Pengertian Mikrokontroler Dan Jenis-Jenisnya

Pengertian Dan Jenis Mikrokontroler – Sebagian besar dari anda pastinya sudah tidak asing lagi dengan yang namanya mikrokontroler. Singkatnya, mikrokontroler merupakan sebuah cip yang mempunyai peran cukup penting dalam pemograman di berbagai macam perangkat elektronika.

Pengertian Mikrokontroler

Lalu apa pengertian mikrokontroler secara lengkap? Nah, kali ini kami akan membahas mengenai pengertian, fungsi, dan jenis-jenis mikrokontroler secara lengkap dan jelas. Untuk lebih jelasnya mari langsung saja simak pembahasan selengkapnya di bawah ini.

Pengertian Mikrokontroler (MicroController)

Mikrokontroler

 

Mikrokontroler atau dalam bahasa inggris disebut dengan MicroController merupakan sebuah komputer kecil yang dikemas berupa chip IC (Integrated Circuit), dimana alat ini dirancang secara khusus untuk melakukan tugas ataupun operasi tertentu.

Pada umumnya, dalam sebuah IC MicroController memiliki lebih dari satu atau inti Prosesor (CPU), Memori (RAM dan ROM) serta berbagai perangkat INPUT dan OUTPUT yang bisa diprogram. Pada proses pengaplikasiannya, pengendali mikro ini biasa digunakan pada produk maupun perangkat yang dapat dikendalikan secara otomatis seperti perangkat medis, sistem kontrol mesin mobil, mesin, peralatan listrik, mainan dan juga berbagai perangkat yang menggunakan sistem tertanam lainnya.

Pengaplasikan MicroController sudah semakin populer karena memiliki kemampuan yang dapat mengurangi ukuran dan biaya pada sebuah produk atau desain jika dibandingkan dengan desain yang dibangun menggunakan mikroprosessor dengan memori ataupun perangkat input dan output secara terpisah.

Baca juga: Pembagi Tegangan Dan Arus Resistor

Diagram Blok dan Struktur MicroController

Pembahasan selanjutnya kami akan menjelaskan mengenai diagram blok dan struktur MicroController secara lengkap beserta bagian-bagian utamanya:

Diagram Blok dan Struktur Mikrokontroler

  1. CPU

CPU merupakan bagian yang sangat penting atau bahkan bisa dikatakan sebagai otak MicroController. CPU memiliki fungsi untuk mengambil instruksi (fetch), menerjemahkannya (decode), dan kemudian pada akhirnya dieksekusi (execute). CPU akan menghubungkan masing-masing bagian dari MicroController pada sebuah sistem.

Namun CPU memiliki fungsi utama untuk mengambil kemudian mendekode instruksi. Instruksi yang telah diambil dari memori program perlu untuk diterjemahkan atau melakukan decode oleh CPU tersebut.

  1. Memori atau Penyimpanan

Memori dalam MicroController memiliki fungsi yang hampir sama dengan mikroprosesor. Umumnya memori ini digunakan untuk menyimpan berbagai data dan program penting. Sebuah MicroController tentunya mempunyai sejumlah RAM dan ROM (EEPROM, EPROM dan lain sebagainya) ataupun memori flash yang digunakan untuk menyimpan kode sumber program (source code program).

  1. Port INPUT / OUTPUT Paralel

Port Input /  output biasanya digunakan untuk dapat mendorong atau menghubungkan beberapa perangkat seperti LED, LCD, memori, printer dan perangkat INPUT / OUTPUT yang lainnya ke MicroController.

  1. Port Serial (Serial Port)

Port serial atau serial port ini menyediakan beberapa antarmuka serial antara MicroController dengan periferal lain seperti port paralel.

  1. Pengatur Waktu dan Penghitung

Timer dan Counter merupakan salah satu kompinen yang memiliki fungsi sangat penting bagi MicroController. MicroController mungkin mempunyai timer dan counter lebih dari satu. Pengatur waktu (timer) dan penghitung (counter) menyediakan berbagai macam fungsi pengaturan waktu dan penghitungan pada MicroController.

Adapun operasi paling utama yang dilakukan pada bagian ini adalah fungsi jam, pembangkitan pulsa, modulasi, osilasi, pengukuran frekuensi, dan lain sebagainya. Bagian ini juga bisa digunakan untuk melakukan perhitungan pulsa eksternal.

  1. Analog to Digital Converter atau Pengonversi Analog ke Digital (ADC)

Konverter ADC memiliki fungsi untuk mengubah sinyal analog dalam bentuk digital. Sinyal input dalam konverter ini harus berupa analog (seperti misalnya output dari sensor), sementara untuk outputnya berupa digital. Output digital bisa digunakan untuk banyak aplikasi digital seperti misalnya layar digital pada perangkat pengukuran.

  1. Digital to Analog Converter atau Pengonversi Digital ke Analog (DAC)

DAC umumnya melakukan operasi pembalikan ke konversi ADC. DAC  memiliki fungsi untuk mengubah sinyal digital menjadi format analog. Ini umumnya digunakan dengan tujuan untuk dapat mengendalikan perangkat analog seperti motor DC dan lain sebagainya.

  1. Kontrol Interupsi (Interrupt Control)

Kontrol interupsi (interrupt control) memiliki fungsi untuk menyediakan interupsi (penundaan) untuk program kerja. Interrupt sendiri bisa berupa eksternal (diaktifkan menggunakan pin interrupt) atau internal (menggunakan instruksi interupsi selama masa pemograman).

  1. Blok Fungsi Khusus (Special Functioning Block)

Beberapa MicroController yang hanya bisa digunakan pada beberapa aplikasi khusus seperti sistem Robotik, pengontrol ini mempunyai beberapa port tambahan untuk dapat melakukan operasi khusus tersebut yang pada umumnya dinamakan sebagai Blok Fungsi Khusus.

Jenis-Jenis MicroController

MicroController terbagi dalam beberapa jenis yang sesuai dengan fungsinya. Adapun jenis-jenis MicroController adalah sebagai berikut:

  1. MicroController AVR

Mikrokontroler AVR

MicroController ALV and Vegard’s Risc prosessor atau yang biasa disebut sebagai AVR adalah jenis MicroController RISC 8 bit. Jenis ini termasuk dalam RISC, sehingga semua kode instruksinya akan dikemas pada sebuah siklus clock. AVR adalah jenis  MicroController  yang paling umum digunakan dalam bidang elektronika dan juga instrumentasi.

MicroController ini merupakan jenis arsitektur MicroController yang menjadi andalan Atmel. Arsitektur yang satu ini didesain khusus dengan menawarkan beragam keunggulan dan penyempurnaan dari arsitektur MicroController yang sudah ada sebelumnya.

Atmel sendiri sudah memproduksi beragam seri MicroController AVR dan sudah dipasarkan hingga ke seluruh dunia sebagai MicroController yang memiliki sifat low cost dan high performance.Di Indonesia sendiri, MicroController AVR banyak digunakan karena menawarkan berbagai fitur yang sangat lengkap, mudah didapat dan memiliki harga terjangkau.

Tipe MicroController AVR

Pada umumnya MicroController dibedakan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMegadan dan A86RFxx. Yang membedakan dari setiap kelas tersebut adalah memori, peripheral, dan juga fungsinya.

Di bawah ini kami akan memberikan contoh tabel dari beberapa seri MicroController AVR yang merupakan buatan dari Atmel lengkap beserta fitur dan fungsinya.

      Tipe Mikrokontoler AVR

Keterangan :

  • Flash merupakan jenis ROM (Read Only Memory) yang diisi dengan sebuah program hasil buatan manusia dan harus dijalankan oleh mikrokontroler.
  • RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang berfungsi sebagai penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang dijalankan.
  • EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) merupakan memori yang bekerja sebagai penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang dijalankan.
  • Port I/O merupakan pin atau kaki untuk jalur input dan output sinyal sebagai hasil keluaran atau masukan bagi program.
  • Timer merupakan sebuah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu atau pulsa.
  • UART (Universal Asynchronus Receive Transmit) merupakan sebuah jalur komunikasi data khusus secara serial Asynchronus.
  • PWM (Pulse Width Modulation) merupakan sebuah fitur untuk membuat modulasi pulsa
  • ADC (Analog to Digital Converter) merupakan sebuah fitur yang mampu menerima sinyal analog dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital dalam range tertentu.
  • SPI (Serial Peripheral Interface) merupakan sebuah jalur komunikasi data khusus secara serial Asynchronus.
  • ISP (In System Programming) merupakan kemampuan khusus mikrokontroler untuk dapat diprogram secara langsung dalam sistem rangkaiannya dengan memerlukan jumlah pin minimal.

Arsitektur MicroController AVR

MicroController AVR telah menggunakan konsep arsitektur Harvard yang menjadi pemisah antara memori dengan bus untuk data dan program serta menggunakan single level pipelining. Selain itu, AVR juga menggunakan RISC sehingga instruksi bisa dijalankan dengan cepat dan lebih efisien.

  1. MicroController MSC 51

Mikrokontroler MCS 51

MicroController MSC 51 termasuk dalam keluarga CISC yang dimana hampir seluruh instruksinya akan dijalankan pada 12 siklus clock. Jenis MicroController menggunakan arsitektur Harvard dan awal mulanya didesain secara khusus untuk aplikasi MicroController chip tunggal. Namun untuk mode perluasan mengizinkan suatu ROM luar 64 kb dan juga RAM luar 64 kb diberikan alamat dengan cara jalur pemilihan chip secara terpisah sebagai akses program dan memori data.

Salah satu keunggulan yang dimiliki oleh MicroController 8051 yaitu pemasukan suatu mesin pemroses boolean yang dimana mengijinkan operasi logikan boolean tingkat bit bisa dilakukan langsung dan sangat efisien dalam register Internal dan RAM.  Maka dari itu, MCS51 sering digunakan pada desain awal suatu PLC.

MCS51 yang merupakan produksi Atmel dibedakan menjadi 2 versi, yakni versi 20 kaki dan versi 40 kaki. Hampir semua jenis MicroController MCS51 ini sudah dilengkapi dengan flash PEROM (Programmable Eraseable Read Only Memory) sebagai media memori program dan juga susunan kaki IC-IC ini sampa pada masing-masing versinya.

Perbedaan antara kedua versi MicroController ini berada pada kapasitas memori-progam, memori data dan juga jumlah pewaktu 16 bit.

Mikrokontroler MCS 51

  1. MicroController PIC

Mikrokontroler PIC

Awal mulanya, PIC adalah singkatan dari Programmable Interface Controller. Akan tetapi, seiring dengan perkembangannya maka mengalami perubahan menjadi Programmable Intelligent Computer.

PIC adalah jenis MicroController tipe RISC, dimana MicroController ini menggunakan arsitektur Harvard yang telah dibuat oleh Microchip Technologi. Pertama kali dikembangkan oleh Divisi Mikroelektronik General instrument yang memiliki nama PIC1640.

MicroController PIC adalah rangkaian tunggal yang memiliki ukuran kecil dan didalamnya berisi memori pengolahan nit, jam dan input atau output dalam sebuah unit. PIC bisa dibeli kosongan yang kemudian ditambahkan dengan program kontrol tertentu.

Jenis MicroController sangat populer di kalangan developer dan para penghobi ngoprek karena biayanya yang terbilang sangat murah, ketersediaan dan pemakaian secara luas, database aplikasi yang besar, dan juga pemograman dengan melalui hubungan port serial yang ada pada komputer.

  1. MicroController ARM

Mikrokontroler ARM

MicroController merupakan suatu prosesor dengan arsitektur set instruksi 32 bit keluarga RISC yang telah dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM atau Advanced RISC Machine sebelumnya biasa disebut sebagai Acorn RISC Machine.

Pada awalnya, ARM Processor ini dikembangkan oleh PC atau Personal Computer oleh Acorn Computers. Akan tetapi, dengan dominasi Intel X86 Proses Microsoft pada IBM PC Kompatibel telah membuat Acorn Computer mengalami gulung tikar.

Baca juga: Pengertian Dan Jenis Jenis Sensor

Kelebihan Dan Kekurangan Menggunakan Mikrokontroler

Plus (+)

  • Mikrokontroler bertindak sebagai mikrokomputer tanpa harus ada komponen digital tambahan lainnya
  • Dapat mengurangi biaya dan ukuran sistem karena integrasi yang lengkap dalam sebuah mikrokontroler.
  • Penggunaan mikrokontroler sederhana dan mudah untuk memecahkan masalah dan pemeliharaan sistem.
  • Sebagian besar pin dapat diprogram oleh pengguna untuk melakukan berbagai fungsi.
  • Mudah menghubungkan port RAM, ROM dan I / O tambahan.
  • Waktu yang diperlukan untuk melakukan operasi rendah.

Minus (-)

  • Mikrokontroler memiliki arsitektur yang lebih kompleks daripada mikroprosesor.
  • Hanya melakukan eksekusi dalam jumlah terbatas dalam waktu yang bersamaan.
  • Kebanyakan hanya digunakan dalam peralatan-peralatan mikro.
  • Tidak dapat terhubung dengan perangkat yang berdaya tinggi secara langsung.

Leave a Comment