Basic Avr Micro Controller Tutorial v3

Basic AVR Microcontroller Tutorial

Oleh : Hendawan Soebhakti, ST Agustus 2007 Parkway Street, Batam Centre Batam 29461 Telp. 62-778 469856 469861 Fax. 62-778 463620 http://www.polibatam.ac.id

DAFTAR ISI 1. AVR ATMega 8535L 2. Operasi Aritmatika, Logika dan Percabangan 3. Interupsi 4. Timer/Counter 5. Pengendalian Motor Stepper 6. LCD 16x2 7. PWM dan Pengendalian Motor DC 8. Motor Servo 9. Keypad 10. Komunikasi Serial USART Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 2 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB I AVR ATMega 8535L 1.1 Sekilas Tentang AVR AVR : Alf and Vegard RISC atau AVR : Advanced Virtual RISC RISC: Reduced Instruction Set Computer Arsitektur mikrokontroler jenis AVR pertamakali dikembangkan pada tahun 1996 ole h dua orang mahasiswa Norwegian Institute of Technology yaitu Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan. Mikrokontroler AVR kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh Atmel. Seri pertama A VR yang dikeluarkan adalah mikrokontroler 8 bit AT90S8515, dengan konfigurasi pin yang sama dengan mikrokon troler 8051, termasuk address dan data bus yang termultipleksi. Mikrokontroler AVR menggunakan teknologi RISC dimana set instruksinya dikurangi dari segi ukurannya dan kompleksitas mode pengalamatannya. Pada awal era industri komputer, bahasa pemro graman masih menggunakan kode mesin dan bahasa assembly. Untuk mempermudah dalam pemrograman para desaine r komputer kemudian mengembangkan bahasa pemrograman tingkat tinggi yang mudah dipahami manusia. Nam un akibatnya, instruksi yang ada menjadi semakin komplek dan membutuhkan lebih banyak memori. Dan tentu saja siklus eksekusi instruksinya menjadi semakin lama. Dalam AVR dengan arsitektur RISC 8 bit, semua instruksi berukuran 16 bit dan sebagian besar dieksekusi dalam 1 siklus clock. Berbeda dengan mikrokontroler MC S-51 yang instruksinya bervariasi antara 8 bit sampai 32 bit dan dieksekusi selama 1 sampai 4 siklus mesin, dimana 1 siklus mesin membutuhkan 12 periode clock. Dalam perkembangannya, AVR dibagi menjadi beberapa varian yaitu AT90Sxx, ATMega, AT86RFxx dan ATTiny. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing varian adalah kapasitas memori dan b eberapa fitur tambahan saja. 1.2 Karakteristik mikrokontroler AVR seri ATMega8535 1.2.1 Fitur ATMega8535 Fitur yang tersedia pada ATMega 8535 adalah : Frekuensi clock maksimum 16 MHz Jalur I/O 32 buah, yang terbagi dalam PortA, PortB, PortC dan PortD Analog to Digital Converter 10 bit sebanyak 8 input Timer/Counter sebanyak 3 buah CPU 8 bit yang terdiri dari 32 register Watchdog Timer dengan osilator internal SRAM sebesar 512 byte

Memori Flash sebesar 8 Kbyte dengan kemampuan read while write Interrupt internal maupun eksternal Port komunikasi SPI EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi Analog Comparator Komunikasi serial standar USART dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 3 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

1.2.2 Konfigurasi Pin ATMega8535 Gambar 1.1 Konfigurasi Pin ATMega8535 1.2.3 Peta Memori ATMega8535 ATMega8535 memiliki dua jenis memori yaitu Data Memory dan Program Memory ditamb ah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpan data. Program Memory ATMega8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpa n program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian yaitu Boot Flash Secti on dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertamakali diaktifkan. Application Flash Section digun akan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalankan program aplikasi ini sebe lum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka progr am pada Application Flash Section juga sudah aman. Gambar 1.2 Peta Program Memory Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 4 of 68 Batam Polytechnic Electrical Engineering

Data Memory Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMega8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O Memory sementara 512 lok asi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register File terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register. Gambar 1.3 Peta Data Memory EEPROM Data Memory ATMega8535 memiliki EEPROM sebesar 512 byte untuk menyimpan data. Lokasinya terp isah dengan sistem address register, data register dan control register yang dibuat khusus untuk EE PROM. 1.3 Status Register (SREG) Status Register adalah register yang memberikan informasi yang dihasilkan dari e ksekusi instuksi aritmatika. Informasi ini berguna untuk mencari alternatif alur program sesuai dengan kondis i yang dihadapi. Bit 7 I : Global Interrupt Enable Jika bit Global Interrupt Enable diset, maka fasilitas interupsi dapat dijalanka n. Bit ini akan clear ketika ada interrupt yang dipicu dari hardware, setelah program interrupt dieksekusi, maka bit ini ha rus di set kembali dengan instruksi SEI. Bit 6 T : Bit Copy Storage Instruksi bit copy BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dala m operasi bit. Bit 5 H : Half Carry Flag

Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 5 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Bit 4 S : Sign Bit Bit S merupakan hasil exlusive or dari Negative Flag N dan Two s Complement Overfl ow Flag V. Bit 3 V : Two s Complement Overflow Flag Digunakan dalam operasi aritmatika Bit 2 N : Negative Flag Jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan negatif, maka bit ini akan set. Bit 1 Z : Zero Flag Jika operasi aritmatika menghaslkan bilangan nol, maka bit ini akan set. 1.4 Bahasa Assembly AVR Bahasa yang dipakai untuk memprogram mikrokontroler AVR adalah bahasa assembly A VR atau bahasa C. Dalam buku ini semua program ditulis dalam bahasa assembly AVR. Berikut adalah contoh sebuah program aplikasi untuk mikrokontroler AVR : .include m8535def.inc .org 0x0000rjmp main Inisialisasi program main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ldi r16,0xff out ddra,r16 Program utama out PortA,r16 cbi PortA,0 cbi PortA,1 stop: rjmp stop Sebuah program harus terdiri dari dua bagian, yaitu inisialisasi program dan pro gram utama. Inisialisasi program harus disertakan agar program utama dapat berjalan. Berikut adalah urutan langkah inis ialisasi program : 1. Menentukan jenis mikrokontroler yang digunakan dengan cara memasukkan file defin isi device (m8535def.inc) ke dalam program utama. .include m8535def.inc ; 2. Menuliskan original address program, yaitu 0x0000. Kemudian dilanjutkan dengan i

nstruksi rjmp / relative jump ke label main. Hal ini dimaksudkan agar program memory tidak tumpang tindih dengan data memory. .org 0x0000 rjmp main 3. Menentukan isi Stack Pointer dengan address terakhir RAM (RAMEND). Untuk ATMega8 535 yaitu 0x025F. Ini dimaksudkan agar program utama mulai ditulis setelah address terakhir RAM. main: ldi r16,low(RAMEND) ; low byte address RAM = 5Fout SPL,r16ldi r16,high(RAMEND) ; high byte address RAM = 02out SPH,r16 Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 6 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB II Operasi Port Input Output 2.1 Register I/O Setiap port ATMega8535 terdiri dari 3 register I/O yaitu DDRx, Portx dan PINx. DDRx (Data Direction Register) Register DDRx digunakan untuk memilih arah pin. Jika DDRx = 1 maka Pxn sebagai p in output Jika DDRx = 0 maka Pxn sebagai input. Portx (Port Data Register) Register Portx digunakan untuk 2 keperluan yaitu untuk jalur output atau untuk m engaktifkan resistor pullup. 1. Portx berfungsi sebagai output jika DDRx = 1 maka : Portxn = 1 maka pin Pxn akan berlogika high. Portxn = 0 maka pin Pxn akan berlogika low. 2. Portx berfungsi untuk mengaktifkan resistor pullup jika DDRx = 0 maka : Portxn = 1 maka pin Pxn sebagai pin input dengan resistor pull up. Portxn = 0 maka pin Pxn sebagai output tanpa resistor pull up. Tabel 2.1 Konfigurasi Port DDRxn Portxn I/O Pull up Comment 0 0 Input No Tri state (Hi-Z) 0 1 Input Yes Pull up aktif 1 0 Output No Output Low 1 1 Output No Output High Catatan : x menunjukkan nama port (A,B,C,D) n menunjukkan nomor bit (0,1,2,3,4,5,6,7) Nilai awal (initial value) seluruh register I/O adalah 00h.

PINx (Port Input Pin Address) Digunakan sebagai register input. 2.2 Instruksi I/O in : membaca data I/O port ke dalam register contoh : in r16,PinA out : menulis data register ke I/O port contoh : out PortA,r16 ldi : (load immediate) : menulis konstanta ke register sebelum konstanta tersebu t dikeluarkan ke I/O port contoh : ldi r16,0xff sbi : (set bit in I/O) : membuat logika high pada sebuah bit I/O port contoh : sbi PortB,7 cbi : (clear bit in I/O) : membuat logika low pada sebuah bit I/O port contoh : cbi PortB,5 sbic : (skip if bit in I/O is clear) : lompati satu instruksi jika bit I/O port dalam kondisi clear/low contoh : sbic PortA,3 sbis : (skip if bit in I/O is set) : lompati satu instruksi jika bit I/O port da lam kondisi set/high contoh : sbis PortB,3 Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 7 of 68

Electrical Engineering

Batam Polytechnic

Contoh Program 1: .include "m8535def.inc" .org 0x00 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ldi out ldi out out r16,0x00 ddra,r16 ; PortA as input r16,0xff ddrb,r16 ; PortB as output ddrc,r16 ; PortC as output

ulang: in r16,PortA out PortB,r16 ldi r16,0x0f out PortC,r16 cbi PortC,0 sbic PortA,5 cbi PortC,1 sbi PortC,6 sbis PortA,5 sbi PortC,7 ldi r16,0x00 out PortB,r16 out PortC,r16 rjmp ulang Latihan : 1. Buatlah program agar dapat membaca data pada PortC dan mengeluarkan data tersebu t pada PortA. 2. Buatlah program agar PortA mengeluarkan data 20h jika PortB,1 berlogika 0. 3. Buatlah program agar PortA mengeluarkan data 15h jika PortC,1 dan PortD,2 berlog ika 1, selain kondisi tersebut PortA mengeluarkan data 00h. Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 8 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Jawaban Latihan no 3: .include "m8535def.inc" .org 0x00 rjmp main rjmp ulang1 main: ldi out ldi out r16,low(RAMEND) SPL,r16r16,high(RAMEND) SPH,r16 ldi out ldi out out r16,0xffddra,r16r16,0x00ddrc,r16ddrd,r16 ; PortA as output ; PortC as output; PortD as output ulang: ldi ldi sbis r16,0x00r17,0x15PortC,1 sbis PortD,2 rjmp ulang1 out PortA,r17 rjmp ulangulang1: out PortA,r16 rjmp ulang Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 9 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB III Operasi Aritmatika 3.1 Operasi Aritmatika Instruksi Aritmatika add : Menambahkan isi dua register. Contoh : add r15,r14 ; r15=r15+r14 adc : Menambahkan isi dua register dan isi carry flag Contoh : adc r15,r14 ; r15=r15+r14+C sub : Mengurangi isi dua register. Contoh : sub r19,r14 ; r19=r19-r14 mul : Mengalikan dua register. Perkalian 8 bit dengan 8 bit menghasilkan bilanga n 16 bit yang disimpan di r0 untuk byte rendah dan di r1 untuk byte tinggi. Untuk memindahkan bilangan 16 bit antar register digunakan instruksi movw (copy register word) Contoh : mul r21,r20 ; r1:r0=r21*r20 3.2 Contoh Program Penjumlahan .include "m8535def.inc" .org 0x00 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16 ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ldi ldi add ldi adc r16,0x80 r17,0x80 r16,r17 r18,0x02 r16,r18

here: rjmp here Pengurangan .include "m8535def.inc" .org 0x00 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16 ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16

ldi ldi sub ldi sub ldi sub

r16,0x09 r17,0x06 r16,r17 r17,0x03 r16,r17 r17,0x06 r16,r17

here: rjmp here Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 10 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Perkalian .include "m8535def.inc" .org 0x00 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16 ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ldi r16,5ldi r17,100mul r16,r17 movw r17:r16,r1:r0 ; Copy r1:r0 to r17:r16 here: rjmp here Pembagian .include "m8535def.inc" .org 0x00 .def drem8u =r15 ;remainder/sisa .def dres8u =r16 ;result/hasil .def dd8u =r16 ;dividend/yang dibagi .def dv8u =r17 ;divisor/pembagi .def dcnt8u =r18 ;loop counter rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16 ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ldi dd8u,4 ldi dv8u,2 rcall div8u here: rjmp here ; div8u: sub drem8u,drem8u ;clear remainder and carry ldi dcnt8u,9 ;init loop counter d8u_1: rol dd8u ;shift left dividend dec dcnt8u ;decrement counter brne d8u_2 ;if done ret ;return d8u_2:

rol drem8u ;shift dividend into remaindersub drem8u,dv8u remainder = remainder divisor brcc d8u_3 ;if result negative add drem8u,dv8u ;restore remainder clc ;clear carry to be shifted into resultrjmp d8u_1 ;else d8u_3: sec ;set carry to be shifted into resultrjmp d8u_1 Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 11 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Latihan : Buatlah program untuk menyelesaikan persamaan matematika berikut ini : 1. r21=r22+5 2. r21=r22-5 3. r16:r17=r21*5 4. r16:r17=(r21+5)*(r22-5) Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 12 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB IV Operasi Logika 4.1 Operasi Logika Instruksi Logika and : Untuk meng-and-kan dua register Contoh : and r23,r27 ; r23=r23 and r27 andi : Untuk meng-and-kan register dengan konstanta immediate Contoh : andi r25,0b11110000 or : Untuk meng-or-kan dua register Contoh : or r18,r17 ; r18=r18 or r17 ori : Untuk meng-or-kan register dengan konstanta immediate Contoh : ori r15,0xfe inc : Untuk menaikkan satu isi sebuah register Contoh : inc r14 dec : Untuk menurunkan satu isi sebuah register Contoh : dec r15 clr : Untuk mengosongkan (membuat jadi nol) isi register Contoh : clr r15 ; r15=0x00 ser : Set all bit in register. Membuat jadi satu isi register Contoh : ser r16 ; r16=0xff 4.2 Contoh Program Operasi Logika .include "m8535def.inc" .org 0x00 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16 ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ldi r16,0b01110111 ldi r17,0b00001111 and r16,r17 ori clr inc ser dec r16,0b00001000 r16 r16 r16 r16

here: rjmp here Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 13 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Latihan : 1. Buatlah program untuk memecahkan persoalan berikut : 2. Buatlah program dengan ketentuan sbb : PinA 0xf0 PinB PortC r20 Input AksiPortA,1 PortA,0 0 0 Clear isi r20 dan r21 0 1 Isi r20 dengan 0 kemudian naikkan isi r20 sampai nilainya = 10, jika sudah sampai 10 ulangi lagi dari 0 1 0 Isi r21 dengan 10 kemudian turunkan isi r21 sampai 0, jika sudah 0 ulangi la gi dari 10. 1 1 Set isi r20 dan r21 Jawaban no 2: .include "m8535def.inc" .org 0x00 rjmp main main: ldi out ldi out mulai: sbic rjmprjmp cek10_11: sbic rjmp ulang: ldi dec dec dec dec dec dec dec dec dec dec rjmp setAll: ser ser rjmp ; cek00_01: sbis rjmp

r16,low(RAMEND) SPL,r16r16,high(RAMEND) SPH,r16 PortA,1cek10_11 cek00_01 PortA,0setAll r21,10r21 r21 r21 r21 r21 r21 r21 r21 r21 r21 ulang r20 r21 mulai PortA,0clearAll ; skip if PortA,1 = 0 ; PortA,1=1 ; PortA,1=1, PortA,0=0 (10) ; ; PortA,1=0 ; skip if PortA,0=1 Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 14 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

ulang2: ldiinc r20,0r20 inc r20 inc r20 inc r20 inc r20 inc r20 inc r20 inc r20 inc r20 inc r20 rjmp ulang2 clearAll: clr r20 clr r21 rjmp mulai Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 15 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB V Percabangan 5.1 Operasi Percabangan Instruksi Percabangan sbic (skip if bit in I/O is cleared) : Skip jika bit I/O yang diuji clear sbis (skip if bit in I/O is set) : Skip jika bit I/O yang diuji set sbrc (skip if bit in register is clear) : Skip jika bit dalam register yang diuj i clear cp (compare) : Membandingkan isi dua register mov (move) : Meng-copy isi dua register cpi (compare with immediate) : Membandingakan isi register dengan konstanta tert entu. breq (branch if equal) : Lompat ke label tertentu jika suatu hasil perbandingan adalah sama. brne (branch if not equal) : Lompat ke label tertentu jika suatu hasil perbandin gan adalah tidak sama. rjmp (relative jump) : Lompat ke label tertentu. rcall (relative call) : Memanggil subrutin. ret (return) : Keluar dari sub rutin. 5.2 Contoh Program Operasi Percabangan .include "m8535def.inc" .org 0x00 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16 ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 clr r16 ; r16=0x00 naik: inc r16 ; cpi r16,5 breq lagi rjmp naik

increment r16 ; r16=5 ? ; branch to lagi if r16 = 5 ; jump to naik if r16 . 5

lagi: ldi r18,5 ; r18 = 5 dec r16 ; decrement r16 cp r16,r18 ; compare r16 & r18 brne lompat ; branch to lompat if r16=r18 rjmp lagi ; jump to lagi if r16.r18 lompat: rcall rutin1 rcall rutin2 henti: rjmp henti

rutin1: mov r17,r16 ret rutin2: mov r19,r18 ret Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 16 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Latihan : Buatlah program delay dari flowchart berikut ini : Mulai Isi r16 dengan 0x0A r16=0? Kurangi 1 isi r16 Tdk Ya Kurangi 1 isi r17 r17=0? Tdk Selesai Ya Isi r17 dengan 0x05 Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 17 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB VI Interupsi Interupsi adalah kondisi yang memaksa mikrokontroler menghentikan sementara ekse kusi program utama untuk mengeksekusi rutin interrupt tertentu / Interrupt Service Routine (ISR) Setelah melaksanakan ISR secara lengkap, maka mikrokontroler akan kembali melanj utkan eksekusi program utama yang tadi ditinggalkan. Time Main Program (a). Program execution without interrupts Main ISR Main ISR Main ISR Main Time (b). Program execution with interrupts Pada Atmega 8535 terdapat 21 sumber interupsi yaitu : Tabel 6.1 Interrupt Vector pada ATmega 8535 Vector No Program Address Source Interrupt Definition 1 0x0000 RESET External Pin, Power-on Reset, Brown-out Reset and Watchdog Reset 2 0x0001 INT0 External Interrupt Request 0 3 0x0002 INT1 External Interrupt Request 1 4 0x0003 TIMER2 COMP Timer/Counter2 Compare Match 5 0x0004 TIMER2 OVF Timer/Counter2 Overflow 6 0x0005 TIMER1 CAPT Timer/Counter1 Capture Event 7 0x0006 TIMER1 COMPA Timer/Counter1 Compare Match A 8 0x0007 TIMER1 COMPB Timer/Counter1 Compare Match B 9 0x0008 TIMER1 OVF Timer/Counter1 Overflow 10 0x0009 TIMER0 OVF Timer/Counter0 Overflow 11 0x000A SPI, STC Serial Transfer Complete 12 0x000B USART, RXC USART, Rx Complete 13 0x000C USART, UDRE USART Data Register Empty 14 0x000D USART, TXC USART, Tx Complete 15 0x000E ADC ADC Conversion Complete 16 0x000F EE_RDY EEPROM Ready 17 0x0010 ANA_COMP Analog Comparator 18 0x0011 TWI Two-wire Serial Interface 19 0x0012 INT2 External Interrupt Request 2 20 0x0013 TIMER0 COMP Timer/Counter0 Compare Match 21 0x0014 SPM_RDY Store Program Memory Ready Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 18 of 68


Batam Polytechnic

7 65 43 21 0 SM2 SE SM1 SM0 ISC11 ISC10 ISC01 ISC00 MCUCR / MCU Control Register Bit Symbol Fuction 7,5,4 SM2..0 Sleep Mode Select Bits. Digunakan untuk memilih mode sleep MCU SM2 SM1 SM0 Sleep Mode 0 0 0 Idle 0 0 1 ADC Noise Reduction 0 1 0 Power-down 0 1 1 Power-save 1 0 0 Reserved 1 0 1 Reserved 1 1 1 1 0 1 Standby Extended Standby 6 SE Sleep Enable. Digunakan untuk mengaktifkan mode Sleep dengan memberikan log ika 1 pada SE sebelum Sleep dijalankan. Setelah Wake-up harus segera diberi logika 0 . 3,2 ISC11, ISC10 Interrupt Sense Control 1 Bit. Digunakan untuk memilih jenis pu lsa trigger External Interrupt 1 (INT1). ISC11 ISC10 Description 0 0 The low level of INT1 generates an interrupt request. 0 1 Any logical change on INT1 generate an interrupt request 1 0 The falling edge of INT1 generate an interrupt request. 1 1 The rising edge of INT1 generate an interrupt request. 1,0 ISC01, ISC00 Interrupt Sense Control 0 Bit. Digunakan untuk memilih jenis pu lsa trigger External Interrupt 0 (INT0). ISC01 ISC00 Description 0 0 The low level of INT0 generates an interrupt request. 0 1 Any logical change on INT0 generate an interrupt request 1 0 The falling edge of INT0 generate an interrupt request. 1 1 The rising edge of INT0 generate an interrupt request. Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 19 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

7 65 43210 INT1 INT0 INT2 ---IVSEL IVCE GICR / General Interrupt Control Register Bit Symbol Fuction 7 INT1 External Interrupt Request 1 Enable. Digunakan ngan syarat bit I pada SREG juga diset . 6 INT0 External Interrupt Request 0 Enable. Digunakan ngan syarat bit I pada SREG juga diset . 5 INT1 External Interrupt Request 2 Enable. Digunakan ngan syarat bit I pada SREG juga diset . 4,3,2 -Reserved 1 IVSEL Interrupt Vector Select. Jika IVSEL = 0 maka interrupt vector ditempatkan pada untuk mengaktifkan INT1 de untuk mengaktifkan INT0 de untuk mengaktifkan INT2 de

start address flash memory

Jika IVSEL = 1 maka interrupt vector ditempatkan pada awal bootloader dalam flas h memory. 1 IVCE Interrupt Vector Change Enable. Digunakan untuk mengaktifkan perubahan in terrupt vector . Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 20 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Contoh Program : Interrupt 0 .include "m8535def.inc" .org 0x0000 rjmp main .org 0x0001 rjmp ex_int0 main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ldi r16,0xff out ddrd,r16 out PortD,r16 set_int: ldi r17,0b01000000 out GICR,r17ldi r17,0b00000000 out MCUCR,r17sei loop: rjmp loop ex_int0: push r16 in r16,SREG push r16 ldi r17,0xff out ddra,r17 out PortA,r17 pop r16 out SREG,r16 pop r16 reti Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 21 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB VII Timer/Counter 1. Prescaler Timer pada dasarnya hanya menghitung pulsa clock. Frekuensi pulsa clock yang dih itung tersebut bisa sama dengan frekuensi crystal yang dipasang atau dapat diperlambat menggunakan prescaler dengan faktor 8, 64, 256 atau 1024. Berikut penjelasannya : Sebuah AVR menggunakan crystal dengan frekuensi 8 MHz dan timer yang digunakan a dalah timer 16 bit, maka maksimum waktu timer yang bisa dihasilkan adalah : TMAX = 1/fCLK x (FFFFh+1) = 0.125uS x 65536 = 0.008192 S Untuk menghasilkan waktu timer yang lebih lama dapat digunakan prescaler, misaln ya 1024, maka maksimum waktu timer yang bisa dihasilkan adalah : TMAX = 1/fCLK x (FFFFh+1) x N = 0.125uS x 65536 x 1024 = 8.388608 S Ketika presacaler digunakan, waktu timer dapat diperpanjang namun tingkat keteli tiannya menjadi turun. Misalnya dengan prescaler 1024 nilai timer akan bertambah 1 setia p kelipatan 1024 pulsa dan membutuhkan waktu 1/fCLK x 1024 = 0.125uS x 1024 = 128 uS banding kan tingkat resolusi ini jika tanpa precsaler (0.125uS). 2. Timer 16 Bit Normal Mode Pada mode normal, TCNT1 akan menghitung naik dan membangkitkan interrupt Timer/C ounter 1 ketika nilainya berubah dari 0xFFFF ke 0x0000. Seringkali kita menganggap untuk menggunakan timer cukup dengan memasukkan nilai yang diinginkan ke TCNT1 dan menunggu sampai terjadi interrupt. Ini menjadi benar pada timer yang menghitung mundur, tetapi untuk tim er yang menghitung maju, maka anda harus memasukkan nilai 65536-(timer value) ke dalam T CNT1. Gambar 7.1 Blok Diagram Timer 16 Bit Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 22 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

3. Register Timer 16 Bit TCNT1 Timer/Counter1 Register digunakan untuk menyimpan nilai timer yang diinginkan. T CNT1 dibagi menjadi 2 register 8 bit yaitu TCNT1H dan TCNT1L. TIMSK & TIFR Timer Interrupt Mask Register (TIMSK) dan Timer Interrupt Flag (TIFR) Register d igunakan untuk mengendalikan interrupt mana yang diaktifkan dengan cara melakukan setting pada TIMSK dan untuk mengetahui interrupt mana yang sedang terjadi. 76543 210 OCIE2 TOIE2 TICIE1 OCIE1A OCIE1B TOIE1 OCIE0 TOIE0 TIMSK / Timer/Counter Interrupt Mask Register Bit Symbol Fuction 7 6 5 4 3 2 4 0 OCIE2 Timer/Counter2 Output Compare Match Interrupt Enable. TOIE2 Timer/Counter2 Overflow Interrupt Enable. TICIE1 Timer1 Input Capture Interrupt Enable OCIE1A Timer/Counter1A Output Compare Match Interrupt Enable . OCIE1B Timer/Counter1B Output Compare Match Interrupt Enable . TOIE1 Timer/Counter1 Overflow Interrupt Enable. OCIE0 Timer/Counter0 Output Compare Match Interrupt Enable. TOIE0 Timer/Counter0 Overflow Interrupt Enable.


7 65 43 21 0 OCF2 TOV2 ICF1 OCF1A OCF1B TOV1 OCF0 TOV0 TIFR / Timer/Counter Interrupt Flag Register Bit Symbol Fuction 7 6 5 4 3 2 4 0 OCF2 Output Compare Flag2. TOV2 Timer/Counter2 Overflow Flag. ICF1 Timer1 Input Capture Interrupt Flag OCF1A Output Compare Flag1A. OCF1B Output Compare Flag1B. TOV1 Timer/Counter1 Overflow Flag. OCF0 Output Compare Flag0. TOV0 Timer/Counter0 Overflow Flag.

TCCR1B Timer/Counter1 Control Register B digunakan untuk mengatur mode timer, prescaler dan pilihan lainnya. CS12..10: Clock Select bits ; Tiga bit pemilih prescaler timer/counter 1 dan hubungannya dengan clock eksterna l pada pin T1. 4. Perhitungan Waktu Timer Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 24 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Ttimer fCLK TCNT =(1 + FFFFh) () N Dimana : TCNT : Nilai timer (Hex) fCLK : Frekuensi clock (crystal) yang digunakan (Hz) Ttimer : Waktu timer yang diinginkan (detik) N : Prescaler (1, 8, 64, 256, 1024) 1+FFFFh : Nilai max timer adalah FFFFh dan overflow saat FFFFh ke 0000h Contoh : Diinginkan sebuah timer 16 bit bekerja selama 1 detik, dengan frekuensi clock se besar 11,0592MHz dan presecaller 1024 maka diperoleh nilai TCNT sebesar : ..111059200 .. TCNT =. .. 1 + FFFFh) -. .. .. .. 1024 .. TCNT = 10000h -10800d TCNT = 10000h 2A30h TCNT = D5D0h Dengan demikian nilai TCNTH = D5h dan TCNTL = D0h 5. Maksimum Waktu Timer Timer 16 bit AVR8535 dapat menghasilkan waktu tunda maksimum sebesar 6,068055555 detik pada frekuensi 11,0592MHz

TCNT = (1 + FFFFh) FFFFh = (10000 h) (FFFFh) = 0001h Dengan nilai maksimum FFFFh maka akan dihasilkan waktu timer selama : T 11059200 timer FFFFh = () 1024 65535 = (T 10800) timer T = 6,0680555555 detik timer Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 25 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

7. Mengaktifkan Timer Setelah tahu nilai yang harus dituliskan ke TCNT1 maka anda harus mengaktifkan b it interrupt terkait dan global interrupt enable. Berikut adalah flowchart apa yang terjadi p ada timer : Langkah yang perlu dilakukan adalah : Aktifkan TOIE1 pada TIMSK Masukkan nilai timer ke TCNT1 misalnya : D5D0h Set prescaler pada 1024 ( set bit CS12 dan CS10 pada TCCR1B) Aktifkan bit global interrupt pada SREG Tunggu. Atau lakukan hal yang lain. Semua perhitungan dan pengecekan flag dilaku kan oleh hardware. Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 26 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Contoh Program : .include "m8535def.inc" .equ timer_value = 0xD5D0.org 0x0000 rjmp mulai mulai: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ulang: ldi r16,0xff out ddra,r16 out PortA,r16 rcall timer1d ldi r16,0x00 out PortA,r16 rcall timer1d rjmp ulang timer1d: ldi r16,0b00000100 ;aktifkan enable interupt out TIMSK,r16ldi r16,high(timer_value) ;masukkan nilai timer out TCNT1H,r16ldi r16,low(timer_value) out TCNT1L,r16ldi r16,0b00000101 ;masukkan prescaler 1024 out TCCR1B,r16 looptimer: in r17,TIFRsbrs r17,TOV1 ;tunggu sampai timer1 overflow setrjmp looptimer ldi r16,0b00000100 ;TOV1 dinolkan dengan memberi logika 1out TIFR,r16 ret Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 27 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB VIII Pengendalian Motor Stepper 1. Dasar Motor Stepper Motor stepper adalah sebuah peralatan elektromekanik yang mengubah pulsa elektri k menjadi pergerakan mekanik. Shaft atau kumparan motor stepper berputar per step ketika p ulsa elektrik dimasukkan ke kumparan tersebut dengan urutan yang benar. Urutan pemberian pulsa ke motor stepper akan menyebabkan arah putaran yang berbeda. Sedangkan besarnya frekuensi dari pulsa akan mempengaruhi kecepatan putaran motor stepper. Motor Stepper Unipolar Gambar 2.1 Motor Stepper Unipolar Motor stepper unipolar baik tipe 5 atau 6 kabel biasanya dihubungkan seperti pad a gambar 2.1, dengan sebuah center tap pada tiap kumparan. Pada penggunaannya, center tap dihu bungkan ke supply positif, dan dua ujung kumparan lainnya dihubungkan ke ground. Bagian rotor motor pada gambar 2.1 dibuat dari magnet permanent dengan 6 kutub, 3 kutub utara dan 3 kutub selatan. Seperti terlihat pada gambar, arus mengalir dari center tap kumparan 1 ke termin al a menyebabkan kutub stator yang atas menjadi berkutub utara dan kutub stator yang bawah berkutub selatan. Kondisi ini menyebabkan rotor berada pada posisi seperti gamba r 2.1. Jika arus pada kumparan 1 dimatikan dan kumparan 2 dinyalakan, maka rotor akan b erputar 30 derajat, atau 1 step. Untuk berputar secara kontinyu, kita hanya perlu menghubun gkan supplay power ke 2 kumparan secara berurutan. Dengan asumsi bahwa logika 1 berarti arus mengalir pada kumparan motor, maka ber ikut adalah urutan yang harus dipenuhi agar motor dapat berputar sebanyak 24 step atau 2 put aran : Kumparan 1a Kumparan 1b Kumparan 2a Kumparan 2b waktu ---> 1000100010001000100010001 0010001000100010001000100 0100010001000100010001000 0001000100010001000100010


N S 1 2 2 1 S N N S N S N S 1 2 2 1 S N NS N S S N 1 2 2 1 S NN S N S S N 1 2 2 1 SN N SN S N S 1 2 2 1 S N N S N S N S 1 2 2 1 S N NS N S S

N 1 2 2 1 S NN S N S S N 1 2 2 1 SN N SN S Step 1 Step 2 Step 3 Step 4 N S 1 2 2 1 N S 1 2 2 1 S N N S N S S N 1 2 2 1 S N N S N S S N 1 2 2 1 S N NS N S S N NS N S Step 5 Step 6 Step 7 Step 8

N S 1 2 2 1 N S 1 2 2 1 SN N SN S S N 1 2 2 1 S N NS N S S N 1 2 2 1 S N N S N S S NN S N S Step 9 Step 10 Step 11 Step 12 Gambar 2.2 Bergeraknya Motor Stepper Step Angle / SA Motor stepper bergerak per step. Setiap bergerak satu step, motor stepper akan b erputar beberapa derajat sesuai dengan step anglenya. Step angle tergantung dari jumlah kutub magnet motor stepper. Jumlah putaran yang diperlukan agar motor stepper bergerak 1 puta ran penuh (360 0) adalah : Step = 3600 / Step Angle Misalnya, sebuah motor stepper memiliki SA=1,80 maka untuk untuk berputar satu p utaran penuh memerlukan jumlah step sebanyak : 360 / 1,8 = 200 step Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 29 of 68 Batam Polytechnic Electrical Engineering

Skema Rangkaian Driver Motor Stepper +12V MOTOR STEPPER TIP 122 1N4001 10K 1K TIP 122 1N4001 10K 1K 1N4001 1K TIP 122 10K 10K TIP 122 1N4001 1K PA.1 PA.3 PA.2 PA.0 Gambar 2.3 Skema Rangkaian Driver Motor Stepper 2. Kendali Arah Putaran Arah putaran motor stepper ditentukan oleh arah urutan aktifasi kumparannya. Sec ara program, ini bisa dilakukan dengan mengubah arah pergeseran bit. Jika arah pergesarannya ke kiri, maka motor stepper akan berputar kearah kiri pu la (CCW) Jika arah pergeserannya ke kanan, maka motor stepper akan berputar ke arah kanan (CW) Arah Putaran CW Arah Putaran CCW .include "m8535def.inc" .org 0x0000 rjmp main .include "m8535def.inc" .org 0x0000 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16ldi r16,0xff out ddra,r16 ldi r19,0x08Step: out PortA,r19rcall delay ror r19 cpi r19,0x01brne Stepout PortA,r19rcall delayldi r19,0x08rjmp Step main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16ldi r16,0xff out ddra,r16 ldi r19,0x01Step: out PortA,r19rcall delay rol r19 cpi r19,0x08brne Stepout PortA,r19rcall delayldi r19,0x01rjmp Step Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 30 of 68


Batam Polytechnic

delay: dl1: dl2: dl3: ldi ldi ldi dec cpibrne dec cpibrne dec cpibrne r20,0x02r21,0xffr22,0xffr22 r22,0x00dl3 r21 r21,0x00dl2 r20 r20,0x00dl1 delay: dl1: dl2: dl3: ldi ldi ldi dec cpibrne dec cpibrne dec cpibrne r20,0x02r21,0xffr22,0xffr22 r22,0x00dl3 r21 r21,0x00dl2 r20 r20,0x00dl1 ret ret Pada program, jika instruksi ror r19 diganti menjadi rol r19 Maka arah putaran motor stepper akan berubah. 3. Kendali Posisi Derajat putaran motor stepper ditentukan oleh banyaknya jumlah pergeseran aktifa si kumparannya. Secara program, ini bisa dilakukan dengan mengubah jumlah pergesera n bit. Pada motor stepper dengan SA=1,80 , agar motor stepper bergerak 450 maka diperlu kan pergeseran step sebanyak : 45/1,8 =25 step .include "m8535def.inc" .org 0x0000 rjmp main main:

ldi out ldi out ldi out ldi

r16,low(RAMEND) SPL,r16 r16,high(RAMEND) SPH,r16 r16,0xff ddra,r16 r19,0x08

ldi r17,25 Loop: rcall Step dec r17 cpi r17,0 brne Loop Stop: nop rjmp Stop Step: cpi r19,0x01 brne Shift out PortA,r19 rcall delay ldi r19,0x08 ret Shift: out PortA,r19 rcall delay ror r19 ret Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 31 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

delay: ldi r20,0x02 dl1: ldi r21,0xff dl2: ldi r22,0xff dl3: dec r22 cpi r22,0x00 brne dl3 dec r21 cpi r21,0x00 brne dl2 dec r20 cpi r20,0x00 brne dl1 ret Jika instruksi ldi r17,25 diganti menjadi ldi r17,50 maka posisi akhir motor ste pper adalah 900 4. Kendali Kecepatan Kecepatan motor stepper ditentukan oleh kecepatan aktifasi kumparannya. Secara p rogram, ini bisa dilakukan dengan mengubah delay waktu pergeseran tiap bitnya. Semakin cepat delay waktunya, kecepatan motor stepper juga akan bertambah. .include "m8535def.inc" .org 0x0000 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16 ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ldi r16,0xff out ddra,r16 ldi r19,0x08 Step: out PortA,r19 rcall delay ror r19 cpi r19,0x01 brne Step out PortA,r19 rcall delay ldi r19,0x08 rjmp Step delay: ldi r20,0x20 dl1: ldi r21,0xff dl2: ldi r22,0xff

dl3: dec r22 cpi r22,0x00 brne dl3 dec r21 cpi r21,0x00 brne dl2 dec r20 cpi r20,0x00 Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 32 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

brne dl1 ret Jika instruksi ldi r20,0x20 menjadi ldi r20,0x02 maka kecepatan motor stepper ak an bertambah. 5. Kendali Torsi Torsi motor stepper ditentukan oleh banyaknya jumlah kumparan yang aktif pada sa at yang sama. Torsi akan bertambah besar jika 2 kumparan aktif pada saat yang sama. Secara program, ini bisa dilakukan dengan mengubah kondisi bit. .include "m8535def.inc" .org 0x0000 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16 ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16 ldi r16,0xff out ddra,r16 ldi r19,0x4c Step: out PortA,r19 rcall delay ror r19 cpi r19,0x09 brne Step out PortA,r19 rcall delay ldi r19,0x4c rjmp Step delay: ldi r20,0x20 dl1: ldi r21,0xff dl2: ldi r22,0xff dl3: dec r22 cpi r22,0x00 brne dl3 dec r21 cpi r21,0x00 brne dl2 dec r20 cpi r20,0x00

brne dl1 ret Jika instruksi ldi r19,0x4ccpi r19,0x09 diubah menjadi ldi r19,0x08 cpi r19,0x01 maka torsi motor stepper akan turun menjadi setengahnya. Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 33 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB IX Liquid Crystal Display 1. Konfigurasi Pin LCD 16x2 LIQUID CRYSTAL DISPLAY 16 CHARACTER X 2 LINES 1 16 VSS VDD VO RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 A K Gambar 9.1 Konfigurasi Pin LCD 16 Karakter x 2 Baris Pin No. Symbol Level Description 1 VSS 0V Ground 2 VDD 5V Supply voltage for logic 3 VO (Variable) Operating voltage for LCD 4 RS H/L H : Data, L : Instruction code 5 R/W H/L H : Read, L : Write 6 E H, H->L Chip Enable signal 7 DB0 H/L Data bit 0 8 DB1 H/L Data bit 1 9 DB2 H/L Data bit 2 10 DB3 H/L Data bit 3 11 DB4 H/L Data bit 4 12 DB5 H/L Data bit 5 13 DB6 H/L Data bit 6 14 DB7 H/L Data bit 7 15 A 4,2 4,6 V LED + 16 K 0V LED Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 34 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

2. Rangkaian Skematik Mikrokontroler dan LCD 16x2 +5V +5V +5V 2x16 LCD DB0DB1 DB2DB3 DB4DB5 DB6DB7 A KVSS VCC VEE RS RW E R1 5K D1 1N4001 PA.4PA.6PA.0PA.1PA.2PA.3 Gambar 9.2 Rangkaian Skematik LCD 3. Fungsi Register LCD Modul display LCD sudah dilengkapi dengan sebuah kontroler yang memiliki dua reg ister 8 bit yaitu instruction register (IR) dan data register (DR). IR menyimpan kode instruksi, seperti display clear, cursor shift dan informasi a ddress untuk display data RAM (DDRAM) dan character generator (CGRAM). RS R/W Operation 0 0 Menulis instruksi ke IR, seperti display clear, cursor shift 0 1 Membaca busy flag (DB7) dan address counter (DB0 s/d DB7) 1 0 Menulis data ke DDRAM atau CGRAM 1 1 Membaca data dari DDRAM atau CGRAM Busy Flag (BF) Busy flag = 1 saat kontroler sedang mengerjakan instruksi, selama instruksi ters ebut belum selesai dikerjakan, kontroler tidak akan menerima instruksi apapun. Ketika RS=0 dan R/W=1, busy flag mengeluarkan logika 1 pada DB7. Instruksi berikutnya akan siap diterima ketika busy flag = 0. Address Counter (AC) Address counter berisi address DDRAM dan CGRAM. Display Data RAM (DDRAM) DDRAM menyimpan data display dalam bentuk kode karakter 8 bit. Kapasitasnya adal ah 80 karakter. Berikut adalah posisi address DDRAM pada LCD 16x2 : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F Character Generator ROM (CGROM) CGROM akan menghasilkan karakter dengan format 5x8 dot atau 5x10 dot. Lihat tabe l Format Karakter CGROM Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 35 of 68 Batam Polytechnic Electrical Engineering

Character Generator RAM (CGRAM) Dengan CGRAM, user dapat membuat sendiri format karakter yang diinginkan. Untuk format 5x8 dot bisa dibuat 8 karakter, untuk format 5x10 dapat dibuat 4 karakter. Lihat tabel 4. Hubungan CGRAM Address, DDRAM dan Pola Karakter Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 36 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

5. Pola Karakter CGROM Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 37 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

6. Tabel Instruksi Instruksi Kode Instruksi DeskripsiRS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 Clear display 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Menghapus semua tampilan pada display Return home 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * Set DDRAM address ke 00h dan kembalikan cursor ke posisi awal. Isi DDRAM tidak berubah Entry mode set 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S Menentukan auto increment / decrement DDRAM address karakter atau cursor berikutnya yang akan ditulis ke display. Display ON/OFF control 0 0 0 0 0 0 1 D C B Set display (D), cursor (C), dan cursor blinking (B) ON/OFF Cursor or Display shift 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * Menentukan pergeseran display atau cursor serta menentukan arah pergeseran display Function set 0 0 0 0 1 DL N F * * Menentukan panjang data interface (DL: 8 atau 4 bit), jumlah baris (N: 1 atau 2 baris) dan tipe font (F: 5x10 atau 5x7 dot) Set CGRAM address 0 0 0 1 ACG Set CGRAM address Set DDRAM address 0 0 1 ADD Set DDRAM address Read Busy Flag and address 0 1 BF AC Mengetahui apakah LCD sedang mengerjakan instruksi atau tidak. Isi address counter juga dapat dibaca Write data to RAM 1 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Menulis data ke internal RAM (DDRAM/CGRAM) Read data from RAM 1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Membaca data dari internal RAM (DDRAM/CGRAM) I/D = 1 I/D = 0 : Increment : Decrement C = 1 C = 0 : Cursor ON : Cursor OFF R/L = 1 R/L = 0 : Right Shift : Left Shift F = 1 F = 0 : 5x7 dots : 5x10 dots S = 1 S = 0 : DisplayShift : No Display Shift B = 1 B = 0

: Blink ON : Blink OFF DL = 1 DL = 0 : 8 bits : 4 bits BF = 1 BF = 0 : Busy : Can Accept Data D = 1 D = 0 : Display ON : Display OFF S/C = 1 S/C = 0 : Display Shift : Cursor Move N = 1 N = 0 : 2 Lines : 1 Line ACG ADD : CGRAM Address : DDRAM Address Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 38 of 68 Batam Polytechnic Electrical Engineering

7. Inisialisasi LCD Power On Tunggu = 15 mS setelah VCC naik sampai 4,5V RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 * * * * Tunggu = 4,1 mS RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 * * * * Tunggu = 100 uS RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 * * * * BF belum bisa dicek sebelum instruksi ini Function Set (Interface 8 bit) BF belum bisa dicek sebelum instruksi ini Function Set (Interface 8 bit) BF belum bisa dicek sebelum instruksi ini Function Set (Interface 8 bit) RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 N F * * 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 I/ D S Inisialisasi selesai Interface 8 bit BF bisa dicek setelah instruksi-instruksi berikut. Jika BF tidak dicek, tundaan waktu tiap instruksi harus lebih lama dari waktu eksekusi instruksi. Function Set (Interface 8 bit) Display OFF Display Clear Entry Mode Set Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 39 of 68 Batam Polytechnic Electrical Engineering

Power On Tunggu = 15 mS setelah VCC naik sampai 4,5V RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 0 0 0 0 1 1 Tunggu = 4,1 mS RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 0 0 0 0 1 1 Tunggu = 100 uS RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 0 0 0 0 1 1 Power On Tunggu = 15 mS setelah VCC naik sampai 4,5V RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 0 0 0 0 1 1 Tunggu = 4,1 mS RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 0 0 0 0 1 1 Tunggu = 100 uS RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 0 0 0 0 1 1 BF belum bisa dicek sebelum instruksi ini Function Set (Interface 8 bit) BF belum bisa dicek sebelum instruksi ini Function Set (Interface 8 bit) BF belum bisa dicek sebelum instruksi ini Function Set (Interface 8 bit) RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 N F * * Inisialisasi selesai Interface 4 bit 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 I/D S BF bisa dicek setelah instruksi-instruksi berikut. Jika BF tidak dicek, tundaan waktu tiap instruksi harus lebih lama dari waktu eksekusi instruksi. Function Set (Interface 4 bit) Function Set (Interface 4 bit) Display OFF Display Clear Entry Mode Set Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 40 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

8. Contoh Program .include "m8535def.inc" .equ timer_value = 0xffca .equ timer_value100 = 0xfbaf .cseg.org 0x0000rjmp mainmain: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16ldi r16,0xff out ddra,r16rcall InitLCD Start: ldi r17,0x01rcall SLcd Loopx: ldi ZL,low(2*text) ldi ZH,high(2*text) rcall WM1LCD ldi ZL,low(2*text2) ldi ZH,high(2*text2) rcall WM2LCD end: rjmp Loopx;----------------------; Write Message to LCD;----------------------WM1LCD: ldi r17,0x80 ;1st line, 1st col rcall SLcd rjmp Wr1 WM2LCD: ldi r17,0xC0 rcall SLcd Wr1: clr r1 LoopWr1: lpm ;load program memory mov r19,r0 cpi r19,0 brne NextCHR ret NextCHR: rcall WLCD ;write character adiw ZL,1 ;get next char rjmp LoopWr1 ;----------------------; Inisialisasi LCD ;----------------------InitLCD: ldi r20,8LoopDelay: rcall delay5mS dec r20 cpi r20,0 brne LoopDelay ldi r17,0x03 ;Function set out PortA,r17sbi PortA,6 ;E=1cbi PortA,6 ;E=0rcall delay5mS Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 41 of 68


Batam Polytechnic

ldi r17,0x03 ;Function set out PortA,r17sbi PortA,6 ;E=1cbi PortA,6 ;E=0rcall delay100uS ldi r17,0x02 ;Function set:4 bit operation out PortA,r17sbi PortA,6 ;E=1 ; rcall delay100uScbi PortA,6 ;E=0 ldi r17,0x28 rcall SLcd ldi r17,0x08 rcall SLcd ldi r17,0x0C rcall SLcd ldi r17,0x01 rcall SLcd ldi r17,0x06 rcall SLcd ret ;Function set:4 bit op;2lines ;Turn Off LCD ;Turn On LCD ;Clear Display ;Entry mode set; Inc addr

;----------------------; Rutin kirim instruksi ;----------------------SLcd: mov r18,r17 andi r18,$F0 ;Get high nibble swap r18 out PortA,r18sbi PortA,6 ;E=1cbi PortA,6 ;E=0 ; mov r18,r17andi r18,$0F ;Get low nibble out PortA,r18sbi PortA,6 ;E=1cbi PortA,6 ;E=0rcall delay100uSret ;----------------------; Rutin kirim karakter ;----------------------WLcd: mov r18,r19 andi r18,$F0 ;Get high nibble swap r18 out PortA,r18sbi PortA,4 ;RS=1sbi PortA,6 ;E=1cbi PortA,6 ;E=0 ; mov r18,r19andi r18,$0F ;Get low nibble out PortA,r18 Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 42 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

sbi PortA,4 ;RS=1sbi PortA,6 ;E=1cbi PortA,6 ;E=0rcall delay100uSret ;----------------------; Rutin delay 5ms;----------------------delay5ms: ldi r16,0b00000100 out out out out TIMSK,r16ldi r16,high(timer_value) TCNT1H,r16ldi r16,low(timer_value) TCNT1L,r16ldi r16,0b00000101 TCCR1B,r16

loop: in r21,TIFRsbrs r21,TOV1rjmp loopldi r16,0b00000100 out TIFR,r16 ret ;----------------------; Rutin delay 100uS;----------------------delay100us: ldi r16,0b00000100 out out out out TIMSK,r16ldi r16,high(timer_value100) TCNT1H,r16ldi r16,low(timer_value100) TCNT1L,r16ldi r16,0b00000001 TCCR1B,r16

loop1: in r21,TIFRsbrs r21,TOV1rjmp loop1ldi r16,0b00000100 out TIFR,r16 ret ; "12345678901234567890" text: .db "Hello World",0 text2: .db "How Are You?",0 Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 43 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Catatan Tambahan : Register X, Register Y dan Register Z Register R26 R31 memiliki fungsi tambahan sebagai register serbaguna. Register-reg ister ini dapat berfungsi sebagai register 16 bit yang dapat menyimpan address pada operas i pemindahan data dalam mode indirect addressing. Fungsinya seperti register Data Pointer / DPTR pada MCS-51. Register 16 bit ini adalah register X, Y dan Z seperti gambar berikut : Gambar 9.3 Register X, Y dan Z LPM (Load Program Memory) Load 1 byte isi address yang ditunjukkan oleh register Z ke R0. Instruksi ini mi rip dengan instruksi mov A,@DPTR pada MCS-51. Contoh : ldi ldi lpm mov ZL,low(2*text) ; ZL=00h ZH,high(2*text) ; ZH=10h ; r0= H (Karakter H) r19,r0 ; r19= H

.org 1000h text: .db "Hello World",0 Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 44 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB X Pengendalian Motor DC 1. Motor DC Setiap arus yang mengalir melalui sebuah konduktor akan menimbulkan medan magnet . Arah medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kiri. Ibu jari tangan me nunjukkan arah aliran arus listrik sedangkan jari-jari yang lain menunjukkan arah medan ma gnet yang timbul, seperti yang ditunjukkan oleh gambar 10.1 berikut ini. Gambar 10.1 Kaidah Tangan Kiri Jika suatu konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan dalam sebuah medan ma gnet, kombinasi medan magnet akan ditunjukkan oleh gambar 10.2. Arah aliran arus listr ik dalam konduktor ditunjukkan dengan tanda x atau . . Tanda x menunjukkan arah arus listrik mengalir menjauhi pembaca gambar, tanda . menunjukkan arah arus listrik mengalir mendekati pembaca gambar. Gambar 10.2 Konduktor Berarus Listrik Dalam Medan Magnet Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 45 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Pada gambar sebelah kiri, arah medan magnet pada sisi atas yang dihasilkan oleh konduktor berlawanan dengan arah medan magnet yang dihasilkan oleh magnet perman en. Sementara pada sisi sebelah bawah, arah medan magnet yang dihasilkan oleh konduk tor searah dengan arah medan magnet yang dihasilkan oleh magnet permanen. Dengan kat a lain, pada sisi sebelah atas kerapatan fluks magnet lebih sedikit dari pada sisi sebel ah bawah. Sebuah gaya dorong akan menyebabkan konduktor bergerak ke sisi sebelah atas. Pada gambar sebelah kanan, arah medan magnet pada sisi atas yang dihasilkan oleh konduktor searah dengan arah medan magnet yang dihasilkan oleh magnet permanen. Sementara pada sisi sebelah bawah, arah medan magnet yang dihasilkan oleh konduk tor berlawanan dengan arah medan magnet yang dihasilkan oleh magnet permanen. Dengan kata lain, pada sisi sebelah bawah kerapatan fluks magnet lebih sedikit dari pada sis i sebelah atas. Sebuah gaya dorong akan menyebabkan konduktor bergerak ke sisi sebelah bawah. Pada sebuah motor dc, konduktor dibentuk menjadi sebuah loop sehingga ada dua bagian konduktor yang berada didalam medan magnet pada saat yang sama, seperti diperlihatkan pada gambar 10.3. Konfigurasi konduktor seperti ini akan menghasilkan distorsi pada medan magnet u tama dan menghasilkan gaya dorong pada masing-masing konduktor. Pada saat konduktor d i tempatkan pada rotor, gaya dorong yang timbul akan menyebabkan rotor berputar se arah dengan jarum jam, seperti diperlihatkan pada gambar 10.3. Gambar 10.3 Bergeraknya Sebuah Motor Sebuah cara lagi untuk menunjukkan hubungan antara arus listrik yang mengalir di dalam sebuah konduktor, medan magnet dan arah gerak, adalah kaidah tangan kanan untuk motor seperti yang diperlihatkan pada gambar 10.4. Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 46 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Gambar 10.4 Kaidah Tangan Kanan Untuk Motor Kaidah tangan kanan untuk motor menunjukkan arah arus yang mengalir didalam sebu ah konduktor yang berada dalam medan magnet. Jari tengah menunjukkan arah arus yang mengalir pada konduktor, jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet dan ibu jar i menunjukkan arah gaya putar. Adapun besarnya gaya yang bekerja pada konduktor te rsebut dapat dirumuskan dengan : F = B.L.I (Newton) Dimana : B = kerapatan fluks magnet (weber) L = panjang konduktor (meter) I = arus listrik ( ampere) Gambar 10.5 Konstruksi Dasar Motor DC Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 47 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Pada gambar 10.5 diatas tampak sebuah konstruksi dasar motor dc, pada gambar dia tas terlihat bahwa pada saat terminal motor diberi tegangan dc, maka arus elektron a kan mengalir melalui konduktor dari terminal negatif menuju ke terminal positif. Karena kondu ktor berada diantara medan magnet, maka akan timbul medan magnet juga pada konduktor yang ar ahnya seperti terlihat pada gambar 10.5 diatas. Arah garis gaya medan magnet yang diha silkan oleh magnet permanen adalah dari kutub utara menuju ke selatan. Sementara pada konduk tor yang dekat dengan kutub selatan, arah garis gaya magnet disisi sebelah bawah searah d engan garis gaya magnet permanen sedangkan di sisi sebelah atas arah garis gaya magnet berla wanan arah dengan garis gaya magnet permanen. Ini menyebabkan medan magnet disisi sebelah b awah lebih rapat daripada sisi sebelah atas. Dengan demikian konduktor akan terdorong ke arah atas. Sementara pada konduktor yang dekat dengan kutub utara, arah garis gaya magnet d isisi sebelah atas searah dengan garis gaya magnet permanen sedangkan di sisi sebelah bawah arah garis gaya magnet berlawanan arah dengan garis gaya magnet permanen. Ini menyeba bkan medan magnet disisi sebelah atas lebih rapat daripada sisi sebelah bawah. Dengan demikian konduktor akan terdorong ke arah bawah. Pada akhirnya konduktor akan membentuk g erakan berputar berlawanan dengan jarum jam seperti terlihat pada gambar 10.5 diatas. 2. Kendali Arah Putaran Gambar 10.6 Arah Putaran Motor DC Dari gambar 10.6 diatas, agar arah putaran motor dc berubah, maka polaritas tega ngan pada terminal motor harus dibalik. Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 48 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

IC1 BIT0 1 Anoda NC 1 R6 22 12 Katoda Kolektor 680 3 NC Emiter 4N25 IC2 BIT1 1 Anoda NC R7 2 3 680 Katoda Kolektor NC Emiter 4N25 11 2 2 M1 MOTOR DC Q1 TIP120 Q3 TIP120 Q2 TIP120 Q4 TIP120 11 2 2R1 10K 1 2 4 1 2R3 10K 1 122 R2 10K

11 2 2R4 10K +12V 5 6 5 +12V 4 6 +12V IC3 VCC 1 14 1A Vcc 2 13 BIT0 1B 4A 3 Q512 BIT1 1Y4B R54 11 1 2 BC548 2A4Y 125 10 2B3A 1K 6 9 2Y 3B 7 8 G 3Y 74LS00 Gambar 10.7 Rangkaian Driver Motor DC Tabel 10.1 Tabel Kebenaran Rangkaian Driver Motor DC Input Aksi Motor BIT 1 BIT 0 0 0 Berhenti

0 1 Berputar searah jarum jam 1 0 Berputar berlawanan arah jarum jam 1 1 Berhenti Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 49 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Contoh Program : .include "m8535def.inc" .org 0x0000 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16ldi r16,0xff out ddra,r16 Run: ldi r19,0b00000010 out PortA,r19rcall ldi r19,0b00000000 out PortA,r19rcall ldi r19,0b00000001 out PortA,r19rcall ldi r19,0b00000011 out PortA,r19rcall rjmp Run delay: ldi r20,0x10 dl1: ldi r21,0xff dl2: ldi r22,0xff dl3: dec r22 cpi dec cpi dec cpi ret r22,0x00brne dl3 r21 r21,0x00brne dl2 r20 r20,0x00brne dl1

delay delay delay delay


3. Kendali Kecepatan (PWM) Pulse Width Modulation (PWM) adalah sebuah cara memanipulasi lebar dari pulsa da lam perioda yang konstan untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. 20 % 50% 90 % Gambar 2.8 Sinyal PWM dengan Berbagai Duty Cycle Pada gambar 2.8 menunjukkan tiga sinyal PWM yang berbeda. Sinyal yang paling ata s menunjukkan sinyal PWM dengan duty cycle 10%. Artinya sinyal on selama 20% dari perioda sinyal dan off selama 80 % sisanya. Gambar yang lainnya menunjukkan sinyal denga n duty cycle 50% dan 90%. Ketiga sinyal PWM tersebut akan menghasilkan sinyal analog yang ber beda. Sebagai contoh jika supply tegangan sebesar 9V dan duty cycle 20%, maka menghasi lkan 1,8V. VS io vo 0 t1 T Gambar 2.9 Pulsa PWM t V = 1 VS oT V0 : Tegangan Output (Volt) VS : Tegangan Pulsa PWM (Volt) t1 : Perioda pulsa high (Secon) T : Periode pulsa (Secon) Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 51 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Contoh Program : .include "m8535def.inc" .equ timer_value1000 = 0xd4cd .org 0x0000 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out ldi out ldi out ldi out SPL,r16 r16,high(RAMEND) SPH,r16 r16,0xff ddra,r16 r16,0x00 PortA,r16

Loop: sbi PortA,0 ;Output Bit Pulse rcall Pulse cbi PortA,0 ;Output Bit Pulse rcall P_1mS rjmp Loop Pulse: ldi r16,0b00000001 ;No prescaling untuk timer1out TCCR1b,r16ldi r16,0b00000101 ; Presaling 1024 untuk timer0out TCCR0,r16ldi r16,0b00000101 ;Timer0&1 overflow in terrupt enableout TIMSK,r16ldi r16,high(timer_value1000) ;Nilai timer1 out TCNT1H,r16ldi r16,low(timer_value1000) ;Nilai timer1 out TCNT1L,r16ldi r18,$f6 ;Bilangan hex, $f6 = 0xf6out TCNT0,r18 ;Nilai timer0 P_300uS: in r17,TIFR ;Baca Timer Interrupt Flag Registersbrs r17,TOV0 ;Tunggu sa mpai timer0 overflow setrjmp P_300uS ldi r16,0b00000001 ;TOV0 dinolkan dg memberi logika 1out TIFR,r16 ret P_1mS: in r19,TIFR ;Baca Timer Interrupt Flag Registersbrs r19,TOV1 ;Tunggu sampai time r1 overflow setrjmp P_1mS ldi r16,0b00000100 ;TOV1 dinolkan dg memberi logika 1out TIFR,r16 ret Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 52 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Catatan Tambahan : Timer/Counter0 Control Register CS : Select bit Timer Interrupt Mask Register TIMSK TCCR0

Timer Interrupt Flag Register - TIFR Timer/Counter1 Control Register B TCCR1B Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 53 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic


BAB IX Motor Servo 1. Dasar Motor Servo Motor Servo terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, sebuah potensiometer , sebuah output shaft dan sebuah rangkaian kontrol elektronik. Biasanya, motor servo berbentuk kotak segi empat dengan sebuah output shaft moto r dan konektor dengan 3 kabel yaitu power, kontrol dan ground. Gear motor servo ada ya ng terbuat dari plastic, metal atau titanium. Didalam motor servo terdapat potensiometer ya ng digunakan sebagai sensor posisi. Potensiometer tersebut dihubungkan dengan output shaft un tuk mengetahui posisi aktual shaft. Ketika motor dc berputar, maka output shaft juga berputar dan sekaligus potensiometer. Rangkaian kontrol kemudian dapat membaca kondisi potensiometer tersebut ngetahui posisi aktual shaft. Jika posisinya sesuai dengan yang diinginkan, maka akan berhenti. Sudut operasi motor servo (Operating Angle) bervariasi tergantung jenis rvo. Ada 2 jenis motor servo yaitu : memutar untuk me motor dc motor se

Motor Servo Standard Yaitu motor servo yang mampu bergerak CW dan CCW dengan sudut operasi tertentu, misalnya 600, 900 atau 1800. Motor Servo Continuous Yaitu motor servo yang mampu bergerak CW dan CCW tanpa batasan sudut operasi (berputar secara kontinyu). Gambar 9.1 Konstruksi Motor Servo Sumber : http://www.servocity.com Motor servo dikendalikan dengan cara mengirimkan sebuah pulsa yang lebar pulsany a bervariasi. Pulsa tersebut dimasukkan melalui kabel kontrol motor servo. Sudut a tau posisi shaft motor servo akan diturunkan dari lebar pulsa. Biasanya lebar pulsanya antara 1.1 ms sampai 1.9 ms dengan periode pulsa sebesar 20 mS. Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 55 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Periode 20 ms Lebar Pulsa 1.1 ms (min) 1.9 (max) Lebar pulsa akan mengakibatkan perubahan posisi pada servo. Misalnya sebuah puls a 1.5 ms akan memutar motor pada posisi 900 (posisi netral). Agar posisi servo tetap pada posisi ini, maka pulsa harus terus diberikan pada servo. Jadi meskipun ada gaya yang melawan, ser vo akan tetap bertahan pada posisinya. Gaya maksimum servo tergantung dari rentang torsi servo. Lebar Pulsa 1.1 ms 00 900 Lebar Pulsa 1.5 ms Lebar Pulsa 1.9 ms 1800 Gambar 9.2 Lebar Pulsa dan Posisi Servo Ketika sebuah pulsa yang dikirim ke servo kurang dari 1.5 ms, servo akan berputa r counterclockwise menuju ke posisi tertentu dari posisi netral. Jika pulsa yang d ikirim lebih dari 1.5 ms, servo akan berputar clockwise menuju ke posisi tertentu dari posisi netral. Setiap servo memiliki spesifikasi lebar pulsa minimum dan maksimum sendiri-sendiri, tergantun g jenis dan merk servo. Umumnya antara 1.1 ms sampai 1.9 ms. Parameter lain yang berbeda antara servo satu dengan servo lainnya adalah kecepa tan servo untuk berubah dari posisi satu ke posisi lainnya (Operating Speed). Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 56 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Gambar 9.3 HSR-5995TG Ultra Torque Sumber : http://www.servocity.com Detailed Specifications Control System: +Pulse Width Control 1500usec Neutral Required Pulse: 3.3-7.4 Volt Peak to Peak Square Wave Operating Voltage Range: 4.8-7.4 Volts Operating Temperature Range: -20 to +60 Degree C (-68F to +140F) Operating Speed (6.0V): 0.15sec/60 degrees at no load Operating Speed (7.4V): 0.12sec/60 degrees at no load Stall Torque (6.0V): 333.29oz/in. (24kg.cm) Stall Torque (7.4V): 416.61oz/in. (30kg.cm) Standing Torque (6.0V): 433.27oz/in. (31.2kg.cm) 5 degree deflection Standing Torque (7.4V): 541.59oz/in. (39kg.cm) 5 degree deflection Operating Angle: 90 Deg. one side pulse traveling 400usec 360 Modifiable: Yes Direction: Clockwise/Pulse Traveling 1500 to 1900usec Idle Current Drain (6.0V): 3mA at stop Idle Current Drain (7.4V): 3mA at stop Current Drain (6.0V): 300mA/idle and 4.2 amps at lock/stall Current Drain (7.4V): 380mA/idle and 5.2 amps at lock/stall Dead Band Width: 2usec Motor Type: Coreless Metal Brush Potentiometer Drive: 6 Slider Indirect Drive Bearing Type: Dual Ball Bearing MR106 Gear Type: 4 Titanium Gears Connector Wire Length: 11.81" (300mm) Dimensions: 1.57" x 0.78"x 1.45" (40 x 20 x 37mm) Weight: 2.18oz (62g) Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 57 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

2. Kendali Posisi Untuk mengendalikan motor servo dapat digunakan 2 buah timer pada AVR yaitu : Timer 1 digunakan untuk menjaga agar periode pulsa PWM sebesar 20mS Timer 0 digunakan untuk menghasilkan lebar pulsa high untuk menentukan posisi se rvo Pada contoh program dibawah ini motor servo akan diberi pulsa high selama 1.5mS setiap 20mS sekali. Posisi motor servo ada di posisi netral / centre. .include "m8535def.inc" .equ timer_value20 = 0xf280 ;timer 20mS .equ timer_value = 0xc0 ;timer 1.5mS.org 0x0000 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out SPL,r16ldi r16,high(RAMEND) out SPH,r16sbi DDRD,5 ;PortD.5 as output ldi r16,25 Loop: sbi PortD,5 rcall Pulse cbi PortD,5 rcall P20mS dec r16 cpi r16,0brne Loop Stop: nop rjmp Stop ;----------------------------------------------------------; Generate pulse 1.5mS Servo position at centre;---------------------------------------------------------Pulse: ldi r16,0b00000011 ;Prescaling 64 untuk timer1out TCCR1b,r16ldi r16,0b00000101 ; Presaling 1024 untuk timer0out TCCR0,r16ldi r16,0b00000101 ;Timer0&1 overflow in terrupt enableout TIMSK,r16ldi r16,high(timer_value20) ;Nilai timer1 = 20mSout T CNT1H,r16ldi r16,low(timer_value20) ;Nilai timer1 out TCNT1L,r16ldi r18,0xf0 ;Bilangan hex, 0xf0 = timer 1.5 mSout TCNT0,r18 ;Nila i timer0 P_1500uS: in r17,TIFR ;Baca Timer Interrupt Flag Registersbrs r17,TOV0 ;Tunggu sampai time r0 overflow setrjmp P_1500uS ldi r16,0b00000001 ;TOV0 dinolkan dg memberi logika 1out TIFR,r16 ret P20mS:in r19,TIFR ;Baca Timer Interrupt Flag Registersbrs r19,TOV1 ;Tunggu sampa i timer1 overflow set Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 58 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

rjmp P20mS ldi r16,0b00000100 ;TOV1 dinolkan dg memberi logika 1out TIFR,r16 ret Catatan Tambahan : Timer/Counter1 Control Register B - TCCR1B Digunakan untuk mengatur mode timer, prescaler dan pilihan lainnya. CS12..10: Clock Select bits ; Tiga bit pemilih prescaler timer/counter 1 dan hubungannya dengan clock eksterna l pada pin T1. Contoh Program dilakukan setting sbb : ldi r16,0b00000011 ;enable Timer 1 with 64 prescalerout TCCR1B,r16 Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 59 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Timer/Counter0 Control Register CS02..00: Clock Select bits ;

TCCR0

Tiga bit pemilih prescaler timer/counter 0 dan hubungannya dengan clock eksterna l pada pin T0. Pada Contoh Program dilakukan setting sbb : ldi r16,0b00000100 ;Presaling 256 untuk timer0out TCCR0,r16 Perhitungan Timer Timer 1 menghasilkan 20 mS : TCNT=(1+FFFFh)-((Ttimer x fclk)/N) TCNT=10000h-((0.2 x 11059200)/64) TCNT=10000h-3456d TCNT=10000h-0D80h TCNT=F280h Timer 0 menghasilkan 1.5mS : TCNT=(1+FFh)-((Ttimer x fclk)/N) TCNT=100h-((0.0015 x 11059200)/256) TCNT=100h-64.8d TCNT=100h-40h TCNT=C0h Dimana TCNT : fclk : Ttimer : Nilai timer (Hex) Frekuensi clock (crystal) yang digunakan (Hz) : Waktu timer yang diinginkan (detik)

N : Prescaler (1, 8, 64, 256, 1024) Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 60 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB X Keypad 1. Konfigurasi Keypad Pada dasarnya keypad adalah sejumlah tombol yang disusun sedemikian rupa sehingg a membentuk susunan tombol angka dan beberapa menu lainnya. Berikut adalah contoh konfigurasi keypad 4x4 : Kolom1 Kolom2 Kolom3 Kolom4 Baris1 Baris2 Baris3 Baris4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0CAN ENT COR MEN Gambar 10.1 Konfigurasi Keypad 4x4 2. Cara Mengakses Keypad Berikut ini adalah cara menghubungkan keypad ke mikrokontroler : ATmega8535 PD.7 PD.6 PD.5 PD.4 PD.0 PD.1 PD.2 PD.3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0CAN ENT COR MEN B1 B2 B3 B4 K1 K2 K3 K4 Gambar 10.2 Menghubungkan Keypad ke Microkontroler Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 61 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Untuk mengetahui tombol mana yang ditekan maka kita harus melakukan proses scann ing pada keypad dengan langkah sebagai berikut : Langkah 1 : a. Set kondisi Port D = 11101111 b. Baca kondisi Port D : Jika PD.0 = 0 maka Tombol 1 ditekan Jika PD.1 = 0 maka Tombol 4 ditekan Jika PD.2 = 0 maka Tombol 7 ditekan Jika PD.3 = 0 maka Tombol CAN ditekan Langkah 2 : a. Set kondisi Port D = 11011111 b. Baca kondisi Port D : Jika PD.0 = 0 maka Tombol 2 ditekan Jika PD.1 = 0 maka Tombol 5 ditekan Jika PD.2 = 0 maka Tombol 8 ditekan Jika PD.3 = 0 maka Tombol 0 ditekan Langkah 3 : PD.4 PD.5 PD.6 PD.7 a. Set kondisi Port D = 10111111 b. Baca kondisi Port D : Jika PD.0 = 0 maka Tombol 3 ditekan Jika PD.1 = 0 maka Tombol 6 ditekan Jika PD.2 = 0 maka Tombol 9 ditekan Jika PD.3 = 0 maka Tombol ENT ditekan Langkah 4 : PD.4 PD.5 PD.6 PD.7 a. Set kondisi Port D = 01111111 b. Baca kondisi Port D : Jika PD.0 = 0 maka Tombol COR ditekan Jika PD.1 = 0 maka Tombol MEN ditekan Jika PD.2 = 0 maka Tombol UP ditekan Jika PD.3 = 0 maka Tombol DOWN ditekan Jika kondisi PD.0 ..PD.3 = 1 maka tidak ada penekanan tombol

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0CAN ENT COR MEN PD.4 PD.5 PD.6 PD.7 0 1 1 1 1 1 1 1 PD.0 PD.1 PD.2 PD.3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0CAN ENT COR MEN PD.4 PD.5 PD.6 PD.7 1 0 1 1 1 1 1 1 PD.0 PD.1 PD.2 PD.3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0CAN ENT COR MEN 1 1 0 1 1 1 1 1 PD.0 PD.1 PD.2 PD.3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0CAN ENT COR MEN 1 1 1 0 1 1 1 1 PD.0 PD.1

PD.2 PD.3 Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 62 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

Contoh Program : .include "m8535def.inc" .def temp =r22 .def dly =r23 .def dly1 =r24 .def Key =r25 .equ col1 =0b11101111 ;Column .equ col2 =0b11011111 ;Column .equ col3 =0b10111111 ;Column .equ col4 =0b01111111 ;Column .org 0x0000 rjmp main main: ldi r16,low(RAMEND) out out out ldi out

1 2 3 4

SPL,r16ldi r16,high(RAMEND) SPH,r16ldi r16,0xff ddra,r16 ;PortA as output r16,0xf0 ;PD[7:4]=output PD[3:0]=input ddrd,r16

loopx: rcall check_keys rjmp loopx ;------------------------; Check keypad sub routine ;------------------------check_keys: ldi temp,col1 ;Enable column1 out PORTD,temp rcall delay sbic PIND,PD0 ; Pressed key No1 ? rjmp key4 ; if Not, check next keyldi key,0x01 ; if yes... out PortA,keyret ; key=0x01 key4: sbic PIND,PD1 ; Pressed key No4 ? rjmp key7 ; if Not, check next keyldi key,0x04 ; if yes... out PortA,keyret ; key=0x04 key7: sbic PIND,PD2 ; Pressed key No7 ? rjmp keyCAN ; if Not, check next keyldi key,0x07 ; if yes... out PortA,keyret ; key=0x07 keyCAN: sbic PIND,PD3 ; Pressed key CAN ? rjmp key2 ; if Not, check next keyldi key,0x0A ; if yes... out PortA,keyret ; key=0x0A key2: ldi temp,col2 ; Disable the first column... out PORTD,temp ; and enable the secondrcall delay sbic PIND,PD0 ; Pressed key No2 ?


key5: key8: key0: key3: key6: key9: keyENT: keyCOR: keyMEN: rjmp key5ldi key,0x02out PortA,keyret sbic PIND,PD1rjmp key8ldi key,0x05out PortA,keyret sbic PIND,PD2rjmp key0ldi key,0x08out PortA,keyret sbic PIND,PD3rjmp key3ldi key,0x00out PortA,keyret ldi temp,col3out PORTD,temprcall delay sbic PIND,PD0rjmp key6ldi key,0x03out PortA,keyret sbic PIND,PD1rjmp key9ldi key,0x06out PortA,keyret sbic PIND,PD2rjmp keyENTldi key,0x09out PortA,keyret sbic PIND,PD3rjmp keyCORldi key,0x0Bout PortA,keyret ldi temp,col4out PORTD,temprcall delay sbic PIND,PD0rjmp keyMENldi key,0x0Cout PortA,keyret sbic PIND,PD1rjmp keyUPldi key,0x0Dout PortA,keyret ; if Not... ; if yes... ; key=0x02 ; Pressed key No5 ? ; if Not... ; if yes... ; key=0x05 ; Pressed key No8 ? ; if Not... ; if yes... ; key=0x08 ; Pressed key No0 ? ; if Not... ; if yes... ; key=0x00 ; Disable 2nd column... ; and enable the 3th ; Pressed key No3 ? ; if Not... ; if yes... ; key=0x03 ; Pressed key No6 ? ; if Not... ; if yes... ; key=0x06 ; Pressed key No9 ? ; if Not... ; if yes... ; key=0x09 ; Pressed key ENT ? ; if Not... ; if yes... ; key=0x0B ; ; Pressed key COR ? ; if Not... ; if yes... ; key=0x0C

; Pressed key MEN ? ; if Not... ; if yes... ; key=0x0D Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 64 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

keyUP: sbic PIND,PD2 ; Pressed key UP ? rjmp keyDW ; if Not... ldi key,0x0E ; if yes... out PortA,keyret ; key=0x0E keyDW: sbic PIND,PD3 ; Pressed key DOWN ? rjmp check_keys ; if Not... ldi key,0x0F ; if yes... out PortA,keyret ; key=0x0F ;-----------------------; Delay sub routine;-----------------------delay: ldi dly,0x10dl1: ldi dly1,0xffdl2: dec dly1 cpi dly1,0x00 brne dl2 dec dly cpi dly,0x00 brne dl1 ret Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 65 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic

BAB XI Serial USART 1. Inisialisasi USART Berikut register yang perlu disetting untuk mengatur komunikasi serial USART : UBRR (USART Baud Rate Register) UCSRB (USART Control and Status Register B) UCSRC (USART Control and Status Register C) UBRR Digunakan untuk menentukan baud rate USART. Rumus : UBRR = (fosc/16xbaudrate)-1 UCSRB Digunakan untuk mengaktifkan penerimaan dan pengiriman data USART RXEN : Jika di set 1 maka akan mengaktifkan penerimaan TXEN : Jika di set 1 maka akan mengaktifkan pengiriman RXCIE : Jika di set 1 maka akan mengaktifkan interupsi penerimaan UCSRC Digunakan untuk mengatur mode komunikasi USART URSEL : Jika di set 1 maka register UCSRC bisa diakses, sebab alamat register UC SRC dan UBRR sama UCSZ2..UCSZ0 : Menentukan ukuran karakter yang Jika UCSZ2..UCSZ0 = 000 maka ukuran karakter 5 Jika UCSZ2..UCSZ0 = 001 maka ukuran karakter 6 Jika UCSZ2..UCSZ0 = 010 maka ukuran karakter 7 Jika UCSZ2..UCSZ0 = 011 maka ukuran karakter 8 Jika UCSZ2..UCSZ0 = 100-110 tidak digunakan Jika UCSZ2..UCSZ0 = 111 maka ukuran karakter 9 Contoh inisialisasi USART : Basic AVR Tutorial by Hendawan Soebhakti Page 66 of 68 Electrical Engineering Batam Polytechnic dikirimkan. bit bit bit bit bit

.equ fclock =11059200 .equ baud_rate =19200 .equ ubbr_value =(fclock / (16*baud_rate)) - 1 init_usart: ldi temp,high(ubbr_value) out UBRRH,temp ldi temp,low(ubbr_value) out UBRRL,temp ldi temp,(1

Basic Avr Micro Controller Tutorial v3

Documents

Transcript of Basic Avr Micro Controller Tutorial v3