CARA KERJA KONEKSI UART DAN USART

1.  UART (Universal Asincrhounus Recivier transmiter)

      UART atau Universal Asynchronous Receiver-Transmitter adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal. UART sekarang ini termasuk di dalam beberapa mikrokontroler (contohnya, PIC16F628).
UART atau Universal Asynchronous Receiver Transmitter adalah protokol komunikasi yang umum digunakan dalam pengiriman data serial antara device satu dengan yang lainnya. Sebagai contoh komunikasi antara sesama mikrokontroler atau mikrokontroler ke PC. Dalam pengiriman data, clock antara pengirim dan penerima harus sama karena paket data dikirim tiap bit mengandalkan clock tersebut. Inilah salah satu keuntungan model asynchronous dalam pengiriman data karena dengan hanya satu kabel transmisi maka data dapat dikirimkan. Berbeda dengan model synchronous yang terdapat pada protokol SPI (Serial Peripheral Interface) dan I2C (Inter-Integrated Circuit) karena protokol membutuhkan minimal dua kabel dalam transmisi data, yaitu transmisi clock dan data. Namun kelemahan model asynchronous adalah dalam hal kecepatannya dan jarak transmisi. Karena semakin cepat dan jauhnya jarak transmisi membuat paket-paket bit data menjadi terdistorsi sehingga data yang dikirim atau diterima bisa mengalami error.
Asynchronous memungkinkan transmisi mengirim data tanpa sang pengirim harus mengirimkan sinyal detak ke penerima. Sebaliknya, pengirim dan penerima harus mengatur parameter waktu di awal dan bit khusus ditambahkan untuk setiap data yang digunakan untuk mensinkronkan unit pengiriman dan penerimaan. Saat sebuah data diberikan kepada UART untuk transmisi Asynchronous, "Bit Start" ditambahkan pada setiap awal data yang akan ditransmisikan. Bit Start digunakan untuk memperingatkan penerima yang kata data akan segera dikirim, dan memaksa bit-bit sinyal di receiver agar sinkron dengan bit-bit sinyal di pemancar. Kedua bit ini harus akurat agar tidak memiliki penyimpangan frekuensi dengan lebih dari 10% selama transmisi bit-bit yang tersisa dalam data. (Kondisi ini ditetapkan pada zaman teleprinter mekanik dan telah dipenuhi oleh peralatan elektronik modern.)
Setelah Bit Start, bit individu dari data yang dikirim, dengan sinyal bit terkecil yang pertama dikirim. Setiap bit dalam transmisi ditransmisikan serupa dengan jumlah bit lainnya, dan penerima mendeteksi jalur di sekitar pertengahan periode setiap bit untuk menentukan apakah bit adalah 1 atau 0. Misalnya, jika dibutuhkan dua detik untuk mengirim setiap bit, penerima akan memeriksa sinyal untuk menentukan apakah itu adalah 1 atau 0 setelah satu detik telah berlalu, maka akan menunggu dua detik dan kemudian memeriksa nilai bit berikutnya , dan seterusnya.

Tipe-tipe UART

1. 8250 UART pertama pada seri ini. Tidak memiliki register scratch, versi 8250A merupakan versi perbaikan    dari 8250 yang mampu bekerja dengan lebih cepat;

 

2. 8250A UART ini lebih cepat dibandingkan dengan 8250 pada sisi bus. Lebih mirip secara perangkat lunak dibanding 16450;

3. 8250B Sangat mirip dengan 8250;

4. 16450 Digunakan pada komputer AT dengan kecepatan 38,4 Kbps, masih banyak digunakan hingga sekarang;

5. 16550 Generasi pertama UART yang memiliki penyangga, dengan panjang 16-byte, namun tidak bekerja (produk gagal) sehingga digantikan dengan

6. 16550A;
a. 16550A UART yang banyak digunakan pada komunikasi kecepatan tinggi, misalnya 14,4 Kbps atau 28,8 Kbps;
b. 16650 UART baru, memiliki penyangga FIFO 32-byte, karakter Xon/Xoff terprogram dan mendukung manajemen sumber daya;

7. 16750 Diproduksi oleh Texas Instrument, memiliki FIFO 64-byte!

2.  USART (Universal Synchronous-Asynchronous Receiver/Transmitter)

USART

merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART.
Universal sinkron / pemancar (USART) adalah jenis perangkat perangkat keras komunikasi yang memungkinkan komputer untuk berkomunikasi serentak dan asynchronous dengan perangkat yang terhubung secara serial.Sebuah USART memberikan seri komunikasi data dari port serial dan lebih dari RS 232 protokol standar.Sebuah USART juga dikenal sebagai komunikasi serial interface (SCI).
Sebuah USART bekerja dengan menerima data paralel dari central processing unit (CPU), mengubahnya menjadi data serial untuk transmisi ke port serial / koneksi. Demikian pula, menerima data serial dari serial koneksi / port, mengkonversi ke paralel data dan mengirimkannya ke CPU. USART tertanam pada sirkuit terpadu (IC) atau motherboard dan dapat dikonfigurasi untuk modus transfer sinkron dan asinkron (ATM).Sebuah USART mirip dengan universal asynchronous receiver / transmitter (UART), karena masing-masing mendukung dan memberikan komunikasi serial.Namun, UART hanya mendukung komunikasi serial asynchronous.
USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja. Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronousharus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK. Komunikasi serial data antara master dan slave pada SPI diatur melalui 4 buah pin yang terdiri dari SCLK, MOSI, MISO, dan SS sbb:

·                     SCLK dari master ke slave yang berfungsi sebagai clock 

·                     MOSI jalur data dari master dan masuk ke dalam slave 

·                     MISO jalur data keluar dari slave dan masuk ke dalam master 

·                     SS (slave select) merupakan pin yang berfungsi untuk mengaktifkan slave

Tugas

1.Mengapa dibutuhkan komputer  minimal?

Komputer minimal dibutuhkan untuk menjelaskan tentang bagaimana suatu perangkat dapat bekerja secara koordinasi dan integrasi berdasarkan program, serta dapat menerima masukan berupa data yang diproses didalam suatu sistem dan dikeluarkan dalam bentuk informasi.

Berikut fungsi dari masing-masing bagian komputer minimal :

1.    Input Device (Alat Masukan)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer.

2.   Output Device (Alat Keluaran)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara.

3.   I/O Ports

Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini.

4.   CPU (Central Processing Unit)

CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer.

5.   Memori

Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang haya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan.

6.   Data Bus

Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.

7.   Address BusDigunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

8.   Control Bus

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.

2.Sebutkan jenis-jenis RAM ?

DRAM (Dynamic RAM) adalah jenis RAM harus sering di refresh oleh CPU agar data yang terkandung didalamnya tidak hilang.

SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) adalah jenis RAM yang paling umum digunakan pada PC Pentium I,II dan III. RAM ini disinkronisasi oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tanggi dari pada DRAM serta dapat digunakan teritama dalam cache.

SRAM (Statik RAM) adalah jenis memory yang tidak perlu penyegaran oleh CPU agar data yang terdapat didalamnya tetap tersimpan dengan baik.

RDRAM (Rambus Dynamic RAM) adalah pada jenis memory ini yang lebih cepat dan lebih mahal dari pada SDRAM. Memory ini bisa digunakan pada sistem yang menggunakan Pentium 4.

FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM) adalah merupakan bentuk asli dari DRAM. Laju transfer maksimum untuk cache L2 mendekati 176 MB per sekon.

EDO DRAM (Extented Data Out DRAM) adalah memory ini sekitar 5% lebih cepat dibandingkan dengan FPM. Laju transfer maksimum untuk cache L2 mendekati 264 MB per sekon.

Double Data Rate RAM (DDR RAM), dinamis untuk generasi Pentium IV (DDR 400). Memiliki banyak tipe dan umumnya dikelompokkan berdasarkan bandwidth dan dipengaruhi besarkan clock yang diberikan memori itu nantinya. Tipe yang ditawarkan PC 1600 / 2100 / 2700 /

Untuk pemilihan jenis memori sangat dipengaruhi kinerja processor, karena perbedaan antar internal bus pada processor dengan internal bus pada memori akan berakibat fatal bagi kecepatan proses pengolahan aplikasi data, untuk itu perbandingan keduanya haruslah sebanding.

3.)Perbedaan ram dan chance?

Cache memory lebih mahal dari memori utama .Perbedaan antara RAM disk dan disk cache adalah dalam masalah siapa yang mengendalikan disk tersebut. RAM disk dikendalikan oleh peng guna sepenuhnya, sedangkan disk cache dikendalikan oleh sistem operasi. Random Access Memory (RAM), merupakan bagian memory yang bisa digunakan oleh para pemakai untuk menyimpan program dan data. Kas Memori / Memory Cache (cache dibaca seperti cash: ‘kesh’) adalah mekanisme penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data / instruksi yang sering diakses. Cache memory Memori berkapasitas terbatas, Main Memory berukuran bermega-mega byte atau bergiga-giga byte. Ukuran cache memori adalah kecil, semakin besar kapasitasnya maka akan memperlambat proses operasi cache memori itu sendiri Cache memory harus lebih cepat dari main memory.

4)Apa perbedaan chance 1 (L1 dan L2)?

Cache 1 :

1.   Cache memori level 1 (L1) adalah cache memori yang terletak dalam prosesor (cache internal). Cache ini memiliki kecepatan akses paling tinggi dan harganya paling mahal.Ukuran memori berkembang mulai dari 8Kb, 64Kb dan 128Kb.Cache level 2 (L2) memiliki kapasitas yang lebih besar yaitu berkisar antara 256Kb sampai dengan 2Mb. Namun cache L2 ini memiliki kecepatan yang lebih rendah dari cache L1.

2   Cache L1 adalah memori yang utama.

3   Kecepatannya sama dengan kecepatan processor

Cache 2 :

1   Cache L2 adalah memori yang kedua (sekunder)Kecepatannya dibawahkecepatan Cache L1

     Cache L2 terletak terpisah dengan prosesor atau disebut dengan cache eksternal.

5.)gambar dan sebutkan bagian yang ada pada hardisk beserta fungsinya?

Bagian-bagian harddisk dan fungsinya

1.    Platter

Berbentuk sebuah Pelat atau piringan yang berfungsi sebagai penyimpan data.

2.    Spindle

Spindle merupakan suatu poros tempat meletakan platter.Poros ini memiliki sebuah penggerak yang berfungsi untuk memutar pelat harddisk yang disebut dengan spindle motor.Spimdle inilah yang berperan ikut dalam menentukan kualitas harddisk karena makin cepat putaranya,berarti makin bagus kualitas harddisknya.

3.    Head

Piranti ini berfungsi untuk membaca data pada permukaan pelat dan merekam informasi ke dalamnya.

4.    Logic Board

Logic Board merupakan papan pengoperasian pada hardisk, dimana pada logic Board terdapat Bios Hardisk sehingga hardisk pada saat dihubungkan ke Mother Board secara otomatis mengenal hardisk tersebut, seperti Maxtor, Seagete dll. selain tempat Bios hardisk Logic Board juga tempat switch atau pendistribusian Power Supply dan data dari Head Hardisk ke mother Board untuk ki kontrol oleh Processor.

5.    Actual Axis

Adalah poros untuk menjadi pegangan atau sebagai tangan robot agar Head dapat membaca sctor dari hardisk.

6.    Ribbon Cable

Ribbon cable adalah penghubung antara Head dengan Logic Board, dimana setiap dokumen atau data yang di baca oleh Head akan di kirim ke Logic Board untuk selanjutnya di kirim ke Mother Board agar Processor dapat memproses data tersebut sesuai dengan input yang di terima.

7.    IDE Conector

Adalah kabel penghubung antara hardisk dengan matherboard untuk mengirim atau menerima data.

8.    Enclosure

Enclosure adalah lapisan luar pembungkus harddisk. Enclosure berfungsi melindungi semua bagian dalam harddisk agar tidak terkena debu,kelembaban dan lain lain yang dapat mengakibatkan kerusakan data.

9.    Setting Jumper

Setiap hardis memiliki setting jumper, fungsinya untuk menentukan kedudukan hardisk tersebut.

10.  Power Conector

Adalah sumber arus yang langsung dari power supply. Power supply pada hardisk ada dua bagian:

1.    Tegangan 12 Volt, berfungsi untuk menggerakkan mekanik seperti piringan dan Head.

2.    Tegangan 5 Volt, berfungsi untuk mesupply daya pada Logic Board agar dapat bekerja mengirim dan menerima data.

6.)sebutkan cara kerja CD?

Di dalam CD Drive, laser lens akan mengeluarkan laser ke kepingan CD. Setelah laser tersebut mengenai tonjolan yang ada di CD, sinar itu pun memantul ke sebuah optical pickup. Pantulan sinar itulah yang dapat membaca setiap bit informasi yang ada di CD. Kemudian, sinyal bit digital itu diolah menjadi data analog dan diantarkan ke signal amplifier untuk diolah lebih lanjut oleh komputer. Setelah itu, komputer akan mengenal data analog itu dan datanya menjadi terpampang di layar anda.

Penerapan Mikrokontroller Dalam Kehidupan Sehari-hari

THE CLAPPER

 Mikrokontroller, adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Sederhananya, cara kerja mikrokontroler sebenarnya hanya membaca dan menulis data.

          Implementasi mikrokontroller sendiri salah satu diantaranya adalah “The Clapper” yang menggunakan sensor suara tepukan tangan untuk menyalakan atau mematikan peralatan elektronik yang ada seperti lampu dan televisi.

Gambar 1.1 The Clapper

Gambar 1.2 Rangkaian Microcontroller Clap Switch menggunakan microcontroller atmega8

       Prinsip kerja dari “The Clapper” sendiri adalah dengan menggunakan sensor suara tepukan tangan user (clap) yang nantinya suara tersebut akan masuk melalui mic yang tertanam pada perangkat tersebut yang nantinya akan diolah oleh microcontroller yang sudah terprogram dan menerjemahkannya sebagai instruksi untuk memutus atau menghubungkan arus listrik pada perangkat elektronik tertentu.

      Misalnya dengan satu kali tepukan untuk menyalakan atau mematikan lampu, dua kali tepukan untuk menyalakan atau mematikan televisi, tiga kali tepukan untuk menyalakan atau mematikan AC.

Proses kerja “The Clapper”:

1. Inputan berupa suara tepukan masuk melalui mic.
2. Inputan di saring apakah suara tersebut berada pada range antara 2200 hingga 2800 hertz. Bila suara yang masuk tidak berada pada rentang frekuensi tersebut, maka sistem akan mengabaikannya.
3. Setiap suara tepukan yang masuk, akan dikirimkan berupa sinyal kepada sistem yang akan diteruskan menuju trigger elektronik yang terpasang pada perangkat-perangkat elektronik.
4. Suara satu kali tepukan yang terregister, akan menyalakan sebuah perangkat elektronik, dan untuk mematikannya, tinggal lakukan hal yang sama

     Pada dasarnya, “The Clapper” hanya menggunakan suara dengan rentangan frekuensi tertentu sebagai trigger atau saklar untuk menyalakan dan mematikan perangkat elektronik.

Dari : http://blog.ub.ac.id/claudiofrs/2012/03/14/contoh-penerapan-mikrokontroler/

Mikrokontroler

MIKROKONTROLER

Pengertian Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.

Bentuk Fisik Mikrokontroler

Jenis-Jenis Mikrokontroler

Secara umum mikrokontroler terbagi menjadi 3 keluarga besar :

• 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.

• AVRMikrokonktroler 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.

• PICPIC 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.

Mikrokontroler yang Sering Digunakan

• 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
• 256x8 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 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

• Xilinx
  Ada dua jenis chip mikrokontroler yang dikeluarkan oleh perusahaan Xilink diantaranya adalah :
• Microblaze softcore 32 bit microcontroller
• Picoblaze softcore 8 bit microcontroller
• Fujitsu
  Jenis chip mikrokontroler yang dikeluarkan oleh fujitsu diantaranya adalah sebagi berikut :
• F²MC Family (8/16 bit)
• FR Family (32 bit)
• FR-V Family (32 bit RISC) 
• National Semiconductor
  Jenis chip mikrokontroler yang dikeluarkan oleh National Semiconductor adalah jenis COP8 dan CR16

Penerapan Mikrokontroler Dalam Kehidupan Sehari-Hari

Sekedar contoh sederhana penggunaan mikrokontroler, dapat kita lihat di sekitar lingkungan adatoaster, mesin cuci, microwave, magic com, lampu lalulintas, kemudian di dunia pertanian kita dapat membuat kontrol kelembaban untuk budidaya jamur, di dunia perikanan kita dapat mengendalikan suhu air kolam. Bahkan kita dapat membuat PABX mini, SMS Gateway, atau ke arah militer kita mampu menciptakan radio militer frekuensi hopping (radio komunikasi anti sadap dengan lompatan frekuensi 100 kali dalam 1 detik), sistem pemantau cuaca menggunakan balon udara, Automatic Vehicel Locator (menggunakan GPS) dan sebagainya.

Sistem Minimum Mikrokontroler

Sistem Minimum Mikrokontroler adalah sebuah rangkaian paling sederhana dari sebuah mikrokontroler agar IC mikrokontroler tersebut bisa beroperasi dan diprogram. Dalam aplikasinya sistem minimum sering dihubungkan dengan rangkaian lain untuk tujuan tertentu. Ada beberapa yang harus diperhatikan dalam membuat sistem minimum mikrokontroler, yaitu power supply