Pengertian Mikrokontroler

Pengertian Mikrokontroler – Sebagai masyarakat awam pasti belum mengenal sebuah alat yang dinamakan dengan mikrokontroler ini.

Dapat dikatakan bahwa mikrokontroler ini adalah sebuah chip yang mempunyai peranan penting dalam pemrograman di berbagai perangkat elektronika.

Pada artikel kali ini mimin akan membahas mengenai pengertian mikrokontroler, prinsip kerja, struktur, diagram blok, kelebihan, kekurangan, jenis, fungsi dan perbedaannya. Untuk itu simak pembahasannya dibawah ini.

Pengertian Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil yang dikemas dalam bentuk chip IC (Intergrated Circuit) serta dirancang untuk melakukan tugas atau operasi tertentu.

Umumnya sebuah IC mikrokontroler ini terdiri dari satu atau lebih inti prosesor (CPU), memori (RAM dan ROM) dan perangkat input dan output yang dapat diprogram.

Dalam pengaplikasianya, pengendali mikro yang dalam bahasa Inggris disebut dengan microcontroller ini digunakan dalam produk atau perangkat yang dikendalikan secara otomatis.

Contohnya seperti sistem kontrol mesin mobil, pengendali jarak jauh, perangkat medis dan perangkat-perangkat yang menggunakan sistem tertanam lainnya.

Penggunaan mikrokontroler ini semakin populer karena kemampuannya yang bisa mengurangi ukuran dan biaya pada suatu produk atau desain apabila dibandingkan dengan desain yang dibagun menggunakan mikroprosesor dengan memori serta perangkat input dan output secara terpisah.

Prinsip Kerja Mikrokontroler

Setalah tadi membahas mengenai pengertian dari mikrokontroler, kemudian yang selanjutnya yaitu ada prinsip kerjanya.

Mikrokontroler digunakan sebagai pengontrol atau pengendali sebuah sistem. Dalam menjalankan fungsi tersebut, komponen ini memerlukan dukungan bagian lainnya seperti yang tergabung dalam IC mikrokontroler.

Tergantung pada fungsi dan tujuannya, setiap data atau perintah yang masuk lalu diolah di dalam bagian CPU. Pengolahan tersebut dibantu bagian lainnya seperti timer,RAM, CDA ataupun ADC.

Perbedaan Mikrokontroler dan Mikroprosesor

Mikrokontroler adalah komponen IC yang menjalankan fungsi pengendali. Didalamnya terdapat komponen-komponen lain.

Contohnya seperti ADC, RAM, CDA dan masih banyak lagi. Pusat pemrosesan data dari mikrokontroler disebut dengan CPU.

Sedangkan mikroprosesor adalah CPU (Control Processing Unit) itu sendiri, sehingga sejarah mikroprosesor dapat disebut sebagai bagian dari mikrokontroler.

Mikroprosesor ini mempunyai komponen seperti ALU (Aritmati Logic Unit), register, control unit dan CPU interconnected.

Untuk lebih memahami cara kerjanya bisa kalian lihat gambar blok diagram mikroprosesor diatas.

Struktur dan Diagram Blok Mikrokontroler

Berikut ini merupakan struktur dan diagram blok mikrokontroler beserta penjelasan tentang bagian-bagian utamanya.

1. CPU

CPU merupakan otak dari mikrokontroler. CPU bertanggung jawab untuk mengambil instruksi (fetch), menerjemahkannya (decode), kemudian akhirnya dieksekusi (execute).

CPU menghubungkan setiap bagian dari mikrokontroler ke dalam satu sistem. Fungsi utamanya yaitu mengambil dan mendekode instruksi.

Instruksi yang diambil dari memori program harus diterjemahkan atau melakukan decode oleh CPU tersebut.

2. Serial Port (Port Serial)

Serial port menyediakan berbagai antarmuka serial antara mikrokontroler dan periferal lain seperti port paralel.

3. Memori (Penyimpanan)

Memori ini bertugas untuk menyimpan data. Data tersebut merupakan data yang sudah diolah (output) atau data yang belum diolah (input).

Penyimpanan ini berupa RAM dan ROM. ROM digunakan untuk menyimpan data dalam jangka waktu yang lama.

Sedangkan RAM digunakan untuk menyimpan data sementara selama program berjalan sampai akhirnya dipindahkan ke ROM.

Adapun beberapa bagian RAM, diantaranya:

• Contact point
• Chip packaging
• CSP (Chip Scale Package)
• DIP (Dual In-Line Package)
• PCB (Printed Circuit Board)
• TSOP (Thin Small Outline Package)
• DRAM (Dynamic Random Access Memory)

4. Port Input/Output Paralel

Port input/output paralel digunakan untuk mendorong atau menghubungkan berbagai perangkat seperti LED, LCD, printer, memori dan perangkat input/output lainnya ke mikrokontroler.

5. ADC (Analog to Digital Converter)

Konverter ADC (Analog to Digital Converter) digunakan untuk mengubah sinyal analog ke bentuk digital.

Sinyal input dalam konverter ini harus dalam bentuk analog (misalnya output dari sensor) sedangkan outputnya dalam bentuk digital.

Outpun digital dapat digunakan untuk berbagai aplikasi digital seperti layar digital pada perangkat pengukuran.

6. DAC (Digital to Analog Converter)

DAC (Digital to Analog Converter) melakukan operasi pembalikan konversi ADC (Analog to Digital Converter).

DAC mengubah sinyal digital menjadi format analog. DAC ini biasanya digunakan untuk mengendalikan perangkat analog seperti motor DC dan lain sebagainya.

7. Interrupt Control (Kontrol Interupsi)

Interrupt Control (Kontrol Interupsi) bertugas untuk mengendalikan penundaan terhadap pemrograman mikrokontroler.

Bagian interrupt control (kontrol interupsi) ini dapat dioperasikan secara internal ataupun eksternal.

8. Special Functioning Block (Blok Fungsi Khusus)

Special functioning block merupakan bagian tambahan yang dibuat mempunyai fungsi khusus.

Biasanya blok ini ditemukan pada arsitektur mikrokontroler di mesin robotika. Tidak semua perangkat menggunakan bagian ini.

9. Timer and Counter (Pengatur Waktu dan Penghitung)

Timer/counter ini digunakan untuk mengukur waktu dan alat penghitungan. Keberadaan komponen ini sangatlah penting.

Karena informasi waktu seringkali digunakan pengaturan sistem supaya lebih akurat dan efektif.

Kelebihan dan Kekurangan Mikrokontroler

Setelah tadi mimin sebelumnya sudah menjelaskan mengenai pengertian mikrokontroler, prinsip kerja, perbedaan, struktur dan diagram blok, selanjutnya adapun kelebiha dan kekurangannya yang dapat kalian ketahui.

Kelebihan utama dari mikrokontroler :

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

Kekurangan dari mikrokontroler :

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

Jenis-Jenis Mikrokontroler

Mikrokontroler terbagi dalam beberapa jenis yang sesuai dengan fungsinya. Jenis-Jenis mikrokontroler tersebut diantaranya:

1. Mikrokontroler AVR

Mikrokontroler AVR adalah jenis mikrokontroler RISC 8 bit. Jenis ini termasuk dalam RISC, sehingga semua kode intruksinya akan dikemas pada sebuah siklus clock.

AVR merupakan jenis mikrokontroler yang paling umum digunakan dalam bidang elektronika dan juga instrumentasi.

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

Atmel ini sudah memproduksi beragam seri mikrokontroler AVR dan sudah dipasarkan hingga ke seluruh dunia sebagai mikrokontroler yang mempunyai sifat low cost dan high performance.

Di negara Indonesia sendiri, mikrokontroler AVR sudah banyak digunakan, karena menawarkan berbagai fitur yang sangat lengkap, mudah didapat dan mempunyai harga yang terjangkau.

2. Mikrokontroler MSC 51

Mikrokontroler jenis MSC 51 termasuk dalam keluarga CISC yang dimana hampir seluruh instruksinya akan dijalankan pada 12 siklus clock.

Mikrokontroler jenis ini menggunakan arsitektur Harvard dan awal mulanya didesain secara khusus untuk aplikasi mikrokontroler chip tunggal.

Tetapi untuk mode perluasan mengizinkan suatu ROM luar 64 kb dan RAM luar 64 kb diberikan alamat dengan cara jalur pemilihan chip secara terpisah sebagai akses program serta memori data.

Salah satu kelebihan yang dimiliki oleh mikrokontroler 8051 yakni pemasukan suatu mesin pemroses boolean yang dimana mengijinkan operasi logika boolean tingkat bit dapat dilakukan secara efisien dalam register internal dan RAM.

Oleh karena itu, MCS51 seringkali digunakan pada desain awal suatu PLC. MCS51 merupakan produksi atmel ini dibedakan menjadi 2 versi, yaitu versi 20 kaki dan versi 40 kaki.

Hampir semua jenis mikrokontroler MCS51 ini sudah dilengkapi dengan flash PEROM (Programmable Eraseable Read Only Memory) sebagai media memori program dan susunan kaki IC ini sampai pada masing-masing versinya.

3. Mikrokontroler PIC

PIC merupakan singkatan dari Programmable Interface Controller. Namun seiring dengan perkembangannya, maka mengalami perubahan menjadi Programmable Intelligent Computer.

PIC merupakan jenis mikrokontroler tipe RISC yang dimana mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang sudah dibuat oleh mikrochip technologi.

Pertama kali dikembangkan oleh divisi mikroelektronik genaral instrument yang mempunyai nama PIC1640.

Mikrokontroler PIC adalah rangkaian tunggal yang mmepunyai ukuran kecil dan didalamnya berisi memori pengolahan nit, jam dan input atau output dalam sebuah unit.

PIC ini dapat dibeli kosongan yang kemudian ditambahkan dengan program kontrol tertentu.

PIC ini sangat populer di kalangan developer dan para penghobi, karena biayanya yang terbilang sangatlah murah.

Ketersediaan dan pemakaian secara luas, database aplikasi yang besar serta pemograman dengan melalui hubungan port serial yang ada pda sebuah komputer.

4. Mikrokontroler ARM

Mikrokontroler adalah suatu prosesor dengan arsitektur set instruksi 32 bit keluarga RISC yang sudah dikembangkan oleh ARM holdings.

ARM (Advanced RISC Machine) ini sebelumnya biasa disebut dengan sebutan Acorn RISC Machine.

Awalnya, ARM Processor dikembangkan oleh PC atau personal computer oleh Acorn Computers.

Namun, dengan dominasi Intel x86 proses Microsoft pada IBM PC kompatibel sudah membuat Acorn Computer mengalami gulung tikar.

Fungsi Mikrokontroler

Adapun beberapa fungsi utama dari mikrokontroler, diantaranya:

• Sebagai counter
• Sebagai flip-flop
• Sebagai pembangkit osilasi
• Sebagai decoder dan encoder
• Sebagai timer atau pengatur waktu
• Sebagai ADC (Analog to Digital Converter)

Demikianlah penjelasan mengenai pengertian mikrokontroler, prinsip kerja, struktur, diagram blok, kelebihan, kekurangan, jenis, fungsi dan perbedaannya. Semoga bisa bermanfaat bagi kita semua. Sekian sampai jumpa, terimakasih 😃