MIKROKONTROLER


Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer sederhana yang dimuat dalam satu chip, biasa juga disebut computer-on-chip (Maman Abdulrohman, 2010). Kata ‘mikro’ menunjukkan bahwa perangkatnya berukuran kecil dan kata’kontroler’ menunjukkan bahwa perangkat kecil tersebut dapat digunakan untuk mengontrol atau mengendalikan perangkat lain. Sering juga diistilahkan sebagai embedded microcontroller, bersifat sebagai perangkat pendukung dan biasanya ditanamkan ke dalam perangkat yang dikontrolnya.
Pada mikrokontroler terdapat bagian hardward dan software. Programer dapat memasukkan program ke dalam mikrokontroler sehingga berfungsi sesuai dengan yang diinginkan oleh pengguna. Salah satu kelebihan mikrokontroler adalah kesederhanaan dan ukurannya relatif kecil. Disamping kelebihan tersebut, terdapat kekurangan yaitu daya muat memori yang relatif rendah sehingga programmer dituntut untuk lebih hemat dalam membuat program.
Komponen yang terdapat dalam mikrokontroler adalah Prosesor, ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory) dan I/O. Prosesor berperan sebagai otak dari sistem. ROM (Read Only Memory) adalah memory hardware yang menyimpan rangkaian program inti, sementara RAM (Random Access Memory) adalah memori untuk menyimpan program yang disisipkan oleh programmer. I/O adalah bagian yang menghubungkan mikrokontroler dengan dunia luar. RAM (Random Access Memory) adalah bagian yang dapat diubah oleh pengguna sesuai dengan program yang dibuat.
Pemrograman bahasa assembly adalah salah satu program dengan ukuran yang relatif kecil. Bahasa assembly adalah bahasa yang mendekati bahasa mesin, satu tingkat diatas bahasa mesin, memiliki keuntungan karena dapat mengakses bagian-bagian hardware dengan efisien. Pada saat ini telah banyak chip mikrokontroler yang digunakan untuk berbagai aplikasi baik untuk penelitian maupun untuk keperluan. Beberapa contoh yang banyak menggunakan mikrokontroler seperti tampilan seven segmen, robot line follower, servo controller dan jam digital sederhana.
Penggunaan mikrokontroler pada perangkat sederhana yang sering kita temukan sehari-hari banyak digunakan. Secara sederhana kita bias memperhatikan perangkat-perangkat yang memiliki tombol untuk memasukkan data dan tampilan layar digital seperti handphone, mesin faksimil, atau jam digital. Perangkat-perangkat sejenis tersebut kemungkinan besar menggunakan mikrokontroler sebagai komponen kendalinya. Pada saat ini dalam pembuatan robot sederhana hampir dapat dipastikan menggunakan komponen mikrokontroler.
Mikrokontroler terdiri dari berbagai tipe dan lebar bit, sesuai dengan kebutuhan dengan kemampuan komunikasi serial, penanganan keyboard, pemroses sinyal dan pemroses radio. Beberapa produsen perangkat mikrokontroler yang banyak digunakan adalah Motorola NEC, Microchip, Texas Instruments dan Siemens. Arsitektur dasar suatu mikrokontroler secara umum terdiri dari dua jenis yaitu Von-Neuman dan Harvard. Pada arsitektur, Von-Neuman terdapat sebuah bus data yang digunakan untuk mengambil instruksi dan data. Program dan data disimpan dalam memori utama secara bersama-sama. Biasanya program disimpan pada alamat awal memori, sementara data disimpan pada alamat yang lebih tinggi didalam segmen data. Secara sekuensial, prosesor akan mengesekusi instruksi pada alamat awal memori kemudian menggunakan operand berupa data pada alamat segmen data.
Pada arsitektur Harvard, bus data dan instruksi dipisah sehingga proses eksekusi instruksi dan data dapat dilakukan secara bersamaan. Hal ini akam mempercepat proses eksekusi instruksi. Kecepatan proses ini harus dibayar dengan tingkat kompleksitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan arsitektur Von-Neuman.
Berdasarkan kompleksitas instruksi, suatu mikrokontroler dikategorikan ke dalam dua jenis, yaitu CISC (Complex Instruction Set Computer) dan RISC (Reduced Instruction Set Computer). Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan. Tipe CISC (Complex Instruction Set Computer) secara konsep bisa lebih hemat waktu eksekusi instruksi. Setiap instruksi memiliki panjang waktu ekeskusi yang berbeda-beda sehingga waktu yang diperlukan untuk eksekusi satu instruksi dengan instruksi yang lainnya berbeda disesuaikan dengan keperluannya. Hal ini tidak akan membuang waktu instruksi terutama untuk instruksi yang memerlukan siklus instruksi yang pendek. Sementara itu, pada RISC (Reduced Instruction Set Computer) semua instruksi dieksekusi dengan waktu eksekusi yang sama. Bagi instruksi-instruksi yang hanya memerlukan waktu siklus yang pendek, akan ada proses menunggu, yang sering diistilahkan sebagai buble atau no-operasi. Waktu ini terbuang percuma. Keduanya memiliki risiko arsitektur yang berbeda. CISC (Complex Instruction Set Computer) memiliki arsitektur yang lebih komplek dari pada RISC (Reduced Instruction Set Computer) karena harus bisa mengakomodasikan berbagai kemungkinan panjang siklus instruksi, sementara RISC (Reduced Instruction Set Computer) tidak.

Jenis-jenis Mikrokontroller

Secara umum mikrokontroler terbagi menjadi 3 keluarga besar yang ada di pasaran. Setiap keluarga memepunyai ciri khas dan karekteriktik sendiri sendiri, berikut pembagian keluarga dalam mikrokontroler:
1. Keluarga MCS51
Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC (Complex Instruction Set Computing). 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 (Read Only Memory) luar 64KB dan RAM (Random Access Memory) 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 (Random Access Memory). Karena itulah MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (Programmable Logic Control).
2. AVR
Mikrokontroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering disingkat AVR merupakan mikrokontroler 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.
3. 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 dan lain-lain 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.
Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari Programmable Interface Controller. Tetapi pada perkembangannya berubah menjadi Programmable Intelligent Computer. PIC termasuk keluarga mikrokontroler 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.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s