seputar mikrokontroller

Microcontroller, sebagai suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer merupakan teknologi baru untuk memenuhi kebutuhan pasar. Microcontroller sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil sehingga microcontroller dapat diproduksi secara masal (dalam jumlah banyak) membuat harganya menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor). Microcontroller sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu bahkan mainan yang lebih baik dan canggih. Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya), mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja (hanya satu program saja yang bisa disimpan). Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada Mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar, artinya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan. Kelebihan Microcontroller Adapun kelebihan dari mikrokontroller adalah sebagai berikut : Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemograman assembly dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem (bahasa assembly ini mudah dimengerti karena menggunakan bahasa assembly aplikasi dimana parameter input dan output langsung bisa diakses tanpa menggunakan banyak perintah). Desain bahasa assembly ini tidak menggunakan begitu banyak syarat penulisan bahasa pemrograman seperti huruf besar dan huruf kecil untuk bahasa assembly tetap diwajarkan. Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem. Sistem running microcontroller berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah instruksi atau program. Langkah-langkah untuk download komputer dengan mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak perintah. Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem. Harga microcontroller lebih murah dan mudah didapat. Unit Microcontroller Keluarga MCS-51 merupakan mikrokontroller 8 bit seperti terlihat pada table berikut ini : Device Internal memory program Internal memory data Timer/efen Counter Interupts 8052AH 8051AH 8051 8032AH 8031AH 8031 8751H 8751H-12 8751H-88 8K x 8ROM 4K x 8ROM 4K x 8ROM None None None 4K x 8ROM 4K x 8ROM 4K x 8ROM 256 x 8RAM 128 x 8RAM 128 x 8RAM 256 x 8RAM 128 x 8RAM 128 x 8RAM 128 x 8RAM 128 x 8RAM 128 x 8RAM 3 x 16 Bit 2 x 16 Bit 2 x 16 Bit 2 x 16 Bit 2 x 16 Bit 2 x 16 Bit 2 x 16 Bit 2 x 16 Bit 2 x 16 Bit 6 5 5 6 5 5 5 5 5 Terdapat beberapa anggota microcontroller MCS51 yang mempunyai internal memory, salah satunya adalah mikrokontroller AT89C51 yang merupakan versi EEPROM dari 80C51 dimana memory internal ini dapat diprogram dan dihapus secara elektrik dan diproduksi oleh ATMEL Corporation. AT89C51 dibuat compatible dengan sel instruksi dan pin keluaran standar industri MCS-51 yang memiliki 4Kbyte RAM internal dengan teknologi flash EEPROM yang dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

Jenis-Jenis Mikrokontroler

Jenis-Jenis Mikrokontroler

Jenis-Jenis Mikrokontroler secara umum mikrokontroler terbagi menjadi 3 keluarga besar yang ada di pasaran. Setiap keluarga memepunyai cirri khas dan karekteriktik sendiri sendiri, berikut pembagian keluarga dalam mikrokontroler:

Keluarga MCS51

Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC. Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock. Mikrokontroler ini berdasarkan arsitektur Harvard dan meskipun awalnya dirancang untuk aplikasi mikrokontroler chip tunggal, sebuah mode perluasan telah mengizinkan sebuah ROM luar 64KB dan RAM luar 64KB diberikan alamat dengan cara jalur pemilihan chip yang terpisah untuk akses program dan memori data.

Salah satu kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalah pemasukan sebuah mesin pemroses boolean yang mengijikan operasi logika boolean tingkatan-bit dapat dilakukan secara langsung dan secara efisien dalam register internal dan RAM. Karena itulah MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (programmable Logic Control).

AVR

Mikrokonktroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering disingkat AVR merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklus clock. AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi.

Secara umum, AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya. Keempat kelas tersebut adalah keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx.

PIC

PIC ialah keluarga mikrokontroler tipe RISC buatan Microchip Technology. Bersumber dari PIC1650 yang dibuat oleh Divisi Mikroelektronika General Instruments. Teknologi Microchip tidak menggukana PIC sebagai akronim,melaikan nama brandnya ialah PICmicro. Hal ini karena PIC singkatan dari Peripheral Interface Controller, tetapi General Instruments mempunyai akronim PIC1650 sebagai Programmabel Intelligent Computer.

PIC pada awalnya dibuat menggunakan teknologi General Instruments 16 bit CPU yaitu CP1600. * bit PIC dibuat pertama kali 1975 untuk meningkatkan performa sistem peningkatan pada I/). Saat ini PIC telah dilengkapi dengan EPROM dan komunikasi serial, UAT, kernel kontrol motor dll serta memori program dari 512 word hingga 32 word. 1 Word disini sama dengan 1 instruki bahasa assembly yang bervariasi dari 12 hingga 16 bit, tergantung dari tipe PICmicro tersebut. Silahkan kunjungi www.microchip.com untuk melihat berbagai produk chip tersebut.

Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari Programmable Interface Controller. Tetapi pada perkembangannya berubah menjadi Programmable Intelligent Computer. PIC termasuk keluarga mikrokonktroler berarsitektur Harvard yang dibuat oleh Microchip Technology. Awalnya dikembangkan oleh Divisi Mikroelektronik General Instruments dengan nama PIC1640. Sekarang Microhip telah mengumumkan pembuatan PIC-nya yang keenam.

PIC cukup popular digunakan oleh para developer dan para penghobi ngoprek karena biayanya yang rendah, ketersediaan dan penggunaan yang luas, database aplikasi yang besar, serta pemrograman (dan pemrograman ulang) melalui hubungan port  serial yang terdapat pada komputer.

Masing-masing keluarga mempunyai turunan sendiri-sendiri. Sekarang kita akan membahas pembagian jenis-jenis mikrokontroler yang telah umum digunakan.

Mikrokontroler AT89S52

Mikrokontroler 89S52 merupakan versi terbaru dibandingkan mikrokontroler AT89C51 yang telah banyak digunakan saat ini. AT89S52 mmpunyai kelebihan yaitu mempunyai flash memori sebesar 8K bytei, RAM 256 byte serta 2 buah data pointer 16 bit, Spesifikasinya:

Kompatibel dengan keluarga mikrokontroler MCS51 sebelumnya.

8 K Bytes In system Programmable (ISP) flash memori dengan kemampuan 1000 kali baca/tulis

Tegangan kerja 4-5 V

Bekerja dengan rentang 0 – 33MHz

256×8 bit RAM internal

32 jalur I/O dapat deprogram

3 buah 16 bit Timer/Counter

8 sumber interrupt

saluran full dupleks serial UART

watchdog timer

dual data pointer

Mode pemrograman ISP yang fleksibel (Byte dan Page Mode)

Jenis-jenis Mikrokontroler Atmel lain yang ada di pasaran adalah sebagai berikut:

Atmel AT91 series (ARM THUMB architecture)

Atmel AVR32

AT90, Tiny & Mega series – AVR (Atmel Norway design)

Atmel AT89 series (Intel 8051/MCS51 architecture)

MARC4

AMCC

Hingga Mei 2004, mikrokontroler ini masih dikembangkan dan dipasarkan oleh IBM, hingga kemudian keluarga 4xx dijual ke Applied Micro Circuits Corporation, jenis-jenisnya yaitu:

403 PowerPC CPU (PPC 403GCX)

405 PowerPC CPU (PPC 405EP, PPC 405GP/CR, PPC 405GPr, PPC NPe405H/L)

440 PowerPC Book-E CPU (PPC 440GP, PPC 440GX, PPC 440EP/EPx/GRx, PPC 440SP/SPe)

Cypress MicroSystems

Jenis dari Cypress MicroSystems yang ada di pasaran adalah CY8C2xxxx (PSoC)

Freescale Semiconductor

Hingga 2004, mikrokontroler ini dikembangkan dan dipasarkan oleh Motorola, yang divisi semikonduktornya dilepas untuk mempermudah pengembangan Freescale Semiconductor, adapun jenis-jenisnya yaitu sebagai berikut:

8-bit (68HC05 (CPU05), 68HC08 (CPU08), 68HC11 (CPU11))

16-bit (68HC12 (CPU12), 68HC16 (CPU16), Freescale DSP56800 (DSPcontroller))

32-bit (Freescale 683XX (CPU32), MPC500, MPC 860 (PowerQUICC), MPC 8240/8250 (PowerQUICC II), MPC 8540/8555/8560 (PowerQUICC III))

Fujitsu

Jenis chip mikrokontroler yang dikeluarkan oleh fujitsu diantaranya adalah sebagai berikut:

F²MC Family (8/16 bit)

FR Family (32 bit)

FR-V Family (32 bit RISC)

Holtek

Chip mikrokontroler keluaran holtek adalah jenis HT8.

Intel

Intel adalah salah satu perusahan yang banyak mengeluarkan jenis chip di pasaran, secara umum intel mengeluarkan dua jenis chip mikrokontroler yaitu:

8-bit (8XC42, MCS48, MCS51, 8061, 8xC251)

16-bit (80186/88, MCS96, MXS296, 32-bit, 386EX, i960)

Microchip

Dalam mengeluarkan prduknya, microchip membagi produknya kedalam beberapa jenis yaitu:

Low End, Mikrokontroler PIC 12-bit

Mid Range, Mikrokontroler PIC 14-bit (PIC16F84, PIC16F877)

16-bit instruction PIC

High End, Mikrokontroler PIC 16-bit

National Semiconductor

Jenis chip mikrokontroler yang dikeluarkan oleh National Semiconductor adalah jenis COP8 dan CR16.

NEC

NEC mempunyai beberapa jenis chip mikrokontroler yang ada dipasaran yaitu : jenis 17K, 75X, 78K, V850.

Philips Semiconductors

Ada tiga jenis chip mikrokontroler yang dikeluarkan oleh perusahaan ini yaitu : LPC2000, LPC900, LPC700.

Renesas Tech. Corp.

Renesas adalah perusahan patungan Hitachi dan Mitsubishi. Perusahaan ini mengeluarkan beberapa jenis mikrokontroler yang ada dipasaran yaitu : H8, SH, M16C, M32R.

ST Microelectronics

STMicroelectronic merupakan salah satu perusahaan yang bergerak juga dalam produksi chip mikrokontroler, diantaranya produknya adalah : ST 62, ST 7.

Texas Instruments

Dua jenis chip mikrokontroler yang di produksi oleh perusahaan ini adalah : TMS370, MSP430.

Western Design Center

Perusahaan Wistern Design Center memproduksi dua tipe chip mikrokontroler yang beredar di pasaran yaitu:

Tipe 8-bit (W65C02-based µCs)

Tipe 16-bit (W65816-based µCs)

Ubicom

Ubicom memproduksi beberapa tipe chip mikrokontroler diantaranya adalah:

SX-28, SX-48, SX-54
Seri Ubicom’s SX series adalah jenis mikrokontroler 8 bit yang, tidak seperti biasanya, memiliki kecepatan tinggi, memiliki sumber daya memori yang besar, dan fleksibilitas tinggi. Beberapa pengguna menganjurkan mikrokontroller pemercepat PICs. Meskipun keragaman jenis mikrokontroler Ubicom’s SX sebenarnya terbatas, kecepatan dan kelebihan sumber dayanya yang besar membuat programmer bisa membuat perangkat virtual lain yang dibutuhkan. Referensi bisa ditemukan di Parallax’s Web site, sebagai penyalur utama.

IP2022
Ubicom’s IP2022 adalah mikrokontroler 8 bit berkecepatan tinggi (120 MIPs). Fasilitasnya berupa: 64k FLASH code memory, 16k PRAM (fast code dan packet buffering), 4k data memory, 8-channel A/D, various timers, and on-chip support for Ethernet, USB, UART, SPI and GPSI interfaces.

Xilinx

Ada dua jenis chip mikrokontroler yang dikeluarkan oleh perusahaan Xilink diataranya adalah:

Microblaze softcore 32 bit microcontroller

Picoblaze softcore 8 bit microcontroller

ZiLOG

Dua jenis chip mikrokontroler dari ZiLOG yang ada di pasaran adalah:

Z8

Z86E02

Disamping itu, Ada banyak mikrokontroller yang dirancang oleh produsen sebagai sarana hobi. Biasanya mikrokontroller seperti ini dimuati interpreter BASIC, dihubungkan ke bagian Dual Inline Pin bersama power regulator dan beberapa fasilitas lain. PICs sepertinya sangat popular untuk jenis ini, barangkali karena adanya perlindungan terhadap listrik statis. Diantara produk ini adalah:

Parallax, Inc

BASIC Stamp. Nama besar di mikrokontroler BASIC, meskipun sebenarnya lamban dan harganya tidak sebanding.

SX-Key. Harga murahnya harus dibayar dengan kualitas yang buruk.

PicAxe

Murah, tidak lebih dari sekedar PIC yang dimuati BASIC. Bagian programmernya ditancapi dengan 3 resistors. Penawaran BASIC menawarkan fungsionalitas yang besar dengan adanya fasilitas IF..GOTO secara terbatas.