega8535, ATMega168, dan lain sebagainya.

1.4. Ringkasan Fitur-fitur Mikrokontroler AVR ATMega16

Berikut ini saya ringkaskan berbagai macam fitur-fitur untuk Mikrokontroler AVR ATMega16 atau

Atmega16L (Mikrokontroler AVR 8-bit dengan Flash ISP 16kByte) langsung dari datasheet-nya, maaf

juga masih sebagian besar dalam Bahasa Inggris3...

3 Jika Anda bingung dengan istilah-istilah pada fitur-fitur ini silahkan merujuk ke datasheet aslinya, sehingga

fokus pada buku ini tidak melulu pada datasheet...
http://www.atmel.com/http://www.atmel.com/http://www.atmel.com/


9/104


Hal. 6

High-performance, Low-power AVR 8-bit Microcontroller

Advanced RISC Architecture

o 131 Powerful Instructions Most Single-clock Cycle Execution

o 32 x 8 General Purpose Working Registers

o Fully Static Operation

o Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHzo On-chip 2-cycle Multiplier

Nonvolatile Program and Data Memories

o 16K Bytes of In-System Self-Programmable Flash

Endurance: 10,000 Write/Erase Cycles

o Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits

In-System Programming by On-chip Boot Program

True Read-While-Write Operation

o 512 Bytes EEPROM

Endurance: 100,000 Write/Erase Cycles

o 1K Byte Internal SRAM

o Programming Lock for Software Security JTAG (IEEE std. 1149.1 Compliant) Interface

o Boundary-scan Capabilities According to the JTAG Standard

o Extensive On-chip Debug Support

o Programming of Flash, EEPROM, Fuses, and Lock Bits through the JTAG Interface

Peripheral Features

o Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modes

o One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture

Mode

o Real Time Counter with Separate Oscillator

o Four PWM Channels

o 8-channel, 10-bit ADC 8 Single-ended Channels

7 Differential Channels in TQFP Package Only

2 Differential Channels with Programmable Gain at 1x, 10x, or 200x

o Byte-oriented Two-wire Serial Interface

o Programmable Serial USART

o Master/Slave SPI Serial Interface

o Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillator

o On-chip Analog Comparator

Special Microcontroller Features

o Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection

o Internal Calibrated RC Oscillatoro External and Internal Interrupt Sources

o Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standbyand

Extended Standby

I/O and Packages

o 32 Programmable I/O Lines

o 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, and 44-pad MLF

Operating Voltages

o 2.7 - 5.5V for ATmega16L

o 4.5 - 5.5V for ATmega16

Speed Grades

o 0 - 8 MHz for ATmega16Lo 0 - 16 MHz for ATmega16


10/104


Hal. 7

Power Consumption @ 1 MHz, 3V, and 25C for ATmega16L

Active: 1.1 mA

Idle Mode: 0.35 mA

Power-down Mode: < 1 A

1.5. Diagram Pin dan Diagram Blok Mikrokontroler AVR ATMega16Pada Gambar 1.4 dan 0.5 ditunjukkan diagram pin, masing-masing, untuk Mikrokontroler AVR

ATMega16 tipe PDIP dan TQFP/MLF atau dikenal sebagai SMD.

Gambar 1.4. Diagram Pin Mikrokontroler AVR ATMega16 tipe PDIP

Gambar 1.5. Diagram Pin Mikrokontroler AVR ATMega16 tipe SMD


11/104


Hal. 8

Pada Gambar 1.6 ditunjukkan diagram blok untuk Mikrokontroler AVR ATMega16, perhatikan begitu

banyaknya fitur-fitur dalam diagram blok tersebut, sebagaimana juga sudah saya kutipkan pada

bagian sebelumnya.

Gambar 1.6. Diagram blok Mikrokontroler AVR ATMega16


12/104


Hal. 9

1.6. Penjelasan Singkat Pin-pin pada Mikrokontroler AVR ATMega16

Berikut saya jelaskan secara singkat fungsi dari masing-masing PIN pada Mikrokontroler AVR

ATMega16.

Vcc Masukan tegangan catu daya

GND Ground, emang apalagi kalau bukan ground...Port A (PA7..PA0) Port A berfungsi sebagai masukan analog ke ADC internal pada

mikrokontroler ATMega16, selain itu juga berfungsi sebagai port I/O

dwi-arah 8-bit, jika ADC-nya tidak digunakan. Masing-masing pin

menyediakan resistorpull-upinternal4yang bisa diaktifkan untuk

masing-masing bit.

Port B (PB7..PB0) Port B berfungsi sebagai sebagai port I/O dwi-arah 8-bit.Masing-masing

pin menyediakan resistorpull-upinternal yang bisa diaktifkan untuk

masing-masing bit.

Port B juga memiliki berbagai macam fungsi alternatif, sebagaimana

ditunjukkan pada Tabel 1.1

Port C (PC7..PC0) Port C berfungsi sebagai sebagai port I/O dwi-arah 8-bit.Masing-masingpin menyediakan resistorpull-upinternal yang bisa diaktifkan untuk

masing-masing bit.

Port C juga digunakan sebagai antarmuka JTAG, sebagaimana


Port D (PD7..PD0) Port D berfungsi sebagai sebagai port I/O dwi-arah 8-bit.Masing-masing

pin menyediakan resistorpull-upinternal yang bisa diaktifkan untuk

masing-masing bit.

Port D juga memiliki berbagai macam fungsi alternatif, sebagaimana


/RESET Masukan Reset. Level rendah pada pin ini selama lebih dari lama waktu

minimum yang ditentukan akan menyebabkan reset, walaupun clocktidak dijalankan.

XTAL1 Masukan ke penguat osilator terbalik (inverting) dan masukan ke

rangkaian clockinternal.

XTAL2 Luaran dari penguat osilator terbalik

AVCC Merupakan masukan tegangan catu daya untuk Port A sebagai ADC,

biasanya dihubungkan ke Vcc, walaupun ADC-nya tidak digunakan. Jika

ADC digunakan sebaiknya dihubungkan ke Vcc melalui tapis lolos-bawah

(low-pass filter).

AREF Merupakan tegangan referensi untuk ADC

Pada Tabel 1.1, 1.2 dan 1.3 ditunjukkan masing-masing alternatif fungsi dari Port B, Port C dan Port

D. Dalam buku saya ini sengaja penjelasan dari masing-masing fungsi tersebut (kecuali antarmuka

JTAG) akan dibahas pada saat digunakan, sehingga Anda bisa memahami langsung dengan mencoba,

istilah kerennya Learning by Doing...

4 Resistor pull up internal berkaitan dengan rangkaian internal pada mikrokontroler AVR yang bersangkutan.


13/104


Hal. 10

Tabel 1.1. Alternatif fungsi Port B

Tabel 1.2. Alternatif fungsi Port C

Tabel 1.3. Alternatif fungsi Port D

1.7. Mengawali Membuat Aplikasi berbasis Mikrokontroler AVR

Untuk menjawab pertanyaan ini, kita awali saja dengan menjelaskan perancangan aplikasi berbasis

Mikrokontroler AVR ATMega16. Lantas bagaimana atau langkah-langkah apa saja yang perlu

dilakukan, perhatikan Gambar 1.7.


14/104


Hal. 11

Gambar 1.7. Diagram alir perancangan aplikasi berbasis mikrokontroler (apa saja)

Nach, berdasar diagram alir tersebut, semuanya berawal dari MASALAH, atau bisa juga Anda sebut

PROYEK, KASUS atau apa saja yang Anda suka selama artinya adalah sesuatu yang ingin dicari atau

dibuat solusinya. Lebih tepatnya, pada tahap awal yang perlu dilakukan adalah IDENTIFIKASI

MASALAH, persis atau detilnya bagaimana, misalnya

Bagaimana membuat aplikasi menghidupkan LED berdasar t ombol yang dit ekan?

Ini tentunya belum cukup, informasinya masih kurang, beberapa pertanyaan yang bisa diajukan

antara lain:

LED-nya berapa?

Tombol apa saja yang ditekan?

Bagaimana hubungan antara sebuah tombol dengan LED yang bersangkutan?

Apakah dimungkinkan menekan dua tombol atau lebih secara bersamaan?

Apakah menyala-nya LED menggunakan tundaan? Atau hanya sekedar sesuai dengan tombol

yang bersangkutan?

Dan lain sebagainya.

Hal ini sangat penting, dikarenakan dengan informasi yang detil, maka kita bisa membuat rangkaian

dan program yang benar-benar sesuai dengan apa yang diinginkan. Dan yang lebih penting lagi, jika

ini merupakan proyek atau pesanan, bisa dijadikan bahan dalam kontrak kerja atau berita acara.Tidak peduli akan Anda selesaikan dengan mikrokontroler AVR maupun AT89 atau bahkan


15/104


Hal. 12

mikrokontroler apapun. Hal ini juga menjadi penting untuk menentukan berapa lama pekerjaan

harus diselesaikan, bukankah dengan informasi yang lengkap akan jauh lebih mudah memperkirakan

segalanya?

Selain itu, dengan detil informasi yang diperoleh, Anda bisa menentukan mikrokontroler apa yang

akan digunakan, sesuai dengan kebutuhan. Ingatlah bahwa setiap mikrokontroler (baik keluarga AVRmaupun AT89) masing-masing bisa memiliki fasilitas yang sama dan juga bisa berbeda. Apakah

aplikasi atau solusi yang Anda tawarkan memerlukan Timer? Counter? Timer dan Counter? Sinyal

PWM? Menggunakan motor servo? Motor DC? Motor Langkah? Apakah memerlukan Watchdog?

Berapa frekuensi Clockyang dibutuhkan? Dan lain sebagainya

Biasanya, persoalan yang dihadapi adalah mencari solusi itu sendiri. Katakan saja jika persoalan

masukan/luaran sudah teridentifikasi secara 100% semuanya, langkah berikutnya adalah

MERANCANG atau MENEMUKAN SOLUSI, termasuk memilih mikrokontroler mana yang akan

digunakan. Untuk keperluan mendapatkan informasi mikrokontroler AVR secara lengkap silahkan

merujuk datasheet masing-masing. Ini adalah sumber utama yang bisa dipercaya, karena langsung

diterbitkan oleh pabrik mikrokontroler yang bersangkutan (ATMEL, http://www.atmel.com).

Setelah Anda melakukan IDENTIFIKASI MASALAH, langkah berikutnya (lihat diagram alir) adalah

MELAKUKAN PERANCANGAN atau MENEMUKAN SOLUSI (termasuk menentukan masukan dan

luaran apa saja yang terlibat dalam solusi tersebut). Langkah ini memang tidak semudah

mengatakan-nya, namun ANDA PASTI BISA, karena semakin tinggi jam terbang Anda dalam

menangani berbagai macam kasus-kasus yang melibatkan penggunaan mikrokontroler, Anda akan

semakin terampil dan jenius.

Misalnya saja, ada pertanyaan yang masuk ke saya bagaimana menampilkan hasil perhitungan atau

hasil akuisisi data di LCD, Dot Matrix atau bahkan di 87segmen? Ini semua memerlukan kreativitas

untuk mendapatkan solusinya. Saya sarankan sebaiknya Anda rajin membaca artikel-artikel sayaatau diskusi dengan saya, atau bahkan cari sendiri di internet, tanya ke yang lebih pakar, bergabung

dalam forum khusus mikrokontroler dan lain sebagainya

Termasuk dalam langkah MELAKUKAN PERANCANGAN adalah membuat DIAGRAM ALIR program

mikrokontroler Anda. Oya, dalam membuat diagram alir usahakan dibuat secara umum, artinya tidak

mewakili bahasa pemrograman apapun, termasuk assembly. Mengapa? Karena memang begitu

aturan dalam membuat diagram alir yang baik dan benar, selain itu akan memudahkan kita atau

mungkin orang lain, jika Anda berkenan, melakukan pengembangan lebih lanjut dengan bahasa yang

berbeda-beda (misalnya Basic, C dan lain sebagainya).

Langkah berikutnya adalah MEMBUAT RANGKAIAN YANGSESUAI (RANGKAIAN BAKU/MINIMUM PLUS APLIKASINYA),

namun sebelumnya, ada baiknya Anda juga sudah menentukan

bahasa pemrograman apa yang akan digunakan, sebaiknya yang

GRATIS aja (seperti bahasa assembly atau C, dengan kompailer

yang bisa Anda unduh dari website pabrik mikrokontroler yang

bersangkutan), namun itu terserah Anda.

Setelah Anda merancang rangkaian solusinya, yang kemudian kita

sebut sebagai PROTOTIPE atau PURWARUPA, tentu langkah

selanjutnya adalah MEMBUAT PROGRAM APLIKASI yang terkait dengan solusi yang telah Anda

rancang sebelumnya, berdasarkan diagram alir yang telah Anda buat sebelumnya.
http://www.atmel.com%29./http://www.atmel.com%29./http://www.atmel.com%29./


16/104


Hal. 13

Pembuatan program aplikasi bisa Anda lakukan dengan bahasa pemrograman apapun yang Anda

inginkan, jika Anda seorang pemula, saya sarankan untuk menggunakan BASCOM 8051 atau

BASCOM AVRdari MCSELEC.COM, karena sangat mudah penggunaanya5.

Oya program Anda, yang menggunakan bahasa apapun yang Anda suka, harus dikompilasi

(menggunakan perangkat lunak yang sudah saya sebutkan sebelumnya) menjadi berkas BIN atauHEX(format heksadesimal), sebagaimana prosesnya ditunjukkan pada Gambar 1.8, untuk kemudian

di-download-kan ke mikrokontroler yang bersangkutan. Sehingga mikrokontroler Anda bisa

menjalankan program Anda. Selain itu, Anda juga bisa mencoba-nya terlebih dahulu melalui

simulator mikrokontroler menggunakan perangkat lunak Proteus VSM dari LabCenter (silahkan

mengunduh demonya di http://www.labcenter.co.uk/).

Gambar 1.8. Alur pemrograman aplikasi mikrokontroler

Langkah selanjutnya tentu saja MELAKUKAN UJI-COBA DAN EVALUASI apakah rangkaian dan

program sudah berjalan dengan benar atau belum, lakukan TROUBLESHOTING jika memang masih

ada kesalahan mayor maupun minor, sehingga hasil yang diperoleh menjadi baik dan benar. Jika

perlu gunakan prinsip worst case scenarioatau skenario kondisi terburuk (misalnya, bagaimana kalo

kepanasan, kebanjiran, gempa, interferensi frekuensi dan lain sebagainya), sehingga produk aplikasi

Anda bisa bertahan dalam segala macam kondisi di lapangan.

Apakah ada masalah dengan program? Cek pada program Anda. Atau ada masalah pada rangkaian?

Silahkan cek, apakah rangkaian sudah benar. Atau justru permasalahan terjadi karena Anda

memberikan solusi yang salah atau kurang tepat, silahkan cek semuanya. Sekali lagi perhatikan

diagram alir proses pada Gambar 1.7.

Ingatlah bahwa kesalahan bisa terjadi pada RANGKAIAN dan/atau PROGRAM, bahkan seringkali

kesalahan-kesalahan sepele tetapi berdampak besar pada jalannya aplikasi kita, dengan demikian

lakukan pengecekan secara menyeluruh. Saya pernah menanyakan kepada salah satu bimbingan TA

saya untuk melakukan pengecekan, Apakah PCB sudah kamu cek semua?, jawaban dia, Ooo

5 Sampai paragraf ini, apakah pertanyaan BASCOM AVR apaan tuch? sudah terjawab? Mmmm, seharusnya

sudah!
http://www.labcenter.co.uk/).http://www.labcenter.co.uk/).http://www.labcenter.co.uk/).


17/104


Hal. 14

sudah pak, sudah nyambung semua.... Wah kaget saya, Lho kalo nyambung semua ya konslet

donk...! Ha ha ha..., dia juga ikut tertawa, Anda saya harapkan jangan ikut ketawa ya...

Pada bagian ini saya tidak perlu menjelaskan tentang apa dan bagaimana melakukan pemrograman

BASCOM AVR, karena langsung akan saya jelaskan melalui masing-masing modul sesuai dengan

kebutuhan. Jika Anda masih penasaran dengan konsep-konsep dasar BASCOM AVR silahkan ikut sajapenjelasan saya ini, atau bisa Anda beli buku-buku Mikrokontroler AVR yang menggunakan BASCOM

AVR seperti punya saya ini. Bingung? Ya sama...! ha ha ha...

Udah kita lanjutkan saja ke modul pertama yang berbicara tentang Konsep I/O pada Mikrokontroler

AVR dan pemrograman BASCOM AVR-nya... yuuuk...

1.8. Bahasa Pemrograman BASIC AVR (BASCOM AVR)

Sebagaimana telah saya jelaskan sebelumnya, banyak cara dalam menuliskan program ke

mikrokontroler, salah satunya bahasa BASIC. Penggunaan bahasa ini mempunyai kemudahan dalam

memprogram dan adanya fasilitas simulator pada kompailer BASCOM AVR.

1.8.1. Tipe Data

Tipe data berkaitan dengan peubah atau variabel atau konstanta yang akan menunjukkan daya

tampung/jangkauan dari variabel/konstanta tersebut. Tipe data dalam BASCOM ditunjukkan pada

Tabel 1.4.

Tabel 1.4. Tipe Data dan Ukurannya

Tipe Data Ukuran (Byte) Jangkauan Data

Bit 1/8 0 atau 1

Byte 1 0 s/d 255

Integer 2 -32768 s/d 3.767Word 2 0 s/d 65535

Long 4 -2147483648 s/d 2147483647

Single 4 1,5 x 10-45

s/d 3,4 x 1038

Double 8 5 x 10-324

s/d 1,7 x 10308

String s/d 254

1.8.2. Variabel

Variabel atau peubah digunakan untuk menyimpan data sementara. Variabel diberi nama dan

dideklarasikan terlebih dahulu sebelum digunakan. Aturan pemberian nama variabel sebagai

berikut:

Harus dimulai dengan huruf (bukan angka).

Tidak ada nama variabel yang sama dalam sebuah program.

Maksimum 32 karakter

Tanpa menggunakan spasi, pemisahan bisa dilakukan dengan garis bawah.

Tidak menggunakan karakter-karakter khusus yang digunakan sebagai operator BASCOM

Variabel dapat dideklarasikan dengan beberapa cara :


18/104


Hal. 15

1. Dengan pernyataan DIM

Deklarasi ini dibuat dengan perintah DIM(singkatan dori dimension) dengan aturan

sebagai berikut:

Dim As

Contoh :

Dim angka As Integer

Dim bilangan As byte

Jika beberapa variabel dideklarasikan dalam satu baris, maka harus dipisah dengan

tanda koma.

Contoh:

Dim angka As Integer, bilangan As byte

2. Dengan pernyataan DEFINT, DEFBIT, DEFBYTE, DEFWORD

Deklarasi dengan pernyataan tersebut secara prinsip tidak berbeda dengan "DIM",

perhatikan keterangan dari masing-masing pendeklarasian tersebut:

DEFINT = untuk tipe data integer,

DEFBIT = untuk tipe data bit,

DEFBYTE = untuk tipe data byte,

DEFWORD = untuk tipe data word,

DEFLNG = untuk tipe data long,

DEFSNG = untuk tipe data singel,

DEFDBL = untuk tipe data doubel.

Cara pendeklarasianya sebagai berikut:

DEFINT/DEFBIT/DEFBYTE/DEFWORD

Contoh :

DEFINT angkaDEFBYTE bilangan

Untuk variabel dengan tipe data yang sama dapat dideklarasikan dengan dipisah titik

koma, misal

DEFINT bil_1 ; bil 2 ; bil 3

1.8.3. Konstanta

Berbeda dengan variabel, sebuah konstanta akan bernilai tetap. Sebelum digunakan, konstanta

dideklarasikan terlebih dulu dengan cara (ada dua cara):

Dim nama_konstanta As const nilai_konstantaConst nama_konstanta = nilai_konstanta

Contoh :

Dim pembagi as const 23


19/104


Hal. 16

Const pembagi = 23

1.8.4. Penulisan Bilangan

Pada BASCOM-AVR, bilangan dapat ditulis dalam 3 bentuk :

1. Desimal ditulis biasa, contoh : 16

2. Biner diawali dengan &B, contoh : &B10001111

3. Heksadesimal diawali dengan &H, contoh : &H8F

1.8.5. Alias

Untuk mempermudah pemrograman, biasanya nama register dalam mikrokontroler dibuatkan nama

yang identik dengan hardware yang dibuat, contoh :

LED_1 alias PORTC.O nama lain dari PORTC.O adalah LED_1SW_1 alias PINC.1 nama lain dari PINC.1 adalah SW_1

1.8.6. Array atau Larik

Array atau larik merupakan sekumpulan variabel dengan nama dan tipe yang sama, yang berbeda

indeks keanggotaannya.

Cara mendeklarasikan array sebagai berikut:

Dim nama array(jumlah anggota) as tipe_data

Contoh:

Dim daku(8) as byte variabel daku dengan tipe data byte

dengan 8 anggota

Untuk mengakses array dengan cara :

daku(1) = 25 anggota pertama variabel daku isinya 25PORTC=daku(1) PORTC = nilai anggota pertama variabel daku

1.8.7. Operator

Operator digunakan dalam pengolahan data pemrograman dan biasanya membutuhkan dua variabel

atau dua parameter, sedangkan operator dituliskan di antara kedua parameter tersebut. Operator-

operator BASCOM AVR ditunjjukkan pada Tabel 1.5, Tabel 1.6 dan Tabel 1.7.

Tabel 1.5. Operator Aritmetik

Operator Keterangan Contoh

+ Operasi penjumlahan A + B

- Operasi pengurangan A B

* Operasi perkalian A * B

/ Operasi pembagian A / B

% Operasi sisa pembagian A % B


20/104


Hal. 17

Tabel 1.6. Operator Relasional

Operator Keterangan Contoh

= Sama dengan A = B

Tidak sama dengan A B

> Lebih besar dariA > B

< Lebih kecil dari A < B

>= Lebih besar atau sama dengan A >= B


21/104


Hal. 18

...End If

D. SELECT - CASE

Cocok digunakan untuk menangani pengujian kondisi yang jumlahnya cukup banyak. Cara

penulisannya :

Select case Case 1: Case 2:

...

End Select

1.8.9. Pengulangan OperasiA. FOR - NEXT

Perintah ini digunakan untuk melaksanakan perintah secara berulang sesuai dengan jumlah

yang ditentukan. Sintaks penulisannya :

For = To

Next []

B. DO - LOOP

Pernyataan ini untuk melakukan perulangan terus menerus tanpa henti (pengulangan tak

berhingga) selama mikrokontroler-nya masih mendapatkan detak dan/atau catu daya. Cara

penulisannya :

Do...

Loop

Jika pengulangan dibatasi oleh suatu kondisi maka caranya ditunjukkan berikut ini, artinya

pengulangan terus dilakukan sehingga suatu kondisi terpenuhi atau melakukan pengulangan

selama kondisinya salah:

Do

...

Loop Until

C. WHILE - WEND

Berbeda dengan DO-LOOP, instruksi ini digunakan untuk melakukan pengulangan selama

kondisinya benar, cara penulisannya:

While

...

Wend


22/104


Hal. 19

1.8.10. Lompatan Proses

A. GOSUB

Perintah ini akan melakukan lompatan sebuah subrutin, kemudian kembali lagi setelah

subrutin perintah tersebut selesai dikerjakan. Rutin yang dibuat harus diakhiri dengan

instruksi RETURN. Contoh:

Print "We will start execution here"Gosub RoutinePrint "Back from Routine"

End

Routine:Print "This will be executed"

Return

B. GOTO

Perintah ini untuk melakukan lompatan ke label kemudian melakukan serangkaian instruksi

tanpa harus kembali lagi, sehingga tidak perlu RETURN. Contoh:

Dim A As ByteStart: 'sebuah label diakhiri dengan :

A = A + 1 'naikkan variabel AIf A < 10 Then 'apakah lebih kecil 10?

Goto Start 'ya, lakukan lagiEnd If 'akhir IFPrint "Ready" 'ok

C. EXIT

Untuk keluar secara langsung dari perulangan DO-LOOP, FOR-NEXT, WHILE-WEND. Cara

penulisannya sebagai berikut :

EXIT FOR (keluar dari For-Next)EXIT DO (keluar dari Do-Loop)

EXIT WHILE (keluar dari While-Wend)

EXIT SUB (keluar dari Sub-Endsub)EXIT FUNCTION (keluar dari suatu fungsi)

- selesai Modul 1 -


23/104


Hal. 20

Modul-2: Konsep I/O ATMega16 (LED

dan Pushbutton)

2.1. Rangkaian LED CC Common Cat hode

Pada Gambar 2.1 ditunjukkan delapan buah LED yang bisa dihubungkan ke suatu port pada

mikrokontroler AVR, yang difungsikan sebagai luaran atau output. Pada konfigurasi ini LED akan

menyala bila diberi logika HIGH dan LED akan padam bila diberi logika LOW. Hal ini disebabkan LED

di konfigurasi sebagai Common CathodeatauCC, artinya (seluruh Katoda LED digabung menjadi satu

dan dihubungkan ke GND). Anda bisa saja membalik polaritas dari LED tersebut, sehingga menjadi

konfigurasiCAatau Common Anode, hanya saja untuk menghidupkan menggunakan logika HIGH.

Gambar 2.1. Mikrokontroler ATMega16 menggunakan kristal 11,0592MHz

Pada rangkaian tersebut (Gambar 2.1) digunakan kristal sebesar 11.0592MHz, angka ini dipilih untuk

menghasilkan ralat 0% untuk penentuan kecepatan baudrate (akan dijelaskan pada modul

tersendiri). AVR bisa juga dijalankan tanpa menggunakan kristal eksternal, karena dari pabrik-nya

sudah diset meggunakan osilator internal sebesar 1 MHz. Jika Anda kesulitan dalam mengatur

osilator eksternal ini, maka seluruh program di buku ini pada bagian $crystal = 11059200

diganti dengan $crystal = 1000000, artinya digunakan frekuensi kerja 1 MHz, bukan 11.0592

MHz. Resistor sebesar 330 ohm digunakan untuk membatasi arus yang masuk pada LED, agar tidak

cepat rusak dan cahayanya tidak terlalu menyilaukan mata (maaf tidak digambar).

2.2. Latihan-1: Menghidupkan semua LED

Untuk menghidupkan semua LED yang terhubung ke PORTB kita awali program dengan beberapa

instruksi berikut...

$regfile = "m16def.dat"

$crystal = 11059200


24/104


Hal. 21

Instruksi yang pertama digunakan untuk mendeklarasikan pustaka berdasar mikrokontroler yang

digunakan, dalam contoh ini digunakan ATMega16 sehingga file yang dibutuhkan adalah

m32def.dat. Sedangkan instruksi kedua ($crystal) digunakan untuk menentukan frekuensi

kerja dari mikrokontrolernya, dalam hal ini digunakan kristal 11,0592MHz atau dituliskan 11059200

Hz1.

Config Portb = Output

Port_led Alias Portb

Instruksi berikutnya (config portb) digunakan untuk menentukan apakah suatu PORT pada AVR

digunakan sebagai masukan atau luaran, karena aplikasi yang sedang kita bicarakan dalam bagian ini

adalah luaran tampilan LED, makaPORTBkita definisikan sebagai luaran (output).

Untuk memudahkan akses PORTB bisa digunakan nama lain, misalnya PORT_LED, yang dilakukan

dengan instruksiALIAS(instruksi berikutnya).

Port_led = 255End 'end program

Instruksi bagian akhir adalah menyalakan semua LED, yaitu dengan memberikan logika 1 sebanyak

8-bit atau 1 byte, artinya kita kirimkan &b11111111 atau &hFF atau 255. Jangan lupa diakhiri dengan

instruksiENDsebagai akhir program. Mengapa hal ini perlu dilakukan? Jika Anda lupa memberikan

istruksi END, padahal program Anda sesungguhnya sudah selesai, hasil kompilasi tetap tidak

mengetahui bahwa program Anda selesai, sehingga bisa menyebabkan hasil yang tidak diharapkan.

Program selengkapnya...

1: berkas LED01.BAS2: $regfile = "m16def.dat"

3: $crystal = 11059200

4:

5: Config Portb = Output

6: Port_led Alias Portb

7:

8: Port_led = 255

9:

10: End 'end program

2.3. Latihan-2: Menghidupkan dan Mematikan LEDOkey, sekarang kita akan membuat aplikasi untuk menghidupkan dan mematikan LED secara

bergantian dengan tundaan waktu tertentu. Rangkaian yang digunakan masih sama, diawal

program, sebagaimana dijelaskan sebelumnya, dituliskan beberapa instruksi berikut (penjelasan

sama seperti sebelumnya)...

$regfile = "m16def.dat"$crystal = 11059200

Config Portb = Output

1Defaultnya menggunakan osilator internal sebesar 1MHz, jadi sebaiknya ada tulis 1000000Hz, kecuali sudah

ada atur setelan osilatornya ke 8MHz.


25/104


Hal. 22

Port_led Alias Portb

Kemudian langkah selanjutnya menuliskan serangkaian instruksi-instruksi berikut...

DoPort_led = 255

Waitms 300

Port_led = 0

Waitms 300

Loop

Diawali dengan instruksi DO..LOOP yang merupakan instruksi pengulangan tak berhingga, karena

tidak dibatasi denganUNTIL (lihat kembali penjelasan di Bagian 1 Handout ini). Apa yang diulang-

ulang? Yup! Betul, menghidupkan (PORT_LED=255) dan mematikan (PORT_LED=0) LED yang

terhubung ke PORTB secara bergantian dengan tundaan 300 milidetik (WAITMS 300), jika dirasa

terlalu cepat silahkan saja diganti angka 300-nya dengan angka lain maksimum 65535.

Perhatikan,WAITMSmenggunakan satuan milidetik,WAITUSmenggunakan satuan mikrodetik dan

WAITmenggunakan satuan detik. Sedangkan DELAY (tanpa diikuti angka) bernilai tundaan selama1000 mikrodetik atau 1 milidetik.

Oya, mungkin Anda bertanya, loch instruksi END kok gak ditulis ya? Kelupaan-kah? Ooo tidak,

sengaja saya tidak menuliskannya karena memang tidak perlu, mengapa? Karena hasil kompilasi

program selalu aman karena disana ada pengulangan terus menerus, pengulangan tak berhingga,

terus menerus mengulang (DO...LOOP) selama rangkaian mikrokontroler tersambung catu daya.

Sehingga saya tidak khawatir program akan berjalan kacau sebagaimana saya uraikan sebelumnya.

Jadi instruksiENDAnda tulis atau tidak, dalam kasus ini, tidak ada efeknya...

Program selengkapnya...


3: $crystal = 11059200

4:


6:


8:

9: Do10: Port_led = 255

11: Waitms 300

12: Port_led = 0

13: Waitms 300

14: Loop

2.4. Latihan-3: Animasi LED

Sekarang kita tingkatkan latihan konsep luaran (output), masih menggunakan rangkaian yang sama,

sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.1, membuat aplikasi animasi lampu berjalan

menggunakan 8 LED yang terhubung di PORTB.

Berikut ini program pertama (nanti saya berikan alternatif yang lebih pendek dan efisien)...

1: berkas LED03.BAS

2: $regfile = "m16def.dat"3: $crystal = 11059200


26/104


Hal. 23

4:5: Config Portb = Output

6:


8:

9: Do

10: Port_led = &B00000001

11: Waitms 300

12: Port_led = &B00000010

13: Waitms 30014: Port_led = &B00000100

15: Waitms 300

16: Port_led = &B00001000

17: Waitms 300

18: Port_led = &B00010000

19: Waitms 300

20: Port_led = &B00100000

21: Waitms 300

22: Port_led = &B01000000

23: Waitms 300

24: Port_led = &B10000000

25: Waitms 300

26: Loop

Maksudnya? Konsep programnya sama dengan program yang terakhir (LED02.BAS), hanya saja

terdapat 8 data yang harus dikeluarkan melalui PORTB (yang tersambung dengan LED) dan diberi

jeda 300 milidetik (baris 11, 13, 15, 17, 19, 21, 32 dan 25) secara bergantian, sehingga diperoleh

kesan animasi LED (perhatikan pada data-data tersebut dan logika 1-nya).

2.5. Latihan-4: Animasi LED Alternatif ProgramTahukah Anda, bahwa program animasi tersebut terlalu panjang dituliskan. Ada cara lain untuk

mengirimkan data seperti itu, perhatikan bahwa logika 1 terlihat digeser kekiri, kemudian sampai

diujung kiri (PORT_LED=&B10000000), kembali lagi dari kanan (PORT_LED=&B00000001).

Untungnya, BASCOM AVR memiliki instruksi ROTATE yang dapat digunakan untuk menggeser (data)

bit ke kanan atau ke kiri dan jika sudah sampai ujung kanan atau ujung kiri (tergantung

penggeserannya) data akan dirotasikan. Perhatikan program alternatif selengkapnya berikut ini...


3: $crystal = 11059200

4:



7: Dim Data_led As Byte

8: Data_led = 1

9:

10: Do

11: Port_led = Data_led12: Waitms 50

13: Rotate Data_led , Left , 1

14: Loop


27/104


Hal. 24

ROTATE DATA_LED, LEFT, 1 (baris 13) artinya menggeser-putar (merotasi) data di variabel

DATA_LEDke kiri (LEFT) sebanyak 1 bit.

2.6. Latihan-5: Animasi LED Lainnya

Nach sekarang apa yang dilakukan program berikut ini, perhatikan penggunaan FOR..NEXT (pada

baris 13-17 dan baris 19-23) untuk melakukan pengulangan secara spesifik beberapa kali (lihatkembali penjelasan di Bagian-1 handout ini tentangFOR...NEXT)....


3: $crystal = 11059200

4:



7: Dim Data_led As Byte , X As Byte

8:

9: Data_led = &B00000011

10:11: Do12:

13: For X = 1 To 6

14: Port_led = Data_led

15: Waitms 50

16: Rotate Data_led , Left , 1

17: Next X

18:

19: For X = 1 To 6

20: Port_led = Data_led

21: Waitms 50

22: Rotate Data_led , Right , 123: Next X

24:

25: Loop

2.7. Latihan-6: Penerjemahan Penekanan PushButtonpada Tampilan LED

Kali ini kita akan melakukan latihan dengan memanfaatkan pushbutton dan LED menggunakan

rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 2.2. Perhatikan untuk rangkaian LED-nya sama seperti

Gambar 2.1. Untuk rangkaian tombol-tekan atau pushbutton digunakan konfigurasi Aktif Rendah,

artinya saat tombol tidak ditekan, PIN yang bersangkutan akan bernilai HIGH atau 1 dan saat ditekan

akan terbaca logika LOW atau 0, karena terhubung semuanya dengan GND.

Program pada Latihan ini akan digunakan untuk menerjemahkan penekanan tombol, dengan

ketentuan sebagai berikut (baris 20-25 pada program):

Jika ditekan tombol pada PORTD.0 (port D pin 0) atau PORTD terbaca &B11111110 atau

&HFE, maka separo pertama dari LED akan dinyalakan dengan memberikan nilai

&B00001111atau&H0Fpada PORTB;

Jika ditekan tombol pada PORTD.1 (port d pin 1) atau PORTD terbaca &B11111101 atau

&HFD, maka separo kedua dari LED akan dinyalakan, dengan memberikan nilai &B11110000

atau&HF0pada PORTB;


&HFB, maka LED 0, 2, 4 dan 6 akan dinyalakan, dengan memberikan nilai&B01010101atau

&H55pada PORTB;


28/104


Hal. 25


&HF7, maka LED 1, 3, 5 dan 7 akan dinyalakan, dengan memberikan nilai &B10101010atau

&HAApada PORTB;

Gambar 2.2. Sama seperti Gambar 2.1

Program selengkapnya, perhatikan perintahSELECT-CASEyang digunakan untuk menerjemahkan arti

dari masing-masing penekanan tombol sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya:

1: ' program PUSH01.BAS2: '3: $regfile = "m16def.dat"

4: $crystal = 110592005:6: Dim X As Byte7:8: Config Portb = Output

9: Config Portd = Input10: Hasil Alias Portb11: Masukan Alias Pind12:13: Portd = 255

14:15: ' menghidupkan LED berdasar penekanan push button di PORTD16:17: Do18:

19: X = Masukan20: Select Case X21: Case &B11111011 : Hasil = &B01010101 ' pushbuton di portd.222: Case &B11110111 : Hasil = &B10101010 ' pushbuton di portd.323: End Select

24:25: Loop


29/104


Hal. 26

2.8. Latihan-7: Pushbuttondan Animasi LED

Masih menggunakan rangkaian seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2, kali ini digunakan 2 (dua)

tombol untuk mengubah arah animasi LED yang terpasang pada PORTB, silahkan mencermati dan

memahami program selengkapnya berikut ini...

' program PUSH02.BAS'$regfile = "m16def.dat"$crystal = 11059200

Dim X As Byte , Animasi As Byte , Status As Bit

Config Portb = OutputConfig Portd = Input

Hasil Alias PortbMasukan Alias Pind

Portd = 255

Animasi = &H01

' animasi LED berdasar penekanan push button di PORTD

Do

X = Masukan Select Case X Case &B11111011 : Status = 0 ' pushbuton di portd.2 Case &B11110111 : Status = 1 ' pushbuton di portd.3 End Select

If Status = 0 Then

Rotate Animasi , Left Else Rotate Animasi , Right

End If

Hasil = Animasi

Waitms 200

Loop

Jika Anda jeli, program ini akan menampilkan animasi LED berdasar penekanan tombol atau

pushbutton pada PORTD.2 atau PORTD.3.

- Selesai Modul 2 -


30/104


Hal. 27

Modul-3: Timer, Counter dan PWM

3.1. Pendahuluan Timer dan Counter

Mikrokontroler AVR ATMega16 (juga seri lainnya) memiliki tiga macam timer/counter(pewaktu/pencacah), yaitu Timer0, Timer1 dan Timer2:

Timer0dan Timer2merupakan timer 8-bit (bisa mencacah dari 0 sampai dengan 255);

Timer1merupakan timer 16-bit (bisa mencacah dari 0 sampai dengna 65535).

Sifat dasar dari timer/counter ini sama seperti RAM yang bisa dibaca dan diulisi, namun menawarkan

fasilitas yang lebih dari sekedar baca/tulis:

Timer melakukan pencacahan bisa secara otomatis (makanya disebut sebagai pewaktu).

Cukup Anda berikan perintah untuk mengaktifkan (START TIMERn) atau menghentikan

(STOP TIMERn), jika melibatkan interupsi bisa digunakan instruksi ENABLE TIMERn atau

DISABLE TIMERn(n diganti angka 0, 1 atau 2); Anda tidak perlu setiap saat memeriksa apakah pencacahan sudah overflow (berlebihan)

atau kejadian saat timer mencapai nilai maksimum, diberikan clockdan kembali menjadi nol

lagi (atau nilai apa saja yang kita inginkan reload value), karena masing-masing timer

dilengkapi interupsi yang aktif saat terjadi overflow;

Sumber detak ke timer bisa diperoleh secara internal (sebagai pewaktu) maupun eksternal

(sebagai pencacah), masing-masing menggunakan instruksi CONFIG TIMERn = TIMER atau

CONFIG TIMERn = COUNTER;

Saat diberikan detak dari osilator internal bisa dipilih laju detak-nya sesuai dengan RC atau

Crystal atau bahkan lebih lambat dengan cara membagi detak atau clock dengan angka 8,

64, 256 atau 1024 (angka-angka ini dinamakan sebagai prescaler). Misalnya, jika PRESCALE =

64, menggunakan frekuensi krsital 8MHz akan diperoleh (8.000.000/64) 125.000 clock perdetik-nya, atau jika PRESCALE = 1024 akan diperoleh (8.000.000/1024) 7.812 clock per detik.

Timer tidak harus melakukan pencacahan dari nol, Anda bisa memberikan nilai awal yang

bukan nol, yang dikenal dengan nilai reload.

3.2. Tentang Timer0 dan Timer2

Pada Gambar 3.1 ditunjukkan diagram blok dari Timer0/Timer2 dengan lebar 8-bit (angka n pada

gambar tersebut diganti dengan angka 0 atau 1, misalnya TCCRn menjadi TCCR0, dan seterusnya).

Sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3.1 dan diperjelas dalam Gambar 3.2, masukan detak atau

clock untuk Timer0 bisa diperoleh dari internal, melalui jalur Prescaler, atau eksternal, melalui jalur

T0yang harus melalui Edge Detectorterlebih dahulu, yaitu sebuah unit yang bisa mendeteksi pulsadetak atau clock saat FALLING(1 ke 0) atau RISING(0 ke 1).

Selanjutnya sinyal CLKT0atau CLKT2(baik dari internal maupun eksternal) ini diumpankan ke Control

Logic. Control Logic inilah yang kemudian memberikan instruksi operasional ke Timer0/Timer2,

apakah akan memberikan detak (count) menaikkan atau menurunkan isi (direction) dari register

Timer0/Timer2 yaitu TCNT0/TCNT2, membersihkan isinya (clear).

Jika TCNT0/TCNT2 sudah mencapai 0x00, maka akan diberikan sinya BOTTOM, sebaliknya, jika

TCNT0/TCNT2mencapai nilai maksimum, 0xFF, atau nilai tertentu, maka akan diberikan sinyal TOP

ke Control Logic.


31/104


Hal. 28

Gambar 3.1. Diagram blok Pewaktu/Pencacah 8-bit

Pada saat TCNT0/TCNT2 = OCR0/OCR2maka juga akan berikan sinyal TOPuntuk memberitahukan

bahwa pencacahan Timer0 sudah mencapai angka tertentu, dan tentu saja bisa memberikan

interupsi yang terkait, yaitu OCF0/OCF2. Demikian juga, jika terjadi overflow (saat terjadinya

limpahan karena nilai Timer0 yang sudah maksimal di-clock menjadi kembali nol lagi), maka

diangkitkan interupsi overflowmelalui TOV0/TOV2.

3.3. Timer0, Timer2 dan BASCOM AVR

Sebelum Anda gunakan, lakukan inisialisasi pada Timer0/Timer2 terlebih dahulu. Inisialisasi tersebut

bisa dilakukan dengan instruksi-instruksi BASCOM AVR sebagai berikut:

CONFIG TIMERn = TIMER, PRESCALE= 1|8|64|256|1024

CONFIG TIMERn = COUNTER, PRESCALE= 1|8|64|256|1024,EDGE=RISING/FALLING, CLEAR TIMER = 1|0

Gambar 3.2. Diagram blok unit Pencacah 8-bit


32/104


Hal. 29

Penjelasan

CONFIG TIMERn = TIMER, artinya Timer0/Timer2 mendapatkan sumber detak atau clock

secara internal:

o PRESCALE= 1|8|64|256|1024, artinya sumber detak internal tersebut mo dibagi

berapa? 1, 8, 64, 256 atau 1024 untuk mendapatkan sumber detak yang lebih

lambat.

CONFIG TIMERn = COUNTER, artinya Timer0/Timer2 mendapatkan sumber clock-nya dari

eksternal (melalui pin T0):

o EDGE=RISING/FALLING, kapan dilakukan aksi detak, apakah saat RISING, yaitu dari 0

ke 1, atau saat FALLING, yaitu dari 1 ke 0;

o PRESCALE= 1|8|64|256|1024, sama penjelasannya...

o CLEAR TIMER = 1|0, digunakan untuk memilih

3.4. Tentang Timer1

Timer1 merupakan pewaktu 16-bit, diagram blok-nya ditunjukkan pada Gambar 3.3, dan jika

diperhatikan, fasilitas atau fitur-nya lebih lengkap dibandingkan Timer0 atau Timer2. Fitur tambahantersebut antara lain, Timer1 memiliki 2 (dua) buah pembanding OCR1Adan OCR1B, yang masing-

masing bisa mengaktifkan interupsi OC1Adan OC1B.

Gambar 3.3. Diagram blok Pewaktu/Pencacah 16-bit


33/104


Hal. 30

Sumber detak-nya sama seperti Timer0 dan Timer2, bisa dari dalam (internal), dari dalam dengan

dibagi prescaler atau dari luar melalui pin T1. Detilnya ditunjukkan pada Gambar 3.4. Perhatikan

bahwa register timernya terbagi atas TCNT1H dan TCNT1L yang masing-masing panjangnya 8-bit,

total 16-bit.

Gambar 3.4. Diagram blok Unit Pencacah 16-bit

3.5. Latihan-1: Menggunakan Timer1

Kali ini kita akan membuat sebuah jam digital yang ditampilkan melalui 2x7segmen menggunakan

rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 3.5 (format Proteus 7.4 SP3). 7segmen yang digunakan

sudah terpadu dengan IC BCD to 7Segmen, sehingga jika masukan BCD adalah 0 sampai dengan 9,

maka keluarnya tampilan 7segmen juga 0 sampai dengan 9, sungguh mudah dan menyenangkan.

Anda bisa membeli IC 74LS47 (CA) atau 74LS48 (CC) untuk mengkonversi data BCD menjadi data-

data untuk 7-segmen, sebagaimana diagram pin untuk ditunjukkan pada Gambar 3.6.

Gambar 3.5. Rangkaian jam digital menggunakan ATMega16


34/104


Hal. 31

Gambar 3.6. 74LS47 (kiri) dan 74LS48 (kanan)

Karena hanya menggunakan dua digit, selama program berjalan pada ATMega16 hanya ditampilkan

detik-nya saja, untuk menampilkan menit dan jam masing-masing bisa menggunakan tombol MENIT

dan JAM (perhatikan Gambar 3.3), yang masing-masing terhubungkan ke PORTD.0 dan PORTD.1.

Sedangkan untuk mereset jam, bisa digunakan tombol RESET JAMyang terhubungkan ke PORTD.7.

Okey, mari kita mulai langkah demi langkah...

Seperti biasanya, diawali dengan mendeklarasikan pustaka, kristal dan 5 variabel yang akan

digunakan dalam program kita (baris 6 sampai dengan 10), antara lain:

TEMPdigunakan untuk menyimpan data jam, menit atau detik sementara;

SECONDS, sudah jelas digunakan untuk menyimpan data detik;

MINUTES, untuk menyimpan data menit;

HOURS, untuk menyimpan data jam, dan

KEYS, untuk pembacaan PORTD, apakah ada tombol yang ditekan, sehingga program bisa

melakukan proses sesuai dengan tombol yang ditekan.

1: ' program jam.bas2: '


5:6: Dim Temp As Byte

7: Dim Seconds As Byte8: Dim Minutes As Byte9: Dim Hours As Byte

10: Dim Keys As Byte

11:

Selanjutnya kita tetapkan sebuah konstanta untuk melakukan penundaan 1 detik tepat! Konstantaini merupakan nilai pembanding yang nantinya disimpan pada OCR1H dan OCR1L, sehingga saat

Timer1, yaitu TCNT1H dan TCNT1L, sama isinya masing-masing dengan OCR1H dan OCR1L, maka

akan terjadi interupsi MATCH COMPARE.

Untuk mendapatkan nilai konstanta ini, silahkan gunakan program AvrTimer1Calc.EXE, kemudian

masukkan parameter-parameter seperti ditunjukkan pada Gambar 3.7, yaitu ditemukan nilai isi

ulangnya adalah 34.288, supaya terjadi 31.250 detak yang setara dengan 1 detik.

Nilai 34.288 ini yang kemudian dituliskan dalam program (baris 12), kemudian diikuti dengan

mendeklarasikan fungsi dari timer1 sebagai pewaktu (TIMER) dengan prescaler sebesar 256 (baris

14). Sedangkan dua register untuk pembanding, yaitu OCR1Hdan OCR1Lmasing-masing diisi dengan

bagian HIGHdan LOWdari konstanta RELOAD(=34.288), perhatikan baris 16 dan 17:


35/104


Hal. 32

12: Const Reload = 34286 'periode 1 detik13:

14: Config Timer1 = Timer , Prescale = 256

15:

16: Ocr1ah = High(reload)

17: Ocr1al = Low(reload) ' nilai reload utk timer1

18:

Langkah selanjutnya adalah mengatur agar terjadi interupsi karena proses pembandingan (telah

terjadi kecocokan data antara isi Timer1 TCNT1dengan data pembanding OCR1AH dan OCR1AL).

Untuk itu kita perlu mengatur isi register Timer/Counter1 Control atau TCCR1A, sebagaimana

ditunjukkan pada Gambar 3.8.

Gambar 3.7. Program AVR Timer1 Calculator

Gambar 3.8. Register TCCR1A

Arti dari masing-masing bit TCCR1A(Gambar 3.8) sebagai berikut:

Bit 7:6 COM1A1:0: Compare Output Mode for Channel A

Bit 5:4 COM1B1:0: Compare Output Mode for Channel B

o Masing-masing pasangan bit ini (bit 7-6 dan bit 5-4) digunakan untuk mengatur pin

OC1A dan OC1B melalui Tabel 4.1

Bit 3 FOC1A: Force Output Compare for Channel A

Bit 2 FOC1B: Force Output Compare for Channel B

o Untuk memaksa terjadinya Compare Match pada masing-masing kanal (A atau B)

dengan cara memberikan logika 1 pada masing-masing tersebut.

Bit 1:0 WGM11:0: Waveform Generation Mode


36/104


Hal. 33

o Mengontrol sekuens pencacahan pada pencacah, sebagaimana ditunjukkan pada

Tabel 4.2

Tabel 4.1. Compare Output Mode, Non PWM

COM1A1/

COM1B1

COM1A0/

COM1B0

Keterangan

0 0 Operasi port normal, OC1A/OC1B tidak dihubungkan ke pin PD4 dan PD5

0 1 Togel OC1A/OC1B pada saat terjadi Compare Match

1 0 Reset OC1A/OC1B pada saat terjadi Compare Match

1 1 Set OC1A/OC1B pada saat terjadi Compare Match

Tabel 4.2. Waveform Generation Mode Bit Description

Dalam kasus kita, register TCCR1A kita isi dengan nol, kemudian kita cek juga TCCR1Bsebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9. Register TCCR1B

Arti dari masing-masing bit TCCR1Bsebagai berikut:

Bit 7 ICNC1: Input Capture Noise Canceler

o Untuk aktivasi masukan Capture Noise Canceleratau CNC.

Bit 6 ICES1: Input Capture Edge Select

o Untuk memilih masukan Capture Edge Selectjenis falling (0) atau rising (1).


37/104


Hal. 34

Bit 5 Reserved Bit

o Cadangan, tidak digunakan sementara, untuk pengembangan ATMega16 di masa

mendatang.

Bit 4:3 WGM13:2: Waveform Generation Mode

o Lihat Tabel 4.2

Bit 2:0 CS12:0: Clock Selecto Lihat Tabel 4.3

Tabel 4.3. Clock Select Bit Description

Dalam kasus latihan ini, kita set TCCR1B.3 pada bagian WGM12-nya supaya Timer1 akan mereset

setelah terjadi Compare Match, perhatikan baris 19 dan 20:

19: Tccr1a = 0 ' diskonek OC1A dari T/C1

20: Set Tccr1b.3 ' reset T/C1 setelah compare21:

Selanjutnya masing-masing PORTA dan PORTD juga kita inisialisasi masing-masing sebagai luaran dan

masukan, juga menyiapkan PORTD untuk masukan (baris 24):

22: Config Porta = Output ' porta untuk tampilan

23: Config Portd = Input ' portd untuk tombol24: Portd = 255 ' semua luaran HIGH

25:

Agar setiap terjadi interupsi Compare Match pada Timer1 dilakukan proses pada bagian tertentu di

dalam program maka kita definisikan sebuah label TIMER1_ISR:

26: On Compare1a Timer1_isr27:

Okey, sekarang kita aktifkan interupsi pembandingnya (baris 26) dan interupsi global-nya (baris 27),

perlu diketahui bahwa interupsi adalah sebuah proses yang menunda program yang sedang berjalan

untuk mengerjakan sesuatu yang begitu penting, kemudian setelah selesai akan kembali

mengerjakan pekerjaan yang sebelumnya ditinggalkan:

28: Enable Compare1a ' aktifkan interupsi timer compare

29: Enable Interrupts ' aktifkan seluruh interupsi30:


38/104


Hal. 35

Sampai disini sekarang semua sudah siap, sudah ready! Selanjutnya adalah membuat program untuk

rutinitas jam digital sebagaimana kita rencanakan. Intinya adalah selalu menampilkan detik (baris 50)

sambil terus menerus memeriksa tombol pada PORTD (baris 32), apakah ditekan tombol RESET,

berarti mereset jam, menit dan detik (baris 33 sampai dengan 37), atau tombol JAM, artinya

ditampilkan data jam (baris 48), atau tombol MENIT, artinya ditampilkan tombol menit (baris 49).Serta tidak lupa untuk selalu meng-update data-data detik (baris 38 sampai dengan 41), menit (baris

42 sampai dengan 45)dan jam (baris 46):

31: Do32: Keys = Pind

33: If Keys = &H7F Then ' reset jam

34: Seconds = 035: Minutes = 0

36: Hours = 037: End If

38: If Seconds = 60 Then ' jika detik sudah overflow

39: Seconds = 040: Incr Minutes41: End If

42: If Minutes = 60 Then ' jika menit sudah overflow

43: Minutes = 044: Incr Hours

45: End If46: If Hours = 24 Then Hours = 0

47: Temp = Makebcd(seconds)

48: If Keys = &HFE Then Temp = Makebcd(minutes)49: If Keys = &HFD Then Temp = Makebcd(hours) tampilkan jam

50: Porta = Temp

51: Loop52:

53: End

Ingat bahwa interupsi Timer1 karena Compare Match terjadi setiap 1 detik sekali (tepat!) dan yang

dilakukan adalah (selalu) menaikkan data detik atau SECONDS:

54: Timer1_isr:55: Incr Seconds

56: Return

Program selengkapnya (file TIMER3.BAS) sebagai berikut:

1: ' program jam.bas

2: '3: $regfile = "m16def.dat"4: $crystal = 110592005:

6: Dim Temp As Byte7: Dim Seconds As Byte8: Dim Minutes As Byte9: Dim Hours As Byte10: Dim Keys As Byte

11:12: Const Reload = 34286 ' periode 1 detik

13:14: Config Timer1 = Timer , Prescale = 256


39/104


Hal. 36

15:16: Ocr1ah = High(reload)

17: Ocr1al = Low(reload) ' nilai reload utk timer118:19: Tccr1a = 0 ' diskonek OC1A dari T/C120: Set Tccr1b.3 ' reset T/C1 setelah compare

21:22: Config Porta = Output ' porta untuk tampilan23: Config Portd = Input ' portd untuk tombol24: Portd = 255 ' semua luaran HIGH25:26: On Compare1a Timer1_isr ' lompat ke timer1_isr saat interupsi

27:28: Enable Compare1a ' aktifkan interupsi timer compare29: Enable Interrupts ' aktifkan seluruh interupsi30:31: Do

32: Keys = Pind33: If Keys = &H7F Then ' reset jam

34: Seconds = 035: Minutes = 036: Hours = 0

37: End If38: If Seconds = 60 Then ' jika detik sudah overflow39: Seconds = 040: Incr Minutes41: End If

42: If Minutes = 60 Then ' jika menit sudah overflow43: Minutes = 044: Incr Hours45: End If46: If Hours = 24 Then Hours = 0

47: Temp = Makebcd(seconds)48: If Keys = &HFE Then Temp = Makebcd(minutes) ' tampilkan menit49: If Keys = &HFD Then Temp = Makebcd(hours) ' tampilkan jam50: Porta = Temp51: Loop

52:53: End54:55: Timer1_isr:56: Incr Seconds

57: Return

3.6. Latihan-2: Menggunakan Timer0

Kali ini kita akan berlatih menggunakan Timer0 untuk melakukan penundaan selama 50 milidetik.Keterangan tentang Timer0 sebagaimana telah dijelaskan di awal modul. Gunakan rangkaian Proteus

7.4 SP3 untuk melakukan percobaan, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3.10.

Rangkaian (Gambar 3.10) ini sangat sederhana, karena intinya hanya dilihat hasil luaran pada

PORTB.0 atau PB0, perhatikan catatan pada Gambar 3.10 tersebut. Jangan lupa untuk melakukan

setingan kristal pada jendela yang ditunjukkan pada Gambar 3.11, pada pilihan CKSEL Fusesdipilih

Int. RC 4 MHz.

Baiklah, seperti biasa, program diawali dengan deklarasi pustaka ATMega16 dan kristal yang

digunakan (yaitu 4 MHz, bukan 8 MHz). Kemudian dilanjutkan dengan menuliskan konstanta reload-

nya agar diperoleh penundaan 50 milidetik atau dengan kata lain, terjadi overflow(bukan Compare

Match) setiap 50 milidetik.


40/104


Hal. 37

Untuk menghitung konstanta reload, gunakan program AvrTimer0Calc.exe, kemudian isikan

frekuensi kristal 4.000.000 Hz dan periode Timer0-nya adalah 50 milidetik atau yang mendekati,

contoh pengaturan ditunjukkan pada Gambar 3.12. Ditemukan nilai 195 clock agar terjadi delay atau

penundaan 50 milidetik atau mendekati 50 milidetik (49.92 milidetik), atau dengan kata lain, nilai

reload kita isi 61 (baris 6), perhatikan Gambar 3.12.

Gambar 3.10. Rangkaian untuk Latihan Timer0

Gambar 3.11. Edit Component


41/104


Hal. 38

Gambar 3.12. Program AVR Timer0 Calculator

Tidak lupa juga mendefinisikan operasional Timer0 sebagai pewaktu dengan prescaler sebesar 1024

(baris 8):

1: ' program kedipan.bas

2: '3: $regfile = "m16def.dat"

4: $crystal = 11059200

5:6: Const Reload = 61 ' reload untuk 50ms

7:

8: Config Timer0 = Timer , Prescale = 1024

9:

Langkah berikutnya adalah memberitahukan bahwa jika terjadi interupsi Timer0, yang dikerjakan

adalah mulai label TIMER0_ISR(baris 10), diikuti dengan mendefinisikan PORTB sebagai luaran (baris

12), mengaktifkan interupsi overflow Timer0 (baris 14) dan mengaktifkan interupsi global (baris 15):

10: On Timer0 Timer0_isr ' timer0 overflow interrupt11:


13:

14: Enable Timer0

15: Enable Interrupts

16:

Selanjutnya program tidak melakukan apapun (baris 17 19). Jika terjadi interupsi Timer0, karena

sudah terjadi 195 kali clock atau setara dengan penundaan 50 milidetik, akan dikerjakan interupsi

yaitu melompat ke label TIMER0_ISR atau baris 23, dan seterusnya, yang diawali dengan mengisi

ulang TIMER0 dengan nilai reload (baris 24) dan PORTB.0 akan berlogika 1 dan 0 secara

bergantian, menggunakan instruksi TOGGLE.


42/104


Hal. 39

17: Do18: NOP19: Loop

20:21: End

22:

23: Timer0_isr:24: Load Timer0 , Reload ' isi kembali timer0 dg reload

25: Portb.0 = Not Pinb.0 ' togel

26: Return

3.7. Latihan-3: Menggunakan Counter0

Kali ini interupsi Timer0 akan terjadi pada saat dilakukan 5 kali penekanan tombol, dengan demikian

Timer0 kita konfigurasi menjadi COUNTER(baris 9) dan pendeteksian clok-nya pada saat 1 ke 0 atau

FALLING (baris 9) dan jangan lupa, isi dulu TIMER0atau TCNT0dengan nilai 5 (atau dalam hal ini

disimpan dalam variabel TICKS, perhatikan baris 10 dan 6):

1: ' program counter0.bas2: '

3: $regfile = "m16def.dat"

4: $crystal = 110592005:

6: Const Ticks = 57: Dim Count As Byte8:

9: Config Timer0 = Counter , Edge = Falling10: Load Timer0 , Ticks

11:

12: On Timer0 Timer0_isr13:

Jangan lupa juga mengarahkan interupsi (overflow) Timer0 ke TIMER0_ISR(baris 12), sebagaimana

ditunjukkan pada baris 24-27:

14: Config Portc = Output15: Reset Ddrb.0 ' portb sebagai masukan cacah pulsa16:

17: Enable Timer018: Enable Interrupts

19:

20: Do21: Portc = Count

22: Loop23:

24: Timer0_isr: ' lakukan interupsi jika 5 kali cacah

25: Load Timer0 , Ticks26: Incr Count

27: Return

PORTC didefinisikan sebagai luaran (baris 14), PB0 digunakan sebagai masukan tombol sehingga

DDRB.0-nya diberi logika nol (atau sebagai luaran, baris 15). PORTC selalu menampilkan isi dari

variabel COUNT, yaitu nilainya akan selalu naik setiap 5 kali penekanan tombol pada PB0 atausebagai masukan detak ke Timer0 atau T0.


43/104


Hal. 40

Rangkaian yang digunakan pada latihan ini dtiunjukkan pada Gambar 3.13 menggunakan Proteus 7.4

SP3.

Gambar 3.13. Rangkaian untuk Latihan Counter0

Program selengkapnya:

1: ' program counter0.bas2: '


5:6: Const Ticks = 5

7: Dim Count As Byte8:9: Config Timer0 = Counter , Edge = Falling

10: Load Timer0 , Ticks11:

12: On Timer0 Timer0_isr

13:14: Config Portc = Output15: Reset Ddrb.0 ' portb sebagai masukan cacah pulsa

16:

17: Enable Timer018: Enable Interrupts

19:20: Do

21: Portc = Count

22: Loop23:

24: Timer0_isr: ' lakukan interupsi jika 5 kali cacah

25: Load Timer0 , Ticks26: Incr Count


44/104


Hal. 41

27: Return

3.8. Latihan-4: Menggunakan Fasilitas Capture pada Timer1

Fasilitas capture pada Timer1 memberikan fasilitas kepada kita untuk selalu bisa mengetahu nilai

pewaktu atau pencacah melalui register ICRn(perhatikan Gambar 3.3, karena menggunakan Timer1

maka nama registernya adalah ICR1, karena 16-bit dan akan ditampilkan melalui PORTCyang 8 bit,maka hanya digunakan separo yang bawah atau ICR1L).

Rangkaian yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 3.14. perhatikan bahwa masukan clock melalui

T1atau PB1sedangkan masukan aktivasi capture melalui ICP1atau PD6.

Program selengkapnya:

1: ' program capture1.bas2: '

3: $regfile = "m16def.dat"

4: $crystal = 110592

5:6: Config Timer1 = Counter , Edge = Falling , Noise Cancel = 1 ,

Capture Edge = Rising7:

8: Config Portc = Output ' portb.1 disambung dg portd.49: Config Pinb.1 = Input ' agar dicapture setiap tekan tombol

10:11: Do

12: Portc = Icr1l ' tampilkan hasil counter di portc13: Loop

14:

15: End

Gambar 3.14. Latihan untuk Fasilitas Capture pada Timer1

Penjelasan program:


45/104


Hal. 42

Timer1 dikonfigurasi sebagai COUNTER, dengan masukan clock aktif pada saat transisi 1 ke 0

atau FALLING(baris 6). Noise canceller diaktifkan dengan instruksi NOISE CANCEL = 1, dan

capture terjadi pada saat transisi 1 ke 0 atau RISING(baris 7);

Perhatian! Baris 6 dan 7 harus ditulis dalam satu baris!

PORTC selalu menampilkan isi register ICR1L(baris 12-14).

3.9. Latihan-5: Tentang PWM (Pulse Widt h Modulat ion)

Untuk mengendalikan kecerahan lampu LED atau kecepatan motor DC bisa dilakukan dengan

menaikkan atau menurunkan tegangan, namun metode ini banyak kekurangannya, solusi yang baik

adalah dengan menghidupkan dan mematikan secara cepat. Istilahnya dengan memberikan pulsa

PWMatau Pulse Widt h Modulat ion, perhatikan contoh-nya pada Gambar 3.15 sampai dengan 4.17.

Gambar 3.15

Jika pulsa sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 415 diberikan ke LED atau motor DC, maka LEDcerah 50% atau kecepatan motornya 50% dari kecepatan maksimum. Dikatakan bahwa pulsa PWM

sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3.15 memiliki duty cycle50%, artinya lebar pulsa HIGH dan

LOW-nya sama.

Gambar 3.16

Sedangkan jika LED atau motor DC diberikan pulsa dengan duty cycle75%, sebagaimana ditunjukkan

pada Gambar 3.16, maka kecerahan LED menjadi begitu juga dengan kecepatan Motor DC-nya.

Contoh lain ditunjukkan pada Gambar 3.17 untuk duty cycle sebesar 25%, atau Motor DC-nya akanmenurun kecepatannya hingga 25% dari kecepatan maksimum.


46/104


Hal. 43

Gambar 3.17

Pewaktu/pencacah AVR memiliki fasilitas mode kerja PWM, frekuensi-nya sama tetapi duty cycle-nya

berbeda dan bisa diatur, perhatikan contoh-contoh pada gambar-gambar sebelumnya, semuanya

memiliki periode 2 milidetik tetapi dengan duty cycle yang berbeda-beda (masing-masing 50%, 75%

dan 25%).

ATMega16 memiliki luaran PWM yang tersambung ke Timer1 melalui:

OC1Aatau PORTD.4, dan

OC1Batau PORTD.5

Masing-masing luaran PWM tersebut memiliki pengaturan yang terpisah (masing-masing duty cycle-

nya bisa berbeda) walaupun akan bekerja dengan frekuensi yang sama. Tiga mode PWM yang

dibahas dalam modul ini adalah mode 8, 9 dan 10-bit:

Dalam mode 8 bit, pencacah akan mencacah dari 0 ke 255 kemudian kembali turun lagi ke 0;

Dalam mode 9 bit, pencacah akan mencacah dari 0 ke 511 kemudian kembali turun lagi ke 0;

Dalam mode 10 bit, pencacah akan mencacah dari 0 ke 1023 kemudian kembali turun lagi ke

0;

Perhatikan contoh atau ilustrasi mode 8 bit yang ditunjukkan pada Gambar 3.18. Kita harus

menentukan sebuah titik antara 0 sampai dengan 255 yang nantinya digunakan untuk merubah

luaran dari HIGH menjadi LOW. Jika nilainya, misalnya, kita 100, maka luaran OC1A yang melalui

PORTD.5 akan berubah dari HIGH (logika 1) menjadi LOW (logika 0) sebagaimana ditunjukkan pada

Gambar 3.19.

Jika untuk OCR1B diberi nilai 10, maka perbandingan antara 100 pada OC1A dan 10 pada OC1B

ditunjukkan pada Gambar 3.20.

Gambar 3.18


47/104


Hal. 4

Mudah Pemrograman Mikrokontroller ATMEL AVR Dengan BASCOM AVR

Documents

Transcript of Mudah Pemrograman Mikrokontroller ATMEL AVR Dengan BASCOM AVR