Mikrokontroler

Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip.Didalamnya terkandung sebuah inti prosesor,memori,(sejumlah kecil RAM,memori program atau keduanya) ,dan perlengkapan input-output.Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar didtem komputer.Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe,mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama.Secara sederhana,komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang dikerjakan.

Seperti umumnya komputer,mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya.Artinya,bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat yang dibuat oleh seorang programmer.Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer.

Dengan kata lain,mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus,cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data.Sekedar contoh,bayangkan diri anda sedang belajar membaca dan menulis, ketika anda sudah bisa melakukan hal itu anda bisa membaca tulisan apapun baik itu buku,artikel,novel dan sebagainya,andapun bisa pula menulis hal-hal sebaliknya.Begitu pula jika anda sudah mahir membaca dan menulis data maka anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan otomatis menggunakan mikrokontroler sesuai keinginan anda.

Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik,yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut "pengendali kecil" dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

Pemanfaatan Mikrokontroler

Mikrokontroler ada pada perangkat elektronik disekeliling kita misalnya telepon seluler,Mp3 player,DVD,televisi,AC,dll.Mikrokontroler juga dipakai untuk keperluan mrngrndalikan robot.Baik robot mainan,maupun robot industri.Mikrokontroler juga digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara otomatis,seperti sistem kontol mesin,remote control,mesin kantor,peralatan rumah tangga,alat berat,dan mainan.Dengan mengurangi ukuran,biaya,dan konsumsi tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor memori,dan alat input output yang terpisah,kehadiran mikrokontroler membuat kontrol elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis.Dengan penggunaan mikrokontroler ini,maka:

  Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak

Namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi komponen IC TTL dan CMOS yang sering kali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran masukan dan keluaran (I/O).Dengan kata lain,mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa periferal yang langsung bisa dimanfaatkan misalnya port paralel,port serial,komparator,konversi digital ke analog(DAC),konversi analog ke digital dan sebagainya hanya menggunakan sistem minimum yang tidak rumit atau kompleks.

Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi,mikrokontroler tersebut memerlukan komponen eksternal yang kemudian disebut dengan sistem minimum. Untuk membuat sistem minimum paling tidak dibutuhkan sistem clock dan riset,walaupun pada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi.Untuk merancang sebuah sistem berbasis mikrokontroler,kita memerlukan perangkat keras dan perangkat lunak,yaitu :

  Sistem minimal mikrokontroler

  Software pemrograman dan kompiler,serta downloader

Yang dimaksud dengan sistem minimal adalah sebuah rangkaian mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk menjalankan sebuah aplikasi. Sebuah IC mikrokontroler tidak akan berarti bila hanya berdiri sendiri.Pada dasarnya sebuah sistem minimal mikrokontroler AVR memiliki prinsip yang sama,yang terdiri dari 4 bagian,yaitu :

  Prosesor,yaitu mikrokontroler itu sendiri

  Rangkaian riset agar mikrokontroler dapat menjalankan program mulai dari awal

  Rangkaian clock,yang digunakan untuk memberi detak pada CPU

  Rangkaian catu daya,yang digunakan untuk memberi sumber daya

Pada mikrokontroler jenis-jenis tertentu (AVR misalnya),poin 2,3 sudah tersedia didalam mikrokontroler tersebut dengan frekuensi yang sudah disetting dari vendornya (biasanya 1MHz,2MHz,4MHz,8MHz),sehingga pengguna tidak memerlukan rangkaian tambahan.Namun bila ingin merancang sistem dengan spesifikasi tertentu (misal ingin komunikasi dengan PC atau telepon seluler),pengguna harus menggunakan rangkaian clock yang sesuai dengan karakteristik PC atau telepon seluler tersebut,biasanya menggunakan kristal 11,0592 MHz,untuk menghasilkan komunikasi yang sesuai baudrate PC atau telepon seluler tersebut.

Perkembangan Mikrokontroler

Mikrokontroler pertama kali dikenalkan oleh Texas Instrument dengan seri TMS 1000 pada tahun 1974 yang merupakan mikrokontroler 4 bit pertama.Mikrokontroler ini mulai dibuat sejak 1971.Merupakan mikrokomputer dalam sebuah chip,lengkap dengan RAM dan ROM.Kemudian,pada tahun 1976 intel mengeluarkan mikrokontroler yang kelak menjadi populer dengan nama 8784 yang merupakan mikrokontroler 8 bit,yang merupakan mikrokontroler dari keluarga MCS48. Sekarang dipasaran banyak sekali ditemui mikrokontroler mulai dari 8 bit sampai dengan 64 bit,sehingga perbedaan antara mikrokontroler dan mikroprosesor sangat tipis.Masing -masing vendor mengeluarkan mikrokontroler dengan dilengkapi fasilitas yang cenderung memudahkan user untuk merancang sebuah sistem dengan komponen luar yang relatif lebih sedikit.

Saat ini mikrokontroler yang banyak beredar di pasaran adalah mikrokontroler 8 bit varian keluarga MCS51(CISC) yang dikeluarkan oleh Atmel degan seri AT89xx,dan mikrokontroler AVR yang merupakan mikrokontroler RISC dengan seri ATMEGA8535 (walaupun varian dari mikrokontroler AVR sangatlah banyak, dengan masing-masing memiliki fitur yang berbeda-beda).Dengan mikrokontroler tersebut pengguna (pemula) sudah bisa membuat sebuah sistem untuk keperluan sehari-hari,seperti pengendali peralatan rumah tangga jarak  jauh yang menggunakan remote control televisi,radio frekuensi,maupun menggunakan ponsel,membuat jam digital,termometer digital,dan sebagainya.

Jenis-jenis Mikrokontroler

Secara teknis,hanya ada 2 macam mikrokontroler.pembagian ini didasarkan pada kompleksitas instruksi-instruksi yang dapat diterapkan pada mikrokontroler tersebut.Pembagian itu,yaitu RISC dan CISC serta masing-masing mempunyai keturunan atau keluarga sendiri-sendiri.

  RISC merupakan kependekan dari Reduced Instruction Set Computer.Instruksi yang dimiliki terbatas,tetapi memiliki fasilitas yang lebih banyak.

  Sebaliknya,CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer.Instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya.

  Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas

  Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi