rarief weblog

Kita sering mendengarkan kata mikroprosesor, namun mungkin jarang yang pernah dengar kata mikrokontroller. Mahluk apakah mikrokontroller itu ? Hampir tiap hari kita bertemu dengan benda yang di sebut personal komputer. Apapun itu bentuknya, pada prinsipnya suatu komputer pasti memerlukan komponen Input, Prosesor (pemroses), penyimpan (memory) dan Output. Input pada komputer PC dapat berupa keyboard, mouse, gamepad, scanner dll.. sedangkan komponen output contohnya Monitor, Printer, Projector dll. Prosesor berfungsi untuk mengolah suatu input, berdasarkan program dan data yang telah diberikan sebelumnya dan disimpan di Memory (RAM, ROM, Harddisk, USB dll). Tanpa program, komputer merupakan benda mati yang tidak ada gunanya, tidak dapat merespon input maupun menghasilkan output. Komputer di desain sebagai suatu sistem yang upgradeable. Harddisk dan memory dapat di tingkatkan kapasitasnya dengan mudah, input dapat berbentuk USB, serial, PS2 demikian juga dengan output.

Lalu apa hubungannya personal komputer dengan mikrokontroller? mikroprosesor merupakan pengolah utama pada PC dan tidak dapat berdiri sendiri, ia memerlukan memory, komponen input dan output. Sedangkan pada mikrokontroller komponen memory dan I/O telah berada pada satu chip. Sehingga sangat praktis sebagai perangkat pengendali, oleh karena itu mikrokontroller sering digunakan pada embeded system. Hampir setiap perangkat yang kita temukan sehari-hari menggunakan mikrokontroller. TV, HP, kalkulator, penerjemah elektronik, remote controll, AC, Referigerator, ECU mobil, dll menggunakan mikrokontroller sebagai pengendali utamanya.

Salah satu tipe mikrokontroller adalah keluarga mcs-51 yang awalnya diproduksi oleh Intel. Diawali dengan versi 8031 yang merupakan mikrokontroller tanpa ROM internet, dan dikembangkan dengan versi lain yang lebih lengkap. salah satu keluarga MCS-51 yang sangat populer adalah 8051 dan diikuti oleh sekitar 20 vendor dengan memproduksi mikrokontroller yang kompatibel dengan 8051.

Hampir seluruh kaki pada suatu mikrokontroller adalah port I/O yang dapat digunakan untuk mengendalikan sesuatu. Mengingat perangkat ini adalah komponen digital, maka output yang dihasilkan maupun input yang dibaca oleh mikrokontroller berbentuk logika high atau low (biner 1 atau 0). Dari keluaran 1 dan 0 tersebut yang dihubungkan ke suatu driver untuk mengendalikan perangkat lain dengan standar yang berbeda. Gambar pinout dari suatu IC 8051 dapat dilihat disini

Agar mikrokontroller dapat bekerja sesuai dengan keinginan, maka diperlukan langkah untuk melakukan pemrograman. Pemrograman dilakukan dengan cara mengisi mikrokontroller 8051 dengan kode-kode hexadesimal yang merupakan hasil dari kompilasi pemrograman dengan bahasa assembly, C, Basic atau yang lain. Pada pembahasan ini kita akan mempelajari pembuatan program 8051 menggunakan bahasa assembly.

ASSEMBLER 8051

Bahasa assembly sering disebut sebagai bahasa tingkat menengah karena instruksi-instruksi yang digunakan lebih dekat dengan bahasa mesin, namun masih dapat dipahami oleh manusia. Untuk mempermudah pemahaman dalam menggunakan bahasa Assembly 8051 kita akan pelajari secara bertahap disetai dengan contoh.

Register 8051

Register merupakan suatu variabel yang berfungsi sebagai penyimpan sementara. Jika pada pemrograman tingkat tinggi kita dengan mudah membuat suatu variabel dengan nama bebas, tetapi pada assembly terdapat batasan-batasan yang harus di ikuti. Variabel pada 8051 terdiri dari 2 bagian yaitu variabel 16 Bit, yang dapat menyimpan 16 bit data (4 digit bilangan hexa) yaitu variabel DPTR serta beberapa variabel umum 8 bit yaitu variabel A, B, R0,R1,R2 .. R7. Beberapa variabel builtin telah dipetakan pada suatu alamat dengan fungsi tertentu. Misalkan variabel p0,p1,p2,p3 yang telah dihubungkan ke keluaran ke 4 port yang masing-masing terdiri dari 8 bit.

MOV

Perintah MOV merupakan perintah untuk memindahkan suatu nilai ke variabel, atau dari suatu variabel ke variabel lain. Contoh :

• MOV A,B : memindahkan isi variabel B ke variabel A.
• MOV A,#10: memindahkan nilai 10 ke variabel A
• MOV A,10 : memindahkan isi memory pada alamat 10 ke variabel A

Berikut contoh penggunaannya :

MOV B,#40  ; memindahkan nilai 40 desimal ke variabel B

MOV P1,#FFH ; memindahkan nilai FF ke port 1

MOV R1,#10000000B ; memindahkan data nilai 128 ke variabel R1

Contoh pemrograman sederhana 8051.

Misalkan kita ingin agar mikrokontroller 8051 dapat mengendalikan LED, maka kita perlu mendesain rangkaian terlebih dahulu.

Rangkaian yang dibentuk adalah sebagai berikut :

Pada rangkaian tersebut Port 0 yang terdiri dari 8 pin (1 byte) P0.0 sampai P0.7 masing-masing dihubungkan ke led. Sehingga jika output port berlogika tinggi (logika TTL) maka led akan menyala, sebaliknya lampu akan mati jika output suatu port berlogika rendah. Oleh karena itu dengan memahami bahwa suatu port terdiri dari 1 byte data (8bit) dan Masing-masing kaki dari port 0 bertanggung jawab terhadap 1 bit data, kita dapat mengendalikan lampu dengan cara sebagai berikut:

Jika kita ingin seluruh lampu menyala, maka secara logika p0.0 sampai p0.7 atau seluruh port harus berlogika tinggi. Dapat dituliskan sebagai P0=11111111B (jika dalam format biner) atau dengan mengkonversi angka tersebut menjadi hexadesimal diperoleh P0=FFH, atau P0=255 (desimal 2^8). Dalam bahasa assembly dituliskan :

MOV P0,#FFH ; pindahkan nilai FF Hexa (11111111 biner) ke port 0.

Dengan perintah tersebut seluruh led akan menyala. Demikian pula jika kita ingin agar yang menyala hanya led A dan H, maka yang harus dikirim ke port 0 adalah nilai 10000001 biner atau 129 desimal atau 41Hexa. Dalam assembly dituliskan:

MOV P0,#41H ;pindahkan nilai 41H ke port 0 atau

MOV p0,#10000001B ;atau

MOV P0,#129

Ketiga perintah diatas akan menghasilkan keluaran yang sama. Ingat bahwa nilai dapat dituliskan dalam format desimal, biner maupun hexa.

Bagaimana jika kita ingin agar nyala lampu tersebut dapat bergantian ? Seperti penulisan program umumnya, program dalam bahasa assembly selalu diurutkan dari atas ke bawah, sehingga baris perintah paling atas akan di eksekusi terlebih dahulu. Dengan demikian misalnya kita ingin agar led menyala berurutan dari A sampai G dapat kita buat program assembly sebagai berikut (nilai dalam format biner):

Start:

MOV P0,#00000001B

MOV P0,#00000010B

MOV P0,#00000100B

MOV P0,#00001000B

MOV P0,#00010000B

MOV P0,#00100000B

MOV P0,#01000000B

MOV P0,#10000000B

end

(bersambung)

Pada tulisan ini saya mencoba sedikit menghilangkan konsep yang terlalu teknis untuk memberikan kemudahan bagi pembaca untuk memahami bagaimana internet bekerja. Internet merupakan jaringan yang menghubungkan setiap host yang ada di dunia. Saya sebut host, karena saat ini yang terhubung ke internet tidak hanya komputer, handphone, PDA, Game console, dll dapat terhubung ke internet. Dapat dibayangkan betapa luasnya jaringan internet ini. Seperti yang kita alami sehari-hari dalam berkomunikasi, untuk mengirimkan suatu surat ke tujuan, maka pada surat tersebut harus ada alamat tujuan serta alamat pengirim. Kalau di kehidupan sehari-hari alamat tersebut dapat berupa nama penerima, nama jalan, RT, RW, kota dll yang namanya tidak terbatas (nama, alamat pada kehidupan sehari-hari tidak memiliki batasan aturan), pada komputer/host sebagai perangkat digital ada batasan yang harus di ikuti. Saat ini, secara defacto, standar pengalamatan yang digunakan pada jaringan komputer dan internet adalah IP (internet protocol). IP adalah pengalamatan yang merupakan bagian dari protocol TCP/IP. Saya akan mencoba menjabarkan TCP/IP pada tulisan yang lain, mari kita fokus ke sistem IP.

Sebagai perangkat digital, pengalamatan pada komputer juga harus dalam format digital (biner). Standar pengalamatan IP yang saat ini digunakan ada 2 versi, yaitu IP versi 4 (IPv4) dan IPv6. IPv4 merupakan pengalamatan 32 bit. Dapat kita tuliskan sebagai 32 digit bilangan biner: 00000000 00000000 00000000 00000000. Untuk memudahkan pembacaan, maka dibuat standar notasi IPv4 dengan mengkonversi setiap 8 bit bilangan biner menjadi bilangan desimal dan dipisahkan dengan simbol dot (titik). Misalkan : 00000001 00000010 00000011 00000100 dapat dituliskan sebagai 1.2.3.4. Setiap komputer yang terhubung “langsung” ke internet haruslah memiliki ip yang unik, artinya tidak boleh ada yang sama. Bayangkan jika seperti di kehidupan sehari-hari ada 2 rumah yang memiliki nomor yang sama, atau dalam satu kota ada dua nama jalan yang sama tanpa ada pembeda desa, kecamatan, atau apapun. Maka pak pos pasti akan bingung. Mengingat alamat IPv4 “hanya” 32 bit, maka jumlah alamat host yang mungkin adalah sebanyak:  2 pangkat 32 atau  4.294.967.296 kuranglebih 4 Milyar host. Namun karena ada pengelompokan kelas, pembagian subnet dll (akan dijelaskan pada tulisan lain) maka tidak semua alamat tersebut dapat digunakan. Seperti juga masalah nama jalan, alamat IP di internet diatur oleh pengelola yang disebut RIR (Regional Internet Registry). Sehingga jika kita ingin memiliki alamat IP yang langsung terhubung ke internet, kita harus mengajukan ke RIR (di indonesia dikelola oleh idnic). Dengan pertumbuhan jumlah komputer yang sangat pesat, demikian pula peningkatan gadget yang demikian mudah terhubung ke internet, dikhawatirkan alamat IP akan habis terpakai dengan cepat. Jika seluruh alamat telah terpakai, bisa dibayangkan bagaimana dengan perangkat baru yang harus terhubung ke internet. Berdasarkan alasan tersebut,  IETF (Internet Engineering Task Force) yang merupakan komunitas network designer, operator, vendor, dan peneliti yang perduli terhadap internet mulai mengenalkan beberapa teknik untuk menghambat habisnya alamat IP. Salah satu teknik tersebut yang disebut dengan NAT (Network Address Translation) distandarkan mulai tahun 1996. Mulai saat itu alokasi IP dibagi menjadi IP Publik, yang terhubung langsung ke internet, dan IP Private, yang boleh digunakan dengan bebas untuk lingkup internal. Yang dikelola oleh RIR adalah IP Publik yang harus unik.

NAT merupakan mekanisme untuk mengubah alamat private menjadi alamat publik sebelum dikirimkan ke server di internet.  Analoginya adalah sistem PABX di kantor. Kita dapat menggunakan nomor bebas jika ingin berhubungan antar telepon dalam perusahaan. Tetapi jika ingin menelepon keluar, maka kita harus melewati sentral yang berfungsi menghubungkan pesawat telepon internal dengan nomor luar. Jumlah telepon di internal kantor tidak dibatasi, tetapi untuk koneksi keluar cukup menggunakan satu line ke telkom. Pesawat manapun yang menelpon keluar dari dalam kantor akan terdeteksi menggunakan nomor telkom yang sama. Hal itu serupa dengan NAT. Dengan menggunakan NAT, maka dalam satu lingkup jaringan komputer hanya diperlukan sebuah IP Publik. Sedangkan untuk jaringan komputer internal, kita dapat menggunakan ip private. Misalkan salah satu komputer dalam kantor, kita sebut komputer 1 yang memiliki ip private,  akan mengakses suatu alamat di internet (misalnya www.google.com) maka komputer tersebut akan mengirimkan paket data menuju server google di internet. Pada tahap pertama Paket data tersebut akan diarahkan ke gateway yang dapat berupa NAT Router. NAT router akan mencatat bahwa yang meminta data google adalah komputer 1. Oleh Nat router, alamat pengirim yang sebelumnya alamat private, diubah menjadi alamat ip publik milik NAT router. Selanjutnya paket data tersebut diteruskan ke jaringan internet publik menuju server google. Server google yang menerima permintaan dari NAT router, akan membalas dengan mengirimkan paket yang diminta menuju NAT Router. Data yang diterima dari server google akan diteruskan oleh NAT router menuju komputer 1. Dengan demikian komunikasi antar komputer 1 dengan server google dapat terjadi dengan bantuan NAT Router. Dengan mekanisme tersebut, alamat IPv4 publik dapat dihemat, sehingga kekhawatiran akan habisnya alamat IP dapat dihambat. Sampai saat ini mekanisme NAT banyak digunakan termasuk pada koneksi speedy, telkom flash, IM3, XL dll.