|
.... dari bagian 1 Waktu Siklus Instruksi
Clock dari oscilator masuk dimana rangkaian internal mikrokontroler akan membagi clock tersebut menjadi empat bagian yang tidak saling overlap. Satu siklus instruksi adalah waktu yang diperlukan untuk mengeksekusi sebuah instruksi, mulai dari pengambilan instuksi, mendekode, mengeksekusi hingga penulisan kembali pada register instruksi. Pada pic proses ini memerlukan 4 clock oscilator. Setiap sebuah instruksi selesai dieksekusi nilai PC akan dinaikkan 1, kecuali untuk instruksi percabangan. Jika kita menggunakan kristal 4 Mhz, PIC akan bekerja pada kecepatan 1 MHz. siklus instruksinya adalah 1 us. Selain dengan cara manual, perhitungan waktu instruksi dapat dilakukan dengan menggunakan simulasi menggunakan MPLAB SIM. Dengan cara ini kita dapat melihat waktu instruksi melalui jendela stop watch pada MPLAB SIM. Timer TMR0
Secara fisik, timer TMR0 merupakan sebuah register yang nilainya secara kontinyu ditingkatkan dari 00 s/d 255 dan terus berulang. Aplikasi timer cukup kompleks karena berhubungan dengan demensi nyata. Yaitu waktu dan variabel yang menyatakan status waktu di dalam mikrokontroler. PIC16F84 memiliki TMR0 8 bit. Jumlah bit ini menunjukkan nilai maksimum dari pencacahsn yang dapat dilakukan. Proses incremen pada TMR0 dibangkitkan oleh cloc oscilator. Frekuensi clock oscilator dapat di bagi dengan menggunakan prescaler untuk mendapatkan periode waktu yang lebih panjang. Nilai pembagi dapat diprogram melalui 3 bit pertama pada register OPTION. Seperti telah dijelaskan sebelumnya, prescaler juga bisa digunakan pada WDT. Cara penggunaannya adlah dengan mengatur bit PSA dalam register OPTION. Jika PSA = 0 berarti prescaler difungsikan untuk TMR0. jika PSA = 1, maka difungsikan untuk WDT. Interupsi
Interupsi respon langsung terhadap beberapa kejadian pada saat peristiwa itu terjadi tanpa mempedulikan apa yang sedang dikerjakan mikrokontroler saat itu. Secara umum interupsi akan menyela dan sesudah mengeksekusi subprogram interupsi, maka ia akan kembali melanjudkan pekerjaannya. Regsiter yang berfungsi untuk mengaktifkan interupsi adalah INTCON. 
Gambar 11. Register INCON PIC16F84A
Bit 0 = RBIF (portB change interrupt flag bit)
Bit ini menginformasikan perubahan status pada RB4 s/d RB7 pada portB
1 = terjadi perubahan status
0 = tidak terjadi perubahan status Bit 1 = INTF (INT extenal interrupt flag bit)
Bit ini akan di set jika terjadi interupsi eksternal. Jika suatu sisi sinyal yang terdefinisi dalam bit INTEDG (pada reg OPTION) terdeteksi pada bin RB0/INT, maka bit INTF akan diset, dan harus dibersihkan agar intrupsi berikutnya dapat terdeteksi lagi.
1 = terjadi interupsi eksternal
0 = tidak terjadi interupsi Bit 2 = TOIF (TMR0 overflow interrupt flag bit)
Bit ini mendeteksi jika terjadi overflow pada TMR0
1 = terjadi overflow
0 = tidak terjadi oveflow Bit 3 = RBIE (PortB change interrup enable bit)
RBIE akan menentukan apakah suatu interupsi saat terjadi perubahan status pad pin RB4 s/d RB7 diizinkan atau tidak.
1 = interupsi diizinkan
0 = interupsi tidak diizinkan Bit 4 = INTE (INT external interrupt enable bit)
INTE menentukan apkah interupsi eksternal diizinkan atau tidak
1 = interupsi diizinkan
0 = interupsi tidak diinginkan Bit5 = TOIE (TMR0 overflow interrupt enable bit)
TOIE ini menentukan apakah suatu interupsi salama TMR0 overflow diizinkan atau tidak
1 = interupsi diizinkan
0 = interupsi tidak diizinkan Bit 6 = EEIE (EEPROM write complete intrrupt enable bit)
EEIE menentukan apakah interupsi pada saat akhir penulisan EEPROM diizinkan atau tidak.
1 = interupsi diizinkan
0 = interupsi tidakk diingikan Bit 7 = GIE (global interrupt enable bit)
GIE akan menentukan semua jenis interupsi dibolehkan atau tidak sama sekali.
1 = semua interupsi diizinkan
0 = interupsi tidak diizinkan
Sumber-sumber Intrupsi Interupsi Eksternal pada Pin RB0/INT
Interrupsi eksternal pada pin RB0/INT dipicu oleh sisi naik (jika bit INTEDG = 1) atau sisi turun (INTEDG = 0). Ketika perubahan sinyal yang diizinkan terjadi pada pin ini, bit INTF pada register INTCON akan diset. Bit INTF harus direset dalam rutin interupsi, sehingga interupsi tidak terjadi berulang kembali ke program yang sama. Interupsi dapat dihentikan dengan mereset bit INTE pada reg INTCON. Interupsi selama TMR0 Overflow
Overflow pada TMR0 akan menetapkan bit TOIF. Interupsi ini sangat penting karena banyak persoalan yang dapat datasi menggunakan interupsi ini. Contohnya adalah pengukuran waktu. Jika kita tahu waktu yang dibutuhkan counter untuk menyelesaikan satu siklus pencacah dari 00h – FFh, maka cacahan interupsi dikalikan dengan waktu tersebut akan menghasilkan total waktu yang telah terlewati. Dalam rutin interupsi beberapa variabel di incremenkan didalam memori RAM, nilai variabel tersebut kemudian dikalikan dengan waktu 1 siklus counter sehingga menghasilkan total waktu yan dilewati. Interupsi ini dapat dilakukan dengan mengaktifkan bit TOIE pada reg. INTCON. Interupsi selama perubahan status pada pin RB4 s/d RB7
Perubahan sinyal input pada port B akan menetapkan bit RBIF. Keempat pin tersebut dapat menyebabkan interupsi ketika status tersebut berubah dari 0 ke 1 atau sebaliknya. Agar pin-pin ini sensitif terhadap perubahan ini, maka mereka harus didefinisikan sebagai input. Jika ada yang difefinisikan sebagai output maka ia tidak akan merasakan terjadinya perubahan status. Interupsi pada pin-pin ini dapat diaktifkan dengan mengatur bit RBIE pada reg INTCON. Interupsi saat penulisan EEPROM selesai
Penulisan satu lokasi EEPROM memerlukan waktu sekitar 10 ms. Penulisan tersebut tidak memdapatkan perhatian penuh dari CPU. Oleh karena itu, mekanisme interupsi digunakan agar mikrokontroler diizinkan untuk melanjudkan perkerjaan, sementara proses penulisan EEPROM tetap berlangsung. Jika penulisan telah selesai, interupsi akan mengimformasikan pada CPU bahwa penulisan EEPRO telah selesai. Bit EEIF pada register EECON1 akan diset saat selesai penulisan selesai.
Memori Data EEPROM EEPROM berkapasitas 64 byte dan berada pada lokasi 00h – 63h. register yang dapat mengakses register ini adalah:
1. EEDATA (08h), yang memegang data saat pembacaan dan penuliasan dilakukan.
2. EEADR (09H), berisi alamat EEPROM yang sedang diakses
3. EECON1 (88H), berisi bit-bit kendali
4. EECON2 (89h), digunakan unutk menjaga kesalahan penulisan pada EEPROM. Register EECON1 Merupakan register kendali yang memiliki 5 bit saja, sedangkan 3 bit lainnya tidak digunakan. Gambar 12. Register EECON1 PIC16F84A Bit 0 : RD (read control bit)
Penetapan nilai pada bit ini akan menginisialisaikan tranfer data dari alamat yang didefinisikan EEADR ke reg EEDAT. Data dari EEDATA dapat langsung digunakan oleh instruksi berikutnya karena waktu tidak menjadi masalah dalam proses pembacaan.
1 = inisialisasi pembacaan data EEPROM
0 = tidak menginisialisasikan pembacaan Bit 1 : WR (write control bit)
Penetapan nilai pada bit ini akan menginisialisasikan siklus penulisan data pada memori eksternal.
1 = siklus penulisan sedang dilaksanakan
0 = siklus penulisan data selesai Bit 2 : WREN (EEPROM write enable bit)
Jika bit ini di set, penulisan ke EEPROM diperbolehkan. Jika clear mikrokontroler tidak akan mengizinkan penulisan ke EEPROM.
1 = Penulisan EEPROM diizinkan
0 = penulisan EEPROM tidak diizinkan Bit 3 : WRERR (write EEPROM error flag bit)
Bit ini akan mendeteksi terjadinya error pada proses penulisan
1 = terjadi error
0 = tidak terjadi error Bit 4 : EEIF (EEPROM write operation interrupt bit)
Bit ini digunakan untuk membritahukan bahwa penulisan EEPROM telah selesai. Jika telah selesai penulisan maka bit ini akan diset secara otomatis. Program harus meng-clearkan bit ini agar akhir dari proses penulisa yang baru dapat dideteksi.
1 = Penulisan EEPROM selesai
0 = penulisan EEPROM belum selesai atau belum dimulai
RESET Reset digunakan agar mikrokontroler dapat dikembalikan pada kondisi awal. Pada kondisi tertentu mikrokontroler dapat memasuki kondisi tak tentu akibat terjebak dalam suatu loop atau sebab lain. Reset tidak hanya digunakan untuk keluar dari kondisi tertentu, tapi juga sering digunakan pada proses pengembangan sistem. Bila saat anda menyalakan PIC, dan program tidak berjalan, mungkin anda perlu meresetnya terlebih dahulu. Terdapat beberapa sumber reset: Reset saat power ON (POR) Reset pada saat operasi normal sedang dijalankan akibat pin MCLR/Vpp berlogika rendah. Pin MCLR merupakan pin aktif rendah yang dapat menyebabkan terjadinya reset jika berlogika 0. untuk mencegah agar tidak terjadinya reset pada saat yang tidak diinginkan, maka perlu ditambahkan resistor pull-up ke Vdd. Resistor pull-up ini digunakan untuk menjaga pinMCLR/Vpp berlogika 1. besarnya nilai resistor ini sebaiknya antara 5 kOomh da 10 kohm. Reset selama mode SLEEP Reset saat WDT overflow ketika operasi normal sedang berlangsung Reset saat WDT overflow selama mode SLEEP
Mode SLEEP Mode SLEEP adalah salah satu fasilitas pada PIC16F84 yang digunakan untuk menghemat daya. Pada mode ini PIC hanya akan menggunakan arus beberapa uAmper. Mode ini dapat diaktifkan saat program mengeksekusi instruksi SLEEP. PIC16F84 dapat dibangunkan dari mode SLEEP oleh kondisi-kondisi berikut:
PORT
Pic16f84 memiliki 2 port yaitu port A (5 I/O) dan port B ( 8 I/0). Ada beberapa pin yangmempunyai fungsi khusus: RA4/TOCKI
Selain sebagai I/O biasa pin ini juga perfungsi sebagai masukan clock eksternal untuk TMR0. jika pin RA yang lain memiliki level input TTL dan tipr output penggerak CMOS, maka RA4 mimiliki buffer input Schitt Trigger dan output open drain. RB7 s/d RB4
Keempat pin tersebut dapat digunakan untuk jalur masukan jika terjadinya interupsi. Tapi hanya pin-pin yang dikonfigurasikan sebagai input yang akan terpengaruh untukmembangkitkan inetrupsi. RB7 dan RB6 juga berfungsi sebagai jalur data dan clock serial pada mode pemrograman. Semua pin pada port B memiliki resistor pull-up internal yang dapat diaktifkan menggunakan software, yakni dengan mengatur bit RBPU (OPTION.7) RB0/INT
Pin ini dapat digunakan untuk jalur interupsi eksternal. Jika pin ini digunakan untuk input interupsi eksternal, pin ini akan memiliki buffer tiper Schemitt trigger.
Pengarah Aliran Program Instruksi-instruksi PIC16F84 juga dapat dikelompokan berdasarkan media opersainya: Instruksi literal dan kontrol
Simbol ‘ k ‘ pada intruksi literal dan kontrol menunjukkan suatu nilai literal, suatu nilai konstanta dan label Instruksi berorientasi byte
Untuk instruksi berorientasi byte, ‘ f ‘ menunjukan suatu register file dan ‘ d ‘ menunjukan suatu tujuan yang merupakan lokasi untuk menyimpan hasil operasi. Apabila ‘ d = 0 ‘ hasil operasi akan ditempatkan pada register ‘ W ‘, jika ‘ d = 1’ hasil operasi akan diletakkan pada register file yang bersangkutan. Insturksi berorientasi bit
Pada instruksi ini, ‘ b ‘ menunjukkan area bit (lokal bit) yang dijadika objek operasi tersebut. Sedangkan ‘ f ‘ tetap menunjukkan register file tempat bit tersebut berada.
Simbol-simbol dalam penulisan program adalah sbb:
f register file W register kerja (work) sebagai Accumulator b alamat bit k area literal, konstanta atau label x don’t care d tujuan
d = 0 , hasil operasi diletakkan di register W
d = 1 , hasil operasi ditempatkan di register f label nama suatu bagian program TOS Top of Stack PC program counter
Instruksi - instruksi Mikrokontroler PIC16F84A
Mikrokontroler adalah suatu ic yang dapat diprogram untuk mengontrol suatu alat, sehingga unjuk kerjanya dapat diubah dengan hanya mengubah program (software) yang ada didalamnya. Program tersebut berwujud kode - kode biner “1” dan “0” dan umumnya terbagi atas dua bagian, yaitu operasi menggunakan kombinasi bit yang berbeda. Bagian ini biasanya disebut dengan kode operasi (operation code = op code). Bagian kedua adalah operand yang memberitahukan CPU mikrokontroler dimana data harus disimpan atau dicari, atau menunjukkan operasi yang akan dilaksanakan. Namun tidak mungkin bagi pembuat program untuk mengingat deretan angka “1” dan “0” untuk membuat suatu program. Untuk memudahkan membuat program maka dibuatlah suatu mnemonic. Bahasa rakitan (assembly language) adalah contoh bahasa tingkat rendah yang menggunakan mnemonic sebagai pengganti angka biner. Setiap mikrokontroler memiliki bahasa assembler yang berbeda, untuk mikrokontroler PIC16F84A menggunakan bahasa microchip assembler. Mikrokontroler PIC16F84A hanya dapat diisi dengan program yang disimpan dalam format “nama_file.hex”. Untuk mengubah program bahasa assembler diperlukan suatu program yang dapat mengkompilasi format “nama_file.asm” menjadi “nama_file.hex”. Microchip Inc selaku produsen mikrokontroler PIC16F84A telah menyediakan perangkat lunak (software program) berbasis Windows bernama Microchip MPLAB. MPLAB IDE yang digunakan oleh penulis dalam tugas akhir ini adalah versi 5.20, software program ini telah memiliki editor teks, kompiler program dan simulasi program sebelum diisikan ke mikrokontroler. Karena mikrokontroler PIC16F84A tergolong mikrokontroler tipe RISC, sehingga instruksi yang digunakan relatif lebih sedikit, hanya 35 instruksi. Instruski-instruksi tersebut terdiri atas : A. Transfer data
Transfer data dalam mikrokontroler PIC16F84A dilakukan antara register kerja “W” (Working register) dan register file f (baik GPR maupun SFR). Instruksi ini digunakan untuk memindahkan data antar register. Instruksi yang termasuk dalam transfer data, yaitu : 1. movlw = Move constant to W
digunakan untuk memindahkan nilai literal ke register W artinya kita dapat memuati register W dengan nilai tertentu.
Operasi : Movlw k
Contoh : movlw 02h : isi reg W dangan nilai 02h 2. movwf = Move W to f
untuk mengkopi isi reg W ke reg f
operasi : movwf f
contoh : movwf temp : isi reg W ke reg temp 3. movf = Move f to d
untuk mengkopi isi reg f ke reg W jika d = 0 atau ke reg f jika d = 1
operasi : movf f,d
contoh : movf temp,0 : kopikan isi reg temp ke reg w karna d = 0 4. clrw = Clear W
mereset reg W atau nilai reg W = 0
operasi : clrw
cohtoh : clrw : isi reg W dengan 00h 5. clrf = Clear f
mereset reg f atau nilai reg f = 0
operasi : clrf f
contoh : clrf temp : isi reg temp dengan 00h 6. Swapf = Swap nibble of f
Digunakan untuk menukar nible atas dan nible bawah pada reg f dan hasilnya diletakkan di reg tujuan ‘d ‘. Jika d = 0 maka hasil disimpan di reg f dan jika d = 0 maka hasil disimpan di reg W.
Operasi : swapf f,d
Contoh : swapf temp,0 : tukar nible atas dengan nible bawah isi reg temp dan hasil di simpan di reg W B. Operasi aritmatika dan logika
Mikrokontroler PIC16F84A hanya mengenal operasi aritmatika berupa penjumlahan dan pengurangan. Hasil dari operasi ini adalah perubahan bendera bit C, DC, dan Z yang ada pada register STATUS. Instruksi logika yang dapat dilakukan oleh mikrokontroler ini diantaranya operasi AND, OR, XOR maupun rotasi. Instruksi yang termasuk dalam golongan ini, yaitu : 1. addlw = Add literal and W
digunakan untuk menjumlahkan suatu literal atau konstanta dengan isi reg W. dan hasilnya disimpan di reg W.
operari : addlk k
contoh : addlk num : is reg num + isi reg W dan hasilnya disimpan di reg W 2. addwf = Add f and W
digunakan untuk menjumlahkan isi reg W dengan isi reg f, hasilnya disimpan di tujuan.
Operasi ; addwf f,d
Contoh : addwf num,1 : isi reg num + isi reg W dan hasilnya disimpan di reg num 3. sublw = Subtract W from literal
mengurangkan isi reg W dengan literal atu konstanta , hasilnya disimpan di reg W
operasi : sublw k
contoh : sublw 08h : kurangkan isi reg Wdengan kontanta 08h, hasilnya disimpan di reg W 4. subwf = Subtract W from f
mengurangkan isi reg W dengan isi reg f, hasilnya disimpan di reg tujuan ‘d ‘
operasi : subwf f,d
contoh : subwf num,0 : isi reg W – reg num, hasilnya disimpan di reg W 5. andlw = And literal with W
AND-kan niali literal dengan isi reg W, haslnya disimpan di reg W
Operasi ; andlw k
Contoh : andlw A0h : nilai A0h di AND-kan dengan isi reg W. disimpan di reg W 6. andwf = And W with f
meng-AND-kan isi reg W dengan isi reg f. hasil disimpan di reg tujuan ‘d ‘
operasi : andwf f,d
contoh : andwf log,0 : isi reg log di AND kan dengan isi reg W, hasil disimpan di reg W 7. iorlw = Inclusive OR W with literal
meng-OR-kan isi reg W dengan nilai literal ‘ k ‘. Hasilnya disimpan di reg W
operasi : iorlw k
contoh : iorlw AAh : isi reg W di OR kan dengan data AAH. Hasilnya disimpan di reg W 8. iorwf = Inclusive OR W with f
meng-OR-ka isi reg W dengan reg f, hasilnya disimpan di reg tujuan
operasi ; iorwf f,d
contoh : iorwf log,1 : isi reg W di OR kan dengan isi reg log, disimpan di reg log. 9. xorlw = Exclusive OR W with literal k
meng-XOR-kan isi reg W dengan nilai literal k, hasil disimpan di reg W
operasi : xorlw k
contoh : xorlw 34h : isi reg W di XOR kan dengan data 34h, disimpan di reg W 10. xorwf = Exclusive OR W with f
meng-XOR-kan isi reg W dangan isi reg f, hasil disimpan di reg tujuan
operasi : xorwf f,d
contoh : xorwf log,0 : isi reg W di XOR kan dengan isi reg log, hasil dismpan di reg W 11. incf = Increment f
digunakan untukmenaikkan 1 data reg f, hasilnya disimpan di reg tujuan d
operasi : incf f,d
contoh : incf count,1 : naikkan 1 isi reg count, hasil disimpan di reg count 12. decf = Decrement f
digunakan untuk mengurngkan 1 dat reg f, hasilnya di simpan di reg tujuan d
operasi : decf f,d
contoh : decf count,0 : turunkan 1 isi reg count, hasil disimpan di reg W. 13. rlf = Rotate Left f
digunakan untuk menggeser kekiri isi reg f. hasil disimpan di reg tujuan d 
operasi : rlf f,d
contoh : rlf temp,0 : geser kekiri data reg temp, hasil disimpan di reg W 14. rrf = Rotate Right f
digunakn untuk menggeser kekanan isi reg f, hasil disimpan di reg tujuan d 
operasi : rrf f,d
contoh : rrf temp,1 : geser kekanan data reg temp, hasil disimpan di reg temp 15. comf = Complement f
digunakan untuk mengkomplemenkan isi reg f, hasil disimpan di reg tujuan d
operasi ; comf f,d
contoh : comf temp,0 : komplemenkan isi reg temp, hasil disimpan di reg W C. Operasi bit
Operasi bit dilakukan dengan instruksi BCF atau BSF, instruksi ini digunakan untuk menetapkan atau menghapus suatu bit dalam sebuah register. Instruksi yang termasuk dalam golongan ini, yaitu : 1. bcf = Bit Clear f
digunakan untuk meng-clear-kan bit reg f,
operasi : bcf f,b
cohtoh : bcf buff,4 : bit ke 4 dari reg buff di clear kan 2. bsf = Bit Set f
digunakan untuk mengset bit pada reg f
operasi : bsf f,b
contoh : bsf buff,3 : bit ke 3 dari reg buff di set
D. Operasi pengarah aliran data
1. btfsc = Bit Test f, Skip if Clear
digunakan untuk menguji logika suatu bit pada reg f. jika hasilnya 0, maka instruksi selanjudnya dilompati. Jiak hasilnya 1, maka insrtuksi selanjudnya di eksekusi.
Operasi ; btfsc f,b
Contoh ; btfsc num,3 : cek bit3 pada reg num, jika nol lompati instruksi berikutnya. 2. btfss = Bit Test f, Skip if Set
digunakan untuk memeriksa bit pada reg f. jika 1 lompati instruksi selanjutnya, jika 0 eksekusi instruksi selanjudnya.
Operasi ; btfss f,b
Contoh : btfss num,3 : cek bit ke 3 reg num. jika 1 lompati instruksi selanjudnya. 3. decfsz = Decrement f, Skip if Zero
digunakan untuk melakukan decremen reg f. kemudian memeriksa hasilnya. Jika 0 instruksi berikutnya dilompati. Hasil disimpan di rek tujuan d.
operasi ; decfsz f,d
contoh : decfsz num,0 :decremenkan isi reg num, hasil di simpan di reg W.
Jika hasilnya 0 lompati instruksi selanjutnya 4. infsz = Incement f, Skip if Zero
digunakan untuk melakukan incremen reg f. kemudian memeriksa hasilnya. Jika 0 instruksi berikutnya dilompati. Hasil disimpan di rek tujuan d.
operasi ; incfsz f,d
contoh : incfsz num,0 : decremenka isi reg num, hasil di simpan di reg W.
Jika hasilnya 0 lompati instruksi selanjudnya 5. goto = Go to address
digunakan untuk mengarahkan program kesuatu alamat tertentu
operasi : goto k
contoh : goto label/0x12 : menuju label atau alamat 0x12 6. call = Call subroutine
digunakan untuk memanggil suatu subrutine
operasi : call k
contoh : call tunda : memanggil subrutine tunda 7. return = Return from subroutine
digunakan untuk kembali dari subrutin ke program utama.
Operasi : return
Contoh : return 8. retlw = Return with literal
digunakan untuk kembali dari subrutin ke program utama, tapi reg W di isikan
data dari literal yang menyertainya.
Operasi : retlw k
Contoh : retlw o2h : 9. retfie = Return from interrupt
digunakan untuk kembali dari rutin interup.
Operasi : retfie
Contoh ; retfie E. Instruksi - instruksi lain 1. nop = No operation 2. clrwdt = Clear Watch Dog Timer
digunakan untuk mereset WDT. Saat WDT di-enablekan, WDT harus direset sebelum mencapai overflow, agar mikrokontroler tidak reset
operasi : clrwdt
contoh : clrwdt 3. sleep = Go to Standby mode or Sleep
digunakan untuk membawa mikrokontroler ke keadaan stanby
operasi : sleep
contoh : sleep 
--END--
|
