Sistem mikroprosesor terdiri dari beberapa komponen utama seperti CPU, memori, dan unit input/output yang bekerja bersama untuk mengolah data secara digital. Komponen-komponen tersebut terhubung dan terorganisasi dengan baik di dalam satu chip mikrokontroler untuk membentuk sistem yang siap pakai. Timer dan interrupt digunakan untuk mengatur waktu eksekusi program.

1. OLEH: IRSYAD SYAWAL
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2.  Microprocessor 4004 (1971)
 Microprocessor 8008 (1971)

3.  Microprocessor 8080 (1974)
Pada seri ini intel melakukan perubahan dari
microprocessor multivoltage menjadi triple voltage,
teknologi yang di pakai NMOS, lebih cepat dari seri
sebelumnya yang memakai teknologi PMOS.
 Microprocessor 8086 (1978)
Processor 8086 adalah CPU pertama 16 bit tetapi
pada saat ini masih banyak di gunakan mainboard
standard 8 bit, karena motherboard 16 bit
merupakan hal yang mahal.

4.  Microprocessor 286 (1982)
sebuah processor yang pertama kali dapat mengenali
dan menggunakan software yang digunakan untuk
processor sebelumnya.
 Microprocessor 386 & 486 (1985)
Kecepatan clock yang lebih tinggi menjadi kelebihan
mikroprosesor ini, selain bus datanya yang lebih lebar
dan ruang memori yang lebih besar (4 Gb).
 Microprocessor (1992)
Processor 64-bit telah ada diantara kita sejak 1992, dan
pada abad ke-21 mereka semakin populer. Intel dan
AMD telah memperkenalkan chip 64-bit, dan Mac G5
merupakan processor 64-bit. Processor 64-bit
mempunyai ALU 64-bit, register 64-bit, bus 64-bit, dan
seterusnya.

5. Jenis Teknologi Mikroprosesor Pengguna Teknologi
PMOS Intel 4004, 4040, 8008
NMOS Intel 8080, 8085, 8086, 8748
Motorola 6800, 6801, 6802, 6805,
6809
Zilog Z80, Z8000
NS 32032
CMOS Motorola 145805, 14500
Intersil 80c41, 87c48
Schottky Intel 1001
AMD Am2901, 2903
TTL TI SBP 0400, SBP 9900
ECL Motorola 10800

7.  Complex Instruction Set Computer (CISC)
 Reduce Instruction Set Computer (RISC)
 Mikroprosesor Superskalar

8.  Yang dimaksud perangkat pengembang di sini
adalah kolaborasi/perpaduan fungsi dan kerja
antara hardware (mikroprosesor) dan software
(program) agar mikroprosesor dapat
diberdayakan untuk tujuan tertentu.
 Untuk melakukan fungsinya Mikroprosesor dapat
dihubungkan dengan hardware lainnya melalui
bagian I/O Dan untuk menjamin agar apa yang
dilakukan sesuai dengan prosedur yang
diinginkan maka diperlukan sebuah urutan
program yang harus dituliskan ke dalam
mikroprosesor.

9. Arsitektur Mikroprosesor

11. OLEH: IRSYAD SYAWAL

12.  AX (accumulator) : Sebagai akumulator
 BX (base) : Sebagai basis
pengalamatan register
 CX (count) : Sebagai Counter dalam
bentuk operasi
 DX (data) : Sebagai pusat data
pada operasi I/O

13.  Segmen Register
terdiri atas register CS, DS, ES dan SS yang masing-masingnya
merupakan register 16 bit
 Pointer dan Index Register
yang termasuk dalam kelompok ini adalah register SP, BP, SI dan DI
 Instruction Pointer (IP)
Register IP berpasangan dengan CS (CS:IP) menunjukkan alamat di
memory tempat dari intruksi (perintah) selanjutnya yang akan
dieksekusi
 Flags Register
menunjukkan kondisi dari suatu keadaan <ya atau tidak>.

14.  ROM (Read Only Memory)
perangkat keras berupa chip memori semikonduktor yang
isinya hanya dapat dibaca. Jenis memori ini datanya hanya
bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang.
ROM ada 3 jenis yaitu:
1. PROM (Progammable Read-Only-Memory)
2. EPROM (Erasable Programmable Read-Only-Memory)
3. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)

15.  RAM (Random Access Memory)
RAM merupakan perangkat keras berupa chip memori
semikonduktor yang sifat memorinya dapat dibaca dan
ditulisi. Jenis memori ini data yang disimpan bisa hilang
ditengah proses karena sifat memori ini adalah berjenis
volatile, artinya data yang disimpan akan hilang (menguap)
jika catu dayanya dimatikan.

16.  Read Write Memory (RWM) adalah jenis
memori yang sifatnya volatile dimana
informasinya akan hilang jika sumber arus
listrik yang diberikan padam. Informasi biner
dalam sbuah memori disimpan dalam
sejumlah kelompok bit.

17. Pemetaan Memori

19. OLEH: IRSYAD SYAWAL

20.  Mikroprosesor adalah IC digital yang berbentuk kotak hitam
(black box) yang mempunyai sejumlah saluran data (data
bus), sejumlah saluran alamat (address bus), sejumlah
saluran kontrol (Control bus), dan saluran sumber daya
(power supply)

21.  Sebagai dasar rangkaian hardware
mikroprosesor adalah sistem biner yang
hanya mengenal nilai 0 dan 1, atau on dan
off sistem saklar elektronik digital
 Setiap bagian dalam mikroprosesor
dibangun dari rangkaian gerbang dasar
AND, OR, NOT dan EXOR

22.  Dengan kendali otomatis kualitas sebuah produk atau proses
menjadi lebih baik, jumlah atau kuantitas produk menjadi
lebih banyak dan lebih teliti, serta tenaga kerja lebih mudah
bekerja dan lebih aman dari faktor bahaya resiko kerja.
Sebuah sistem kendali dapat dibagi dalam empat bagian
konstituen yaitu:

23. Sistem mikroprosesor

25. OLEH: IRSYAD SYAWAL

26.  Sistem Mikroprosesor adalah gabungan dari
beberapa komponen dalam hal ini Memory Unit,
Input, Output Unit, dan CPU yang bekerja sebagai
pengolah data elektronik digital. Sebuah
mikroprosesor agar dapat berfungsi memerlukan
sebuah sistem yang disebut sistem mikroprosesor.

27.  Mikrokontroler adalah sebuah sistem
komputer fungsional dalam sebuah chip.
Di dalamnya terkandung sebuah inti
prosesor, memori (sejumlah kecil RAM,
memori program, atau keduanya), dan
perlengkapan input output.

28.  Arsitektur Mikroprosesor
AVR ATMega8535
 Pin Out mikrokontroler
ATMega8535

29.  Mikrokontroler adalah sebuah sistem
mikroprosesor dimana didalamnya sudah
terdapat CPU, RAM, ROM, I/O, Clock dan
peralatan internal lainnya yang sudah saling
terhubung dan terorganisasi (teralamati)
dengan baik oleh pabrik pembuatannya dan
dikemas dalam satu chip yang siap pakai.

30. Pada sebuah chip mikrokontroler umumnya
memiliki fitur-fitur sebagai berikut :
 Central processing unit
 Input/output antarmuka jaringan seperti serial
port (UART).
 Antarmuka komunikasi serial lain seperti IC,
serial peripheral interfaceand controller area
network untuk sambungan sistem.
 Periferal seperti timer dan watchdog.
 RAM untuk penyimpanan data.
 ROM, EPROM, EEPROM atau flash memory
 Pembangkit clock biasanya berupa resonator
rangkaian RC.
 Pengubah analog ke digital.

31. Arsitektur Mikrokontroler AVR ATmega8535

33. OLEH: IRSYAD SYAWAL
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS NEGERI PADANG

34.  I/O Terprogram
CPU langsung mengendalikan operasi I/O secara
keseluruhan dengan menjalankan serangkaian instruksi
I/O dengan program tertentu
 I/O Interupsi (Interrupt Driven I/O)
CPU akan bereaksi ketika suatu piranti mengeluarkan
permintaan untuk pelayanan
 Direct Memory Access (DMA)
DMA berfungsi membebaskan pemroses menunggui
transfer data yang dilakukan I/O device

35.  I/O Paralel
I/O paralel adalah jenis I/O yang mengalihkan data pada
setiap port saluran secara paralel.
 I/O Serial
I/O serial adalah unit masukan keluaran yang bekerja atas
dasar prinsip urut/seri
1. I/O Serial Perangkat Lunak
2. I/O Serial Perangkat Keras

36.  Rangkaian interface dapat diartikan sebagai
rangkaian penghubung yang
menghubungkan antara komponen yang satu
dengan komponen yang lainnya, sehingga
dapat dilakukan transfer data antara
komponen-komponen tersebut. Ini dapat
dibangun atau dirancang dengan rangkaian
perangkat keras dan perangkat lunak
(program).

37.  Diagram Blok Hubungan Mikroprosesor
dengan Komponen I/O dan Peripheral

39. OLEH: IRSYAD SYAWAL
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS NEGERI PADANG

40.  Memori adalah suatu alat atau medium yang
mana informasi (data) atau instruksi (perintah)
dapat disimpan dan dapat dikeluarkan kembali
 Memori yang dipergunakan pada sistem
mikroprosesor ada dua jenis yaitu:
1. Memori mudah menguap (volatile),
2. Memori tidak mudah menguap (non volatile)

41.  Sequential access
 Direct access
 Random access
 Associative,

42.  Dekoder banyak digunakan dalam sistem mikroprosessor
untuk menunjuk alamat lokasi memori atau alamat lokasi port
I/O, kombinasi logik saluran masukan dekoder berfungsi
sebagai penentu saluran mana yang dipilih

43.  memori berkapasitas terbatas, berkecepatan
tinggi yang lebih mahal dibanding memori utama.
Cache memori terletak diantara memori utama dan
register CPU, dan berfungsi agar CPU tidak
langsung mengacu ke memori utama tetapi di
cache memori yang kecepatan aksesnya lebih
tinggi.

44. Cara mencari alamat pada memori

46. OLEH: IRSYAD SYAWAL
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS NEGERI PADANG

47.  Timer dan Counter merupakan sarana input yang kurang
dapat perhatian pemakai mikrokontroler, dengan sarana
input ini mikrokontroler dengan mudah bisa dipakai untuk
mengukur lebar pulsa, membangkitkan pulsa dengan
lebar yang pasti, dipakai dalam pengendalian tegangan
secara PWM (Pulse Width Modulation) dan sangat diperlukan
untuk aplikasi remote control dengan infra merah

48. TL0, TH0, TL1 dan TH1 merupakan SFR (Special Function Register)
yang dipakai untuk membentuk pencacah biner perangkat Timer
0 dan Timer 1.

49.  Register TMOD dan register TCON merupakan
register pembantu untuk mengatur kerja Timer
0 dan Timer 1, kedua register ini dipakai bersama
oleh Timer 0 dan Timer .

50.  Timer/Counter 0
Merupakan 8 bit timer/counter, pengaturan
Timer/Counter 0 diatur oleh TCCR0 (Timer
/Counter control register 0) seperti berikut
ini:

51.  Timer/Counter 1
Merupakan 16-bit timer/counter sehingga
terdapat perbedaan cara pengaksesannya
dengan 8-bit timer/counter.

52.  Timer/Counter 2
Timer/Counter2 adalah 8-bit Timer/Counter,
pengaturan pada Timer/Counter2 diatur oleh
TCCR2 (Timer/Counter Control Register 2).

53. Simulasi pemakaian timer

55. OLEH: IRSYAD SYAWAL
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS NEGERI PADANG

56.  Rangkaian Kontrol Motor Stepper
Untuk menghubungkan motor stepper dengan piranti digital
atau I/O port dibutuhkan rangkaian interface. Hal ini sangat
penting karena jumlah arus yang diperlukan untuk
memberikan energi (energizing) pada pasangan-pasangan
kumparan lebih besar dari kemampuan I/O port, sehingga
dibutuhkan sejumlah rangkaian penyangga (buffer) yang akan
menguatkan arus untuk dapat menggerakkan motor stepper.

57.  Mekanisme rangkaian ini menggunakan
IC CM8870PI sebagai penerjemah sinyal
input DTMF. Pada ponsel jenis ini setiap
tombol membangkitkan nada sebagai
pengganti pulsa dial

58.  Data sheet IC CM8870P1

59.  Untuk mengendalikan perputaran motor stepper
dibutuhkan sebuah driver. Driver ini berfungsi
untuk memutar motor stepper searah dengan
jarum jam atau berlawanan arah dengan jarum
jam.

61. OLEH: IRSYAD SYAWAL
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS NEGERI PADANG

62.  Interupsi adalah pengubahan urutan pelaksanaan program
karena adanya suatu kejadian atau instruksi yang perlu
dikerjakan lebih dahulu dan setelah itu kembali lagi ke urutan
proses di program utama lagi
 Sumber interupsi eksternal berarti mikrontroler bisa
diinterupsi dari luar secara hardware yang dimasukkan ke pin
P3.2 ( INT0 ) dan pin P3.3 ( INT1 ).
 Sumber interupsi eksternal misalnya dari sensor (suhu,
tekanan, cahaya, suara dll) yang sudah diubah ke digital.
 Sumber interupsi berikutnya adalah adanya oveflow di Timer
0 atau Timer 1. Ketika isi cacahan timer melimpah, bit flag
TFx akan diset 1 yang memberikan sinyal interupsi.

64.  Diagram blok TIMERn (n diganti dengan 1) Register

65.  Mikrokontroler ATMega16 memiliki 3 buah timer yaitu
Timer0, Timer1 dan Timer2. Timer0 dan Timer2 memiliki
kapasitas 8-bit sedangkan Timer1 memiliki kapasitas 16-bit.
1. Timer 8-bit adalah pewaktu yang bisa mencacah atau
menghitung hingga maksimal nilai 0xFF heksa (dalam biner =
11111111).
2. Timer 16-bit sama seperti timer 8-bit, hanya saja nilai
maksimalnya mencapai 0Xffff
 Timer1 yang akan kita libatkan di awal ini adalah:
TCCR1B
TCNT1
TIMSK
TIFR

66. Penjelasan mengenai interupsi

68. OLEH: IRSYAD SYAWAL
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS NEGERI PADANG

69.  Pencacah Biner Timer 0 dan 1
TL0, TH0, TL1 dan TH1 merupakan SFR (Special Function
Register) yang dipakai untuk membentuk pencacah biner
perangkat Timer 0 dan Timer 1.
 Register pengatur timer
Register TMOD dan register TCON merupakan register
pembantu untuk mengatur kerja Timer 0 dan Timer 1,
kedua register ini dipakai bersama oleh Timer 0 dan Timer

70.  Rotary encoder adalah device elektromekanik yang dapat
memonitor gerakan dan posisi. Rotary encoder umumnya
menggunakan sensor optik untuk menghasilkan serial pulsa
yang dapat diartikan menjadi gerakan, posisi, dan arah.
Sehingga posisi sudut suatu poros benda berputar dapat
diolah menjadi informasi berupa kode digital oleh rotary
encoder untuk diteruskan oleh rangkaian kendali.
BLOK PENYUSUN ROTARAY ENCODER

71.  ABSOLUTE ROTARY ENCODER
Absolute encoder menggunakan piringan dan
sinyal optik yang diatur sedemikian sehingga dapat
menghasilkan kode digital untuk menyatakan
sejumlah posisi tertentu dari poros yang
dihubungkan padanya.
Contoh susunan pola 16 cincin konsentris pada absolut encoder

72.  Contoh diagram keluaran absolut encoder 4-bit tipe gray code
 Contoh diagram keluaran absolut encoder 4-bit tipe binary code

73.  INCREMENTAL ROTARY ENCODER
Incremental encoder terdiri dari dua track
atau single track dan dua sensor yang
disebut channel A dan B. Ketika poros
berputar, deretan pulsa akan muncul di
masing-masing channel pada frekuensi yang
proporsional dengan kecepatan putar
sedangkan hubungan fasa antara channel A
dan B menghasilkan arah putaran.

74.  Contoh pola keluaran incremental encoder
 output dan arah putaran pada resolusi yang berbeda-
beda

75. Cara kerja rotary encoder

77. OLEH: IRSYAD SYAWAL
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS NEGERI PADANG

78.  Pada umumnya program pada mikrokontroler di
tulis dalam bahasa assembly dan bahasa mesin.
Suatu statemen dalam program terdiri dari 4
bagian yaitu label, op-code, operan dan
keterangan.
 Perintah dasar yang biasa digunakan
pada mikrokontroler adalah sebagai berikut:
Clr(clear)
Mov
Setb
Call

79. USBasp adalah sebuah rangkaian downloader yang
digunakan untuk mendownload file ber-exstensi ".hex"
ke Mikrokontroller AVR. File ".hex" ini didapatkan dari
hasil Compile Komputer yang sebelumnya sudah ditulis
dalam bahasa C atau bahasa assembly atau
menggunakan bahasa pemerograman lainnya.
Sederhananya, USBasp berfungsi untuk menjembatani
antara Mikrokontroller AVR target dengan komputer.

80.  Rangkaian USB asp

81.  Real Mode Memory Addressing
Mode nyata adalah operasi program di mana instruksi dapat
menangani ruang apa pun dalam 1 megabyte RAM. Biasanya, program
yang berjalan dalam mode nyata adalah program yang perlu
mengakses dan menggunakan atau memperbarui data sistem dan
dapat dipercaya untuk mengetahui cara melakukannya.
 Segmen dan Offset
Alamat suatu data pada lokasi memori ditentukan oleh alamat
segment dan alamat offset. Biasanya dilambangkan sebagai
segment:offset. Alamat yang sebenarnya (absolut) dari suatu data
beralamat segment offset adalah segment x 10h + offset.
 Protected Mode Addressing Memory
Mode terproteksi adalah mode operasi program di komputer dengan
mikroprosesor berbasis Intel di mana program dibatasi untuk
menangani area berdekatan spesifik 640 kilobyte.

82.  CodeVisionAVR adalah sebuah compiler C yang
telah dilengkapi dengan fasilitas Integrated
Development Environment (IDE) dan didesain agar
dapat menghasilkan kode program secara otomatis
untuk mikrokontroler Atmel AVR. Program ini
dapat berjalan dengan menggunakan sistem
operasi Windows® XP, Vista, Windows 7, dan
Windows 8, 32-bit dan 64-bit.

83. Tutorial penggunaan Codevision avr