PEMROGRAMAN
MIKROKONTROLER
O L E H : L U K M A N R O S Y I D I
P E N G E N A L A N
REVISI 1.0
Tutorial, panduan step by step dan contoh pemrograman dengan: cara yang mudah software yang free perangkat yang ekonomis
BUKU 1
www.mikron123.com
PENGENALAN
PEMROGRAMAN MIKROKONTROLER ARM
Revisi 1.0, Januari 2014. Copyright 2014 Lukman Rosyidi. Ditulis oleh Lukman Rosyidi. Didukung oleh Nuvoton Technology Corp., salah satu ARM partner. Diterbitkan secara digital oleh Yayasan Prasimax Bina Teknologi, Depok. Kontak: [email protected] | www.mikron123.com
ARM adalah trademark milik ARM Holding Limited.
NuMicro adalah trademark milik Nuvoton Technology Corporation.
CooCox adalah trademark milik Embest Technology Co., Ltd.
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 2
Hak Cipta dilindungi undang-undang.
Dilarang mengambil atau memodifikasi sebagian atau keseluruhan dari karya ini
dalam bentuk apapun tanpa seijin penulis dan penerbit.
www.mikron123.com
DAFTAR ISI
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 3
PEMBAHASAN HALAMAN
1 APA ITU MIKROKONTROLER ARM ? 4
2 APA KELEBIHAN MIKROKONTROLER ARM ? 5
3 HARDWARE YANG DIBUTUHKAN 6
4 CARA INSTALASI HARDWARE 7
5 SOFTWARE YANG DIBUTUHKAN 9
6 CARA INSTALASI SOFTWARE 10
7 MEMBUAT FILE PROJECT 14
8 PEMROGRAMAN LED 20
9 PEMROGRAMAN PUSHBUTTON SWITCH 25
10 PEMROGRAMAN LCD TEXT 28
www.mikron123.com
1. APA ITU MIKROKONTROLER ARM ?
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 4
Mikrokontroler adalah mikrokomputer kecil dalam satu chip, di dalamnya berisi prosessor, memori dan peripheral I/O yang bisa diprogram.
Seri arsitektur ARM terbaru terdiri dari 3 lini kelas penggunaan yaitu: 1. ARM CORTEX A untuk prosesor aplikasi umum 2. ARM CORTEX R untuk prosesor real time 3. ARM CORTEX M untuk prosesor mikrokontroler
ARM adalah arsitektur prosesor 32 bit yang dibuat oleh ARM Holding dan dilisensikan untuk diproduksi oleh berbagai vendor di dunia termasuk AMD, Atmel, Freescale, Nuvoton, Nvidia, NXP, Samsung, ST Micro, dan TI.
Prosesor ARM digunakan pada perangkat smartphone, tablet, dan embedded system. Kini ARM menjadi arsitektur prosesor yang paling banyak diproduksi di dunia.
www.mikron123.com
2. APA KELEBIHAN MIKROKONTROLER ARM ?
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 5
MCU 8 bit ARM
Cost
Performance
Power Consumption
Dengan harga yang relatif sama, prosesor ARM memberikan kinerja jauh lebih tinggi dengan konsumsi daya yang rendah.
www.mikron123.com
3. HARDWARE YANG DIBUTUHKAN
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 6
Board DT-ARM NUC 120 - NuMicro ARM Cortex M0 12 MHz - 8KB RAM - 64KB memori program (APROM) - 4KB memori data (DataFlash) - 45 pin General Purpose I/O (GPIO) - 8 channel ADC 12 bit - 3 serial UART dg 1 USB & 1 RS485 - 3.3V & 5V compatible - Programmable via USB
Modul I/O Logic Tester
Lebih jelas bisa dilihat di www.mikron123.com dalam paket MikroARM Starter Pack
Modul Smart LCD 16x2 2 Kabel Data IDC
www.mikron123.com
4. CARA INSTALASI HARDWARE
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 7
Hubungkan Smart LCD 16x2 ke port 3 DT-ARM NUC140 dengan kabel IDC yang tersedia.
Langkah 1:
Hubungkan I/O Logic Tester ke port 2 DT-ARM NUC140 dengan kabel IDC yang tersedia.
www.mikron123.com
4. CARA INSTALASI HARDWARE
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 8
Langkah 2:
a. Pada board DT-ARM NUC120, pastikan posisi jumper J3 di 1-2, J4 di 1-2, dan J5 di 2-3, agar board menggunakan jalur USB untuk catu daya.
b. Pastikan jumper J11 pada posisi 2-3 agar DT-ARM NUC120 Board dapat diprogram melalui jalur USB. Sedangkan J12, J14 dan J15 bisa pada posisi 1-2 untuk menggunakan PORT B sebagai port I/O.
c. Hubungkan kabel USB antara PC/Laptop dengan DT-ARM NUC120 Board.
d. Jika pengaturan jumper sudah benar, maka LED Indikator Power pada DT-ARM NUC120 Board akan menyala dan komputer secara otomatis melakukan instalasi driver.
e. Setelah driver ter-install, PC/Laptop akan mengalokasikan sebuah koneksi USB-HID (Human Inferface Device) untuk board DT-ARM NUC120 yang dapat dicek di bagian Device Manager di PC/Laptop.
www.mikron123.com
5. SOFTWARE YANG DIBUTUHKAN
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 9
Untuk development di lingkungan Windows XP/7:
1. Software Compiler: GCC ARM Download https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Software compiler ini free, tidak ada pembatasan kode atau fitur.
2. Software Editor: CooCox CoIDE Download http://www.CooCox.com Software editor ini free, tanpa pembatasan waktu atau fitur.
3. Software Pin Configurator: CooCox CoSmart Download http://www.CooCox.com Software configurator ini free, tanpa pembatasan waktu atau fitur.
4. Software Downloader: NuMicro ISP Programming Tool Download http://www.nuvoton.com Software downloader ini free, disediakan oleh Nuvoton.
Semua software sudah tersedia dalam CD di paket MikroARM StarterPack
www.mikron123.com
6. CARA INSTALASI SOFTWARE
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 10
Langkah 1:
Lakukan instalasi Software Compiler GCC ARM. Perhatikan lokasi path folder tempat instalasi software.
www.mikron123.com
6. CARA INSTALASI SOFTWARE
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 11
Langkah 2:
Lakukan instalasi Software Editor CoIDE.
Sesudah selesai, panggil software CoIDE, lakukan setting compiler yang digunakan melalui menu Project > Select Toolchain Path.
Browse ke folder tempat instalasi software GCC ARM pada sub folder bin.
www.mikron123.com
6. CARA INSTALASI SOFTWARE
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 12
Langkah 3:
Lakukan instalasi Software Pin Configurator CooCox CoSmart. Sesudah selesai, panggil software CoSmart, lakukan setting compiler yang digunakan melalui menu Project > Config GCC Path.
Browse ke lokasi file arm-none-eabi-gcc.exe di folder tempat instalasi software GCC ARM pada sub folder bin lalu klik OK.
www.mikron123.com
6. CARA INSTALASI SOFTWARE
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 13
Langkah 4:
Lakukan instalasi NuMicro ISP Programming Tools.
Panggil software Nuvoton > NuMicro ISP Programming Tools dari Start Menu.
Pastikan DT-ARM NUC120 sudah terhubung ke PC/laptop melalui kabel USB dan LED powernya menyala.
Tekan tombol RESET di board DT-ARM NUC120 lalu tes koneksi dengan klik tombol Connect. Jika sudah benar maka status berubah menjadi Connected (hijau).
www.mikron123.com
7. MEMBUAT FILE PROJECT
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 14
PORT 2: GPIO A PORT 3: GPIO B
PA.8 Button 0 PB.0 LCD RS
PA.9 Button 1 PB.1 LCD RW
PA.10 Button 2 PB.2 LCD EN
PA.11 Button 3 PB.3 -
PA.12 LED 4 PB.4 LCD D4
PA.13 LED 5 PB.5 LCD D5
PA.14 LED 6 PB.6 LCD D6
PA.15 LED 7 PB.7 LCD D7
Langkah 1: Ketahui Konfigurasi Pin
Koneksi yang terjadi sebagai berikut.
Button adalah Input, LED adalah Output.
www.mikron123.com
7. MEMBUAT FILE PROJECT
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 15
Langkah 2: Pilih Konfigurasi
1. Panggil aplikasi CooCox Software > CoSmart dari Start Menu untuk membantu konfigurasi pin
2. Klik tombol New Chip di tengah layar.
3. Pilih Nuvoton, lalu pilih NUC120RD2BN
4. Akan muncul gambar chip NUC120RD2BN, beri contreng pada GPIOA & GPIOB
www.mikron123.com
7. MEMBUAT FILE PROJECT
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 16
Langkah 3a: Setting Pin
1. Di jendela Configuration, select GPIOA
2. Di bawahnya, klik pada Pin 8 s/d Pin 15 agar Enable
3. Scroll ke bawah, atur Pin Config
4. Pin 8 Config s/d Pin 11:
Mode Control: Input
Digital Input: Enable
Input Signal Debounce: Enable
5. Pin 12 Config s/d Pin 15:
Mode Control: Output
www.mikron123.com
7. MEMBUAT FILE PROJECT
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 17
Langkah 3b: Setting Pin
1. Di jendela Configuration, select GPIOB
2. Di bawahnya, klik pada Pin 0 s/d Pin 7 agar Enable
www.mikron123.com
7. MEMBUAT FILE PROJECT
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 18
Langkah 4: Generate Project
1. Simpan konfigurasi dengan klik Project > Save lalu pilih folder dan ketikkan nama file, misal konfigurasi01
2. Lalu klik Generate > Generate CoIDE Project lalu pilih folder dan ketikkan nama project, misal latihan01
3. CoSmart akan membuatkan file project dan membukanya otomatis di Windows Explorer
www.mikron123.com
7. MEMBUAT FILE PROJECT
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 19
Langkah 5: Buka Project
Klik dua kali pada file project latihan01 di Windows Explorer untuk membuka project dengan CoIDE.
Terlihat bahwa file project sudah berisi susunan folder dan file dengan 2 program yaitu Init.c dan main.c
Klik dua kali pada main.c untuk mulai memprogram.
www.mikron123.com
8. PEMROGRAMAN LED
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 20
LED pada rangkaian hardware adalah digital output yang bersifat ACTIVE LOW, yaitu menyala jika diberi logika LOW, dan mati jika diberikan logika HIGH.
Untuk memberikan logika HIGH gunakan perintah berikut:
DrvGPIO_SetBit(Nama_port, Nomor_pin);
Untuk memberikan logika LOW gunakan perintah berikut:
DrvGPIO_ClrBit(Nama_port, Nomor_pin);
Untuk bisa menggunakan 2 perintah di atas, perlu memasukkan library
#include "DrvGPIO.h"
Keterangan:
Nama_port diisi E_GPA / E_GPB / E_GPC / E_GPD / E_GPE. Dalam hal ini karena LED dihubungkan ke PORT A maka isi dengan E_GPA.
Nomor_pin diisi dengan angka pin kaki mikrokontroler di PORT yang terhubung LED yang ingin dinyalakan/dimatikan. Dalam hal ini empat buah LED sudah dihubungkan ke pin 12 s/d 15.
www.mikron123.com
8. PEMROGRAMAN LED
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 21
Untuk membuat nyala LED selang-seling, maka tambahkan baris program sehingga menjadi seperti gambar di samping.
www.mikron123.com
8. PEMROGRAMAN LED
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 22
Klik icon Build di toolbar untuk melakukan compile program.
Pastikan Build Successful, tidak ada error.
www.mikron123.com
8. PEMROGRAMAN LED
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 23
Panggil aplikasi Nuvoton > NuMicro ISP Programming Tool dari Start Menu.
Tekan tombol RESET di board DT-ARM NUC120. Klik tombol Connect jika diperlukan sehingga status menjadi Connected (warna hijau).
Klik file tombol APROM lalu browse ke folder project latihan01\Debug\bin dan pilih latihan01.bin
Klik tombol Start untuk memproses download ke hardware, tunggu hingga selesai.
www.mikron123.com
8. PEMROGRAMAN LED
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 24
Lihat hasilnya pada hardware.
Dari kanan ke kiri.
LED 4 mati
LED 5 menyala.
LED 6 mati.
LED 7 menyala.
www.mikron123.com
9. PEMROGRAMAN PUSHBUTTON SWITCH
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 25
Pushbutton switch pada rangkaian hardware adalah digital input yang bersifat ACTIVE LOW, yaitu jika ditekan memberikan logika LOW.
Untuk mengambil nilai logika input digital gunakan perintah berikut:
DrvGPIO_GetBit(Nama_port, Nomor_pin);
Untuk bisa menggunakan perintah di atas, tetap perlu library
#include "DrvGPIO.h"
Keterangan:
Nama_port diisi E_GPA / E_GPB / E_GPC / E_GPD / E_GPE. Dalam hal ini karena Pushbutton switch dihubungkan ke PORT A maka isi dengan E_GPA.
Nomor_pin diisi dengan angka pin kaki mikrokontroler di PORT yang terhubung Pushbutton switch yang ingin dimainkan. Dalam hal ini empat buah Pushbutton switch sudah dihubungkan ke pin 8 s/d 11.
Fungsi DrvGPIO_GetBit menghasilkan nilai 0 jika logika LOW (pushbutton ditekan), atau 1 jika logika HIGH (pushbutton tidak ditekan).
www.mikron123.com
9. PUSHBUTTON SWITCH
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 26
Untuk membuat nyala LED 4 tergantung penekanan pushbutton 0, ubah baris program sehingga menjadi seperti gambar di samping.
www.mikron123.com
9. PUSHBUTTON SWITCH
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 27
Lakukan Build dan download program seperti cara sebelumnya.
Lihat hasilnya di hardware. LED 4 baru akan menyala ketika pushbutton 0 ditekan.
www.mikron123.com
10. PEMROGRAMAN LCD
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 28
Klik icon Repository pada toolbar.
CoIDE sudah menyediakan banyak library komponen untuk membantu kita dalam membuat program.
www.mikron123.com
10. PEMROGRAMAN LCD
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 29
Klik tab Drivers pada bagian bawah.
CoIDE sudah menyediakan banyak library driver untuk membantu kita memprogram koneksi ke berbagai perangkat dan sensor.
www.mikron123.com
10. PEMROGRAMAN LCD
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 30
Manfaatkan library driver untuk LCD teks 16x2.
Klik bagian Alphanumeric, lalu beri tanda contreng pada driver Character LCD dengan interface GPIO yang dibuat oleh CooCox.
www.mikron123.com
10. PEMROGRAMAN LCD
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 31
Library driver LCD CooCox memerlukan komponen xCORE pada Peripherals.
Klik tab bagian Peripherals, lalu beri tanda contreng pada xCORE.
www.mikron123.com
10. PEMROGRAMAN LCD
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 32
Pada folder CoX_Driver sub LCD_Character yang sudah dibuatkan oleh CoIDE, klik ganda pada file hd44780.h
Lalu pada sekitar baris 100, ubah definisi pin LCD agar sesuai dengan koneksi hardware yang ada, sehingga menjadi seperti gambar di samping.
www.mikron123.com
10. PEMROGRAMAN LCD
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 33
Klik kembali ke isi tampilan program main.c
Kita sudah bisa menambahkan kode program untuk menggunakan LCD.
www.mikron123.com
10. PEMROGRAMAN LCD
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 34
Untuk mulai menggunakan LCD, lakukan inisialisasi dengan perintah berikut:
HD44780Init();
Untuk membersihkan layar LCD, gunakan perintah berikut:
HD44780DisplayClear();
Untuk pergi ke suatu baris dan kolom tertentu, gunakan perintah berikut:
HD44780LocationSet(x,y);
Untuk membersihkan layar LCD, gunakan perintah berikut:
HD44780DisplayString(tulisan);
Keterangan:
Nilai x diisi dengan nomor kolom LCD yang dituju (pilih 0 s/d 15 untuk LCD 16x2).
Nilai y diisi dengan nomor baris LCD yang dituju (pilih 0 atau 1 untuk LCD 16x2).
www.mikron123.com
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 35
Untuk menampilkan tulisan di LCD sebelum pengecekan tombol, tambah baris program sehingga menjadi seperti gambar di samping.
www.mikron123.com
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 36
Lakukan Build dan download program seperti cara sebelumnya.
Lihat hasilnya di hardware. LCD menampilkan tulisan yang diprogramkan.
www.mikron123.com
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 37
Terima kasih telah mempelajari.
Silakan belajar lebih lanjut & berkreasi dengan Mikrokontroler ARM.
PRASIMAX MIKRON Lab & Training Center
Jl. Margonda Raya No.494D Lantai 3 Depok 16424 Email: [email protected] | Web: www.mikron123.com
www.mikron123.com
PAKET CARA MUDAH BELAJAR MIKROKONTROLER ARM
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 38
Hardware: + Board ARM + Smart LCD 16x2 + I/O Logic Tester
Ebook Pengenalan: + Instalasi + Pemrograman: - LED - Pushbutton - LCD
Hardware: + Keypad 4x4 + Analog Sensor
Ebook Basic: + Dasar Bahasa C + Pemrograman: - Keypad - ADC - Data flash
Hardware: + Modul RTC
Ebook Intermediate: + Pemrograman: - Komunikasi Serial - Komunikasi USB - Timer & Counter - RTC
Hardware: + Modul SD Card
Ebook Advance: + Standar CMSIS + Pemrograman: - SD card - Custom Library - Real Time O/S
MikroARM Starter Pack
MikroARM Basic Extension Pack
MikroARM Intermediate Extension Pack
MikroARM Advance Extension Pack
Available Available Available soon Available soon
Lebih jauh dapat dilihat di www.mikron123.com , email [email protected]
www.mikron123.com
REFERENSI
P E N G E N AL AN P E M RO G R AM AN M I K ROKO N T RO L ER A R M 39
[1] Yiu, Joseph. The Definitive Guide to the ARM Cortex-M0. Elsevier Inc, 2011.
[2] ARM. Cortex-M0 Technical Reference Manual. ARM Holding Limited, 2009.
[3] Nuvoton. NuMicro Family NUC120 Data Sheet. Nuvoton Technology
Corporation, 2011.
[4] Innovative Electronics. Manual DT-ARM NUC 120 Board. Innovative
Electronics, 2013.
[5] CooCox. 2013. CoIDE User Guide. http://CooCox.org/CooCox_CoIDE.htm.
1 Januari 2014.
Top Related