Arsitektur Mikrokontroler AVR

Mikrokontroler AVR sudah menggunakan konsep arsitektur Harvard yang memisahkan memori dan bus untuk data dan program, serta sudah menerapkan single level pipelining. Selain itu mikrokontroler AVR juga mengimplementasikan RISC (Reduced Instruction Set Computing) sehingga eksekusi instruksi dapat berlangsung sangat cepat dan efisien. Blok sistem mikrokontroler AVR adalah sebagai berikut.     Salah satu seri mikrokontroler AVR yang banyak menjadi andalan saat ini adalah tipe ATtiny2313 dan ATmega8535. Seri ATtiny2313 banyak digunakan untuk sistem yang relatif sederhana dan berukuran kecil. Berikut adalah feature-feature mikrokontroler seri ATtiny2313. Kapasitas memori Flash 2 Kbytes untuk program Kapasitas memori EEPROM 128 bytes untuk data Maksimal 18 pin I/O 8 interrupt 8-bit timer Analog komparator On-chip oscillator Fasilitas In System Programming (ISP) Sedangkan ATmega8535 banyak digunakan untuk sistem yang kompleks, memiliki input sinyal analog, dan membutuhkan memori yang relatif lebih besar. Berikut adalah feature-feature mikrokontroler seri ATmega8535. Memori Flash 8 Kbytes untuk program Memori EEPROM 512 bytes untuk data Memori SRAM 512 bytes untuk data   Maksimal 32 pin I/O 20 interrupt Satu 16-bit timer dan dua 8-bit timer 8 channel ADC 10 bit Komunikasi serial melalui SPI dan USART Analog komparator 4 I/O PWM Fasilitas In System Programming (ISP)   MEMORY MAP MIKROKONTROLER AVR       PENJELASAN FUNGSI PIN MIKROKONTROLER AVR IC mikrokontroler dikemas (packaging) dalam bentuk yang berbeda. Namun pada dasarnya fungsi kaki yang ada pada IC memiliki persamaan. Gambar salah satu bentuk IC seri mikrokontroler AVR ATmega8535 dapat dilihat berikut. Berikut adalah penjelasan fungsi tiap kaki. A. Port A Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A (DDRA) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, kedelapan pin port A juga digunakan untuk masukan sinyal analog bagi A/D converter. B. Port B Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port B dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Pin-pin port B juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut.   Port Pin Fungsi Khusus PB0 T0 = timer/counter 0 external counter input PB1 T1 = timer/counter 0 external counter input PB2 AIN0 = analog comparator positive input PB3 AIN1 = analog comparator negative input PB4 SS = SPI slave select input PB5 MOSI = SPI bus master output / slave input PB6 MISO = SPI bus master input / slave output PB7 SCK = SPI bus serial clock   C. Port C Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port C dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki fungsi alternatif sebagai oscillator untuk timer/counter 2. D. Port D Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port D dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port D (DDRD) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port D juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut.   Port Pin Fungsi Khusus PD0 RDX (UART input line) PD1 TDX (UART output line) PD2 INT0 ( external interrupt 0 input ) PD3 INT1 ( external interrupt 1 input ) PD4 OC1B (Timer/Counter1 output compareB match output) PD5 OC1A (Timer/Counter1 output compareA match output) PD6 ICP (Timer/Counter1 input capture pin) PD7 OC2 (Timer/Counter2 output compare match output)     E. RESET RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low selama minimal 2 machine cycle maka system akan di-reset. F. XTAL1 XTAL1 adalah masukan ke inverting oscillator amplifier dan input ke internal clock operating circuit. G. XTAL2 XTAL2 adalah output dari inverting oscillator amplifier. H. AVcc Avcc adalah kaki masukan tegangan bagi A/D Converter. Kaki ini harus secara eksternal terhubung ke Vcc melalui lowpass filter. I. AREF AREF adalah kaki masukan referensi bagi A/D Converter. Untuk operasionalisasi ADC, suatu level tegangan antara AGND dan Avcc harus dibeikan ke kaki ini. J. AGND AGND adalah kaki untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND, kecuali jika board memiliki anlaog ground yang terpisah.                                                    Bersambung...

 

MACAM MACAM IC GERBANG LOGIKA

1. IC AND
 terbuat dari kumpulan komponen AND. IC AND 74LS08.

PIN KUTUB NO:

1. INPUT 1
2. INPUT 2
3. OUTPUT DARI INPUT 1 - 2
4. INPUT 4
5. INPUT 5
6. OUTPUT DARI 4 - 5
7. GND
8. OUTPUT DARI 9 - 10
9. INPUT 9
10. INPUT 10
11. OUTPUT 12 - 13
12. INPUT 12
13. INPUT 13
14. VCC 

2. IC OR
terbuat dari kumpulan komponen OR. IC OR 74LS32.

PIN KUTUB NO:

1. INPUT 1
2. INPUT 2
3. OUTPUT DARI INPUT 1 - 2
4. INPUT 4
5. INPUT 5
6. OUTPUT DARI 4 - 5
7. GND
8. OUTPUT DARI 9 - 10
9. INPUT 9
10. INPUT 10
11. OUTPUT 12 - 13
12. INPUT 12
13. INPUT 13
14. VCC 

3. IC NAND
terbuat dari kumpulan komponen NAND. IC NAND 74LS00
 
PIN KUTUB NO:

1. INPUT 1
2. INPUT 2
3. OUTPUT DARI INPUT 1 - 2
4. INPUT 4
5. INPUT 5
6. OUTPUT DARI 4 - 5
7. GND
8. OUTPUT DARI 9 - 10
9. INPUT 9
10. INPUT 10
11. OUTPUT 12 - 13
12. INPUT 12
13. INPUT 13
14. VCC 

4. IC NOR
terbuat dari kumpulan komponen NOR. IC NOR 74LS02

PIN KUTUB NO:

1. OUTPUT DARI  2 - 3
2. INPUT 2
3. INPUT 3
4. OUTPUT DARI 5 - 6
5. INPUT 5
6. INPUT 6
7. GND
8. INPUT 8
9. INPUT 9
10. OUTPUT DARI 8 - 9
11. INPUT 11
12. INPUT 12
13. OUTPUT DARI 11 - 12
14. VCC 

5. IC NOT
terbuat dari kumpulan komponen NOT. IC NOT 74LS04.

PIN KUTUB NO:

1. INPUT 1
2. OUTPUT DARI 1
3. INPUT 3
4. OUTPUT DARI 3
5. INPUT 5
6. OUTPUT DARI 5
7. GND
8. OUTPUT 9
9. INPUT 9
10. OUTPUT DARI 11
11. INPUT 11
12. OUTPUT DARI 13
13. INPUT 13
14. VCC 

IC 7404 

Dengan menggunakan IC tipe 7404, berbeda dengan gerbang sebelumnya (AND & OR), gerbang NOT hanya mempunyai 1 input dan 1 output. Sehingga dalam IC terdapat 6 gerbang NOT, dengan 6 input dan 6 output. Operasi gerbang : Gerbang ini merupakan fungsi inverter dari input. Jadi jika input berharga 0 maka outputnya akan berharga 1 dan begitu pula sebaliknya, sehingga didapat persamaan :

Y = Ā.

IC 7408 

Gerbang-gerbang dasar sudah terkemas dalam sebuah IC (Integrated Circuit), untuk gerbang AND digunakan IC tipe 7408. Karena dalam hal ini akan digunakan masukan / input sebanyak 3 buah maka dengan menggabungkan 2 gerbang dapat diperoleh 3 input yang dimaksud (dengan cara menghubungkan output kaki 3 ke input kaki 4 atau lima seperti terlihat pada gambar di bawah. Gerbang dasar hanya mempunyai 2 harga yaitu 0 dan 1. Berharga 0 jika tegangan bernilai 0 - 0,8 Volt dan berharga 1 jika tegangan bernilai 2 - 5 Volt. Operasi gerbang : Jika semua input terhubung dengan ground atau semuanya terlepas maka outputnya akan berharga 0, sehingga lampu indicator tidak menyala. Begitu pula jika hanya salah satu terlepas dan input lainnya diberi tegangan input sebesar Vcc, lampu tetap tidak akan menyala. Lampu akan menyala jika semua input diberi tegangan sebesar Vcc, sehingga berharga 1.Dengan melihat tabel pada data percobaan, akan didapat persamaan pada output, yaitu :Y = A • B • C

Y = (AB) C

IC 7400 

Dengan menggunakan IC tipe 7400, gerbang NAND mempunyai 2 input dan 1 output.

Operasi gerbang :

Gerbang NAND menghendaki semua inputnya bernilai 0 (terhubung dengan ground) atau salah satunya bernilai 1 agar menghasilkan output yang berharga 1. Sebaliknya jika Y = A • B semua input diberi harga 1 (masukan dari Vcc) maka outputnya akan berharga 0. Ini merupakan kebalikan dari operasi gerbang AND, sehingga didapat persamaan

IC 7402 

Gerbang ini menggunakan IC tipe 7402, yang memuat 4 gerbang NOR Operasi gerbang : Gerbang NOR merupakan kebalikan dari gerbang OR. Jadi output gerbang ini akan berharga 1 jika semua input berharga 0 (terhubung dengan ground). Persamaan yang didapat :Y = A + B ,Sesuai dengan Teori De Morgan maka persamaan ini bisa diubah menjadi persamaan : Y = A • B

IC 7432 

Gerbang ini sudah terkemas dalam IC tipe 7432. Sama dengan gerbang AND, gerbang OR hanya memiliki 2 buah input dan 1 output, sehingga dibutuhkan 2 gerbang untuk menjadikan 3 input dan 1 output. Operasi gerbang :

Pada output akan berharga 1 (indicator menyala) jika salah satu atau semua dari inputnya diberi masukan sebesar Vcc. Sebaliknya jika semua input diberi masukan dari ground atau terlepas, maka output akan berharga 0 (indicator tidak menyala.

Dengan melihat tabel pada data percobaan, akan didapat persamaan pada output, yaitu :

Y = A + B + C

IC 7486 

Gerbang ini menggunakan IC tipe 7486. Operasi gerbang : Gerbang EXOR berbeda dengan gerbang-gerbang OR. Output akan berharga 0 jika inputnya sama-sama 1 atau sama-sama 0. Dan akan berharga 1 jika salah satu input maupun output berharga 0 atau 1. Sehingga didapat persamaan sebagai berikut : Y = AB + AB

AGAR LEBIH JELAS SILAHKAN KLIK "READ MORE" UNTUK MEMPELAJARI TENTANG GERBANG LOGIKA DASAR