Peranan
elektronika disegala bidang menjadi semakin besar diabad ke dua satu
ini. Bermula dari penerapan rangkaian elektronika analog, kemudian
digital dan kini hampir semua peralatan menggunakan sistem
mikroprosesor , misalnya; perangkat yang dekat dengan kita, seperti
handphone, televisi, radiocassete, mesin cuci sampai ke instrumen ruang
angkasa.
Pada
mulanya mikroprosesor terdiri dari beberapa komponen chip digital
yang satu sama lainnya digabungkan dalam suatu PCB dan dikoneksikan
satu dengan yang lain sesuai dengan fungsi rangkaiannya. Ide pertama
membangun suatu mikroprosesor dalam suatu IC dikemukakan oleh Intel
Corporation pada tahun 1969. Tahun 1971 adalah tahun pertama kali
mikroprosesor dalam satu IC dipasarkan yaitu Intel 4004, mikroprosesor
yang menggunakan teknologi PMOS 4 bit, tahun 1976 Intel meluncurkan
mikrokontroler pertama yang disebut seri MCS-48 yang berisi lebih dari
17.000 transistor, hingga saat ini seri ini masih digunakan untuk
aplikasi khusus. Saat ini, tahun 2005, prosesor canggih dari Intel
adalah Pentium IV yang berisi jutaan transitor didalamnya dan dengan
kecepatan orde gigahertz, disamping itu banyak yang membuat
kompatibelnya, seperti prosesor AMD. Dunia mikrokontroler juga
berkembang pesat dengan hadirnya ratusan jenis mikrokontroler dan
kompatibelnya, seperti turunan dari MCS-51, 68HC11, PIC microcontroller,
Fujitsu dan sebagainya.
Banyak
jenis mikroprosesor telah dibuat dengan kemampuan dan fungsi yang
berbeda, tetapi secara prinsip cara kerjanya sama. Perangkat keras
dibuat menjadi semakin canggih, jutaan transistor dijejalkan
didalamnya, miniaturisasi dimensi semakin ditingkatkan dengan
kemampuan mengolah program yang lebih komplek sehingga memungkinkan
untuk aplikasi di segala bidang. Perkembangan perangkat lunak juga
berkembang tak terbatas, seakan hanya dibatasi oleh kemampuan imajinasi
manusia saja.
Dalam
perkembangannya, mikroprosesor dibuat menurut kebutuhan aplikasinya
yang lebih spesifik, dalam hal ini menjadi beberapa jenis, yaitu;
- Mikoprosesor RISC (Reduced Instruction Set of Computing) dan CISC (Complex Instruction Set of Computing). Jenis ini yang digunakan untuk pengolahan informasi dengan software yang rumit dan digunakan untuk kebanyakan PC saat ini.
- Pengolah Sinyal Digital – DSP (Digital Signal Processor).
Memiliki software dan hardware yang ditujukan untuk mempermudah
memproses sinyal-sinyal digital. Digunakan pada perangkat audio – video
modern seperti VCD, DVD, home teatre dan juga pada card-card
multimedia di komputer.
- Mikrokontroler, adalah mikroprosesor yang dikhususkan
untuk instrumentasi dan kendali. Contoh aplikasi pada kendali motor,
berperan seperti PLC (Programmable Logic Controller),
pengaturan pengapian dan injeksi bahan bakar pada kendaraan bermotor
atau alat mengukur suatu besaran, seprti suhu, tekanan, kelembaban dan
lain-lain.
Dalam
perkembangannya yang begitu cepat, batasan-batasan tersebut menjadi
kabur, seperti definisi mini, mikro dan mainframe komputer beberapa
saat lalu. Beberapa mikrokontroler disebut embedded processor, atau embedded processor adalah
mikrokontroler, artinya prosesor yang diberikan program khusus yang
selanjutnya diaplikasikan untuk akusisi data dan kendali khusus, dan
bisa diprogram ulang. Sementara itu prosesor ‘kuno’ Intel 486 juga telah
digunakan untuk kendali instrumentasi dalam bentuk kemasan
motherboard yang tahan terhadap lingkungan industri dan diprogram
khusus untuk aplikasi kendali industri. Aplikasi DCS (Distributed Control System)
yang digunakan di industri besar, juga menggunakan prosesor canggih
untuk instrumentasinya., bahkan monitor dan kendali bisa dilakukan
lewat internet. Beberapa mikrokontroller modern juga sudah dilengkapi
dengan DSP atau mikrokontroller yang tergolong RISC.
Mempelajari mikroprosesor semacam pentium atau
seri 80XXX sangat sulit, terutama bagi yang baru mempelajari
mikroprosesor, karena begitu banyak fungsi dan bagian-bagian yang cukup
rumit, belum lagi perkembangannya yang begitu cepat, sehingga sebelum
selesai belajar produk lama, produk baru sudah muncul dengan
konfigurasi yang berbeda, meskipun demikian pengetahuan dasar
mikroprosesor dapat dimengerti dengan mudah dan dapat diterapkan untuk
aplikasi sederhana.
Mikroprosesor
adalah piranti keras yang tidak akan bisa bekerja kalau tidak ada
perangkat lunak. Inilah yang membedakan mikroprosesor dengan rangkaian
digital diskrit. Kemampuannya untuk diprogram, dan diprogram ulang
adalah suatu kelebihan didalam sistem mikroprosesor. Contohnya dalam
suatu sistem pengendali lampu lalu lintas dengan rangkaian diskrit
perlu menambahkan atau merubah rangkaian bila diperlukan perubahan
sistem, tetapi dengan sistem mikroprosesor, bisa dilakukan dengan hanya
merubah program. Perhatikan juga bahwa PC saat ini bisa multi fungsi
dengan hanya mengganti programnya saja.
Hampir
semua fungsi rangkaian digital dapat diambil alih oleh suatu sistem
mikroprosesor atau mikrokontroler, tetapi tidak perlu semua rangkaian
digital harus dengan sistem mikroprosesor. Rangkaian yang sederhana
cukup direalisasikan dengan komponen diskrit akan lebih menghemat dana,
waktu dan justru bisa lebih handal. Disamping itu untuk rangkaian
digital yang memerlukan kecepatan sangat tinggi, masih diperlukan
rangkaian digital diskrit, sebagai contoh sederhana suatu fungsi AND
gate dapat diemulasikan dengan suatu mikroprosesor dengan program
tertentu, fungsi AND dengan AND gate dieksekusi dalam orde nanodetik,
sedangkan dengan mikroprosesor memerlukan waktu dalam orde mikro atau
milli detik. Meskipun demikian dengan makin majunya teknologi, kendala
kecepatan tersebut menjadi hilang, sebagai contoh rangkaian dekoder
MPEG, tadinya memerlukan card khusus dalam suatu PC (hardware), kini
dapat dilakukan dengan hanya mengisntall program saja asalkan
komputernya memiliki kecepatan tinggi.
Secara
umum suatu sistem mikroprosesor akan memiliki kelebihan dibanding
sistem diskrit atau dengan digital IC sebagai berikut;
- Reprogrammable, artinya dapat diprogram ulang untuk mendapatkan fungsi yang berbeda
- Rangkaian lebih terintegrasi, lebih kompak, sederhana dan tidak rumit, memudahkan membuat PCB.
- Fleksibel dalam pengembangannya
Selain itu perlu diperhatikan kekurangannya sebagai berikut;
- Banyak
jenis mikroprosesor dengan bahasa yang berbeda, yang mana satu sama
lain kadang tidak kompatibel, sehingga menyulitkan pemakai dalam
pengembangannya.
- Kerusakan software berakibat sistem macet dan tidak dapat diperbaiki jika tidak diketahui kode-kodenya.
- Ketergantungan pada pembuat software
- Sistem mikroprosesor lebih sensitif terhadap ganguan derau dari luar.
- Kecepatan relatif rendah.
- Cepat usang (obsolete)
Sebagaimana
dijelaskan diatas, mikrokontroler adalah pengembangan dari
mikroprosesor untuk keperluan instrumentasi ‘sederhana’, misalnya
untuk pengaturan motor, pengaturan permukaan cairan, pengukuran suhu,
pH, konduktifitas, aplikasi PLC sederhana dan semacamnya. Mikrokontroler
adalah suatu chip yang dibuat dengan ciri-ciri kekhasannya, biasanya
adalah ;
Salam gobeep
backlink:
http://oce-news.blogspot.com
http://jangkrik-mania.blogspot.com
http://senapanilmu.blogspot.com
http://aip-share4all.blogspot.com
http://camepoeradok.blogspot.com
http://khaelanihaelal.blogspot.com
http://berbagiilmu-ganessa.blogspot.com
http://bayoneprasetyo.blogspot.com
http://taringlampir.blogspot.com
- Memiliki memory internal relatif sedikit.
- Memiliki unit I/O langsung
- Pemroses bit, selain byte
- Memiliki perintah / program yang langsung berhubungan dengan I/O
- Program relatif sederhana.
- Beberapa varian memiliki memori yang tidak hilang bila catu padam didalamnya untuk menyimpan program
Sedangkan dalam hal aplikasi, sistem mikokontroler memiliki karakteristik sebagai berikut;
- Memiliki program khusus yang disimpan dalam memori untuk aplikasi tertentu, tidak seperti PC yang multifungsi karena mudahnya memasukan program. Program mikrokontroler relatif lebih kecil daripada program-program pada PC.
- Konsumsi daya kecil.
- Rangkaian sederhana dan kompak
- Murah, karena komponen sedikit
- Unit I/O yang sederhana, misalnya keypad, LCD, LED, Latch.
- Lebih tahan terhadap kondisi lingkungan ekstrem misalnya temperatur, tekanan, kelembaban dan sebagainya.
Untuk mempelajari mikrokontroler perlu
praktek, atau minimal dengan suatu simulatornya, tanpa praktek tidak
akan didapat apa-apa. Untuk mempelajari suatu mikrokontroler atau
ingin mengaplikasikan mikrokontroler untuk kendali atau kontrol harus
diperhatikan hal-hal sebagai berikut;
- Layaklah digunakan suatu sistem mikrokontroler ?. Jika rangkaian terlalu sederhana cobalah dengan rangkaian diskrit saja. Sebagai contoh, jika ingin membuat flasher (lampu kedap-kedip), tidaklah perlu dengan rangkaian mikrokontroler, tetapi jika durasi kedap-kedip diinginkan sangat presisi dan mudah diubah, maka dengan mikrokontroler adalah solusi yang baik.
- Apakah mikrokontroler mudah didapat dipasaran ?. Faktor keberadaan barang sangat mendukung untuk berekperimen.
- Apakah harganya terjangkau ?. Berekperimen dengan mikrokontroler kemungkinan membuat chip menjadi gampang rusak, jadi sebaiknya gunakan yang harganya relatif murah. Kecuali bagi kalangan industri, dimana harga tidak menjadi masalah.
- Adakah tersedia perangkat pengembangannya ?. Belajar mikrokontroler tidak hanya belajar hardware, tetapi juga software. Data Hardware bisa didapat dari internet, sebab setiap pabrik pembuat chip mikrokontroler, pasti memberikan data sheet di website nya, ini tidak menjadi masalah. Daftar perintah software biasanya juga disediakan di website , tetapi ini belum menjamin bisa membuat program, karena diperlukan latihan dan pengalaman untuk menyusun perintah-perintah menjadi suatu program yang berhasil guna.
- Adakah, atau seberapa banyak kah forum-forum atau situs di internet yang membahas atau mendiskusikan tentang mikrokontroler tersebut ?. Tukar menukar pengalaman, berdiskusi, bertanya melalui forum di internet adalah sarana efektif saat ini untuk mempercepat mempelajari mikrokontroler.
Perangkat
pengembangan suatu sistem mikrokontroler adalah sangat penting untuk
melatih dan berekperimen dengan mikrokontroler yang dipilih, adapun
yang disebut perangkat pengembangan atau dalam bahasa Inggris disebut development tools, bisa terdiri dari;
- Compiler atau penterjemah (Software).
Mikrokontroler bekerja dalam bahasa mesin, sedangkan manusia sulit
untuk mengerti bahasa mesin, untuk mudahnya dibuat program dengan bahasa
yang lebih tinggi tingkatnya, yaitu C, BASIC, atau ASSEMBLER,
selanjutnya dengan bantuan Compiler, program akan diterjemahkan dalam
bahasa mesin, tentu saja butuh PC (Personal Computer)
- Simulator (Software),
adalah program komputer yang mensimulasikan kerja dari
mikrokontroler. Dengan memasukan program dan dijalankan, maka
register, memori dan input-output (I/O) yang nampak dilayar PC akan
menunjukan isi, sesuai dengan program yang dijalankan.
- Emulator (Software dan Hardware), suatu
alat yang berhubungan dengan PC yang dapat mengemulasikan kerja
mikrokontroler, artinya program-program dibuat dan di compile di PC setelah itu di download ke emulator (istilahnya target), dan emulator akan bekerja secara sendiri (stand alone), hubungan dengan PC bisa dilepas. Jika ada kesalahkan program, maka cukup melakukan koreksi di PC, dan didownload ulang. Dengan demikian menghemat waktu reprogramming.
- In Circuit Emulator (ICE),
adalah pengembangan dari emulator, hubungan dengan PC tetap ada,
karena PC dianggap sebagai chip mikrokontroler bayangan, artinya bila
kita membuat suatu rangkaian yang menggunakan suatu chip mikrokontroler
sebagai komponen utamanya, chip tersebut dapat kita cabut dari
soketnya, dan digantikan oleh konektor berbentuk chip yang terhubung
kabel-kabel ke PC (emulator card), sekarang PC menggantikan chip
tersebut. Selama program dijalankan, isi register-register dalam
mikrokontroler ditampilkan dilayar, program juga dapat diperlambat,
sehingga mempermudah penyelusuran kesalahan (bug).
- Programmer, adalah alat yang digunakan untuk mengisi
program dalam suatu mikrokontroler, biasanya alat ini menggunakan PC
sebagai terminal pintarnya, selanjutnya melalui serial port, paralel
port, USB atau card khusus antarmuka ke programmer, kode-kode mesin
dimasukkan dalam memory ROM, EPROM yang berada diluar MCU atau Flash
memory yang jadi satu kemasan dengan MCU.
Dari
perangkat-perangkat tersebut, compiler merupakan software yang mutlak
diperlukan, apabila tidak ingin dipusingkan dengan bahasa mesin.
Sedangkan programmer (downloader) adalah hardware dan software/firmware
yang mutlak diperlukan untuk dapat men’download’ kode-kode perintah
ke mikrokontroler. Compiler, simulator mudah didapat disitus internet
sesuai dengan jenis produknya. Cara membuat programmer juga banyak
tersedia di situs internet, tetapi ini diperlukan pengetahuan
elektronika praktis. Emulator harus membuat hardware dan juga diisi
software yang bisa didapatkan dari internet. ICE agak susah membuatnya,
beberapa perusahaan membuat dan menjual dengan harga yang cukup
mahal.
Jadi dapat disimpulkan bahwa suatu mikrokontrontroler adalah suatu chip (rangkaian terintegrasi – IC) VLSI (Very Large Scale IC)
mikroprosesor yang dikhususkan untuk instrumentasi dan kendali dan
bersifat reprogrammable. Mikrokontroler memiliki unit memory sendiri
(meskipun sangat terbatas), unit I/O (Input/Output) yang bisa
dikoneksikan langsung dengan sensor atau aktuator. Program disimpan
dalam memori yang tidak hilang bila catu daya padam, biasanya dalam
bentuk ROM, PROM atau EPROM diluar mikrokontroler, atau beberapa seri
atau varian memiliki ROM didalam mikrokontroler itu sendiri. Cara
mengisi program dengan suatu alat pemrogram, yang biasanya berhubungan
dengan PC. Untuk mempelajari dan mengaplikasikan mikrokontroler
diperlukan perangkat pengembang, literatur dan forum-forum diskusi yang ada banyak di internet atau tanya mbah google saja seperti biasa :D
backlink:
http://oce-news.blogspot.com
http://jangkrik-mania.blogspot.com
http://senapanilmu.blogspot.com
http://aip-share4all.blogspot.com
http://camepoeradok.blogspot.com
http://khaelanihaelal.blogspot.com
http://berbagiilmu-ganessa.blogspot.com
http://bayoneprasetyo.blogspot.com
http://taringlampir.blogspot.com
sumber:
http://www.elektro.undip.ac.id/mikro/?page_id=206