Pengertian Mikrokontroler, Fungsi, Cara Kerja, dan Jenisnya

Pengertian Mikrokontroler

Teknologi komputer terus berkembang pesat, dari raksasa di masa lalu hingga perangkat mungil yang dapat dibawa ke mana pun. Salah satu hasil evolusi ini adalah mikrokontroler, komputer mini yang dikemas dalam chip IC (Integrated Circuit).

Mikrokontroler ibarat otak bagi suatu perangkat. Ia menerima sinyal dari sensor (informasi dari lingkungan), mengolahnya, dan menghasilkan sinyal output untuk aktuator (melakukan tindakan di lingkungan).

Mirip komputer, mikrokontroler memiliki CPU, memori (RAM dan ROM), serta perangkat I/O yang dapat diprogram. Kecepatannya memang lebih rendah (1-16 MHz) dibandingkan komputer (GHz), begitu pula memorinya (Kbytes).

Meskipun begitu, mikrokontroler ideal untuk perangkat sederhana yang tidak memerlukan komputasi tinggi. Ukurannya yang kecil membuatnya mudah diintegrasikan ke berbagai perangkat.

Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil yang terintegrasi dalam satu chip IC (Integrated Circuit). Ia dirancang untuk melakukan tugas atau operasi tertentu, seperti menerima sinyal input, mengolahnya, dan kemudian memberikan sinyal output sesuai dengan program yang telah diisikan ke mikrokontroler tersebut.

Sebagai contoh, bayangkan ketika Anda  mulai belajar membaca dan menulis,  Anda dapat membaca semua jenis kalimat, seperti buku, cerita pendek, artikel, dan  sebaliknya. Demikian pula, jika Anda dapat membaca dan menulis data, Anda dapat menulis program untuk membuat  sistem kontrol otomatis menggunakan mikrokontroler favorit Anda.

Fungsi Mikrokontroler

Perangkat atau sistem yang menggunakan mikrokontroler sebagai pengolah data disebut embedded system atau dedicated system.

Embedded system adalah pengendali yang tertanam dalam suatu sistem atau perangkat, seperti mikrokontroler pada printer yang berfungsi untuk menerima data dan mencetaknya.

Dedicated system adalah pengendali yang dirancang khusus untuk fungsi tertentu, seperti pada mesin cuci yang hanya berfungsi untuk mengendalikan proses pencucian.

Mikrokontroler memiliki berbagai fungsi, di antaranya:

• Timer atau pewaktu: untuk mengukur waktu atau menentukan interval waktu tertentu.
• Pembangkit osilasi: untuk menghasilkan sinyal periodik dengan frekuensi tertentu.
• Flip-flop: untuk menyimpan data biner (0 atau 1).
• ADC (Analog to Digital Converter): untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital.
• Counter atau penghitung: untuk menghitung jumlah pulsa atau peristiwa.
• Decoder dan encoder: untuk mengubah data dari satu format ke format lain.

Mikrokontroler ibarat otak mini yang serbaguna dan dapat diprogram untuk berbagai fungsi. Kemampuannya yang beragam menjadikannya elemen penting dalam berbagai perangkat elektronik di era modern.

Struktur Mikrokontroler

Struktur mikrokontroler bagaikan miniatur komputer, lengkap dengan CPU, memori, port I/O, dan berbagai fungsi lainnya. Mari kita telusuri lebih dalam komponen-komponen penting ini:

• CPU: Otak mikrokontroler yang bertugas mengambil, menerjemahkan, dan mengeksekusi instruksi. CPU menghubungkan semua bagian mikrokontroler dan menjadi pusat operasinya.
• Memori: Menyimpan data dan program, sama seperti pada komputer. Mikrokontroler memiliki RAM dan ROM (EEPROM, EPROM, flash) untuk menyimpan kode sumber program.
• Port I/O: Jembatan penghubung mikrokontroler dengan berbagai perangkat eksternal seperti LCD, LED, printer, dan memori. Tersedia port paralel dan serial untuk kemudahan interkoneksi.
• Timer dan Counter: Berfungsi untuk pengaturan waktu dan penghitungan. Mikrokontroler biasanya memiliki lebih dari satu timer dan counter untuk berbagai keperluan, seperti fungsi jam, modulasi, pengukuran frekuensi, dan penghitungan pulsa eksternal.
• ADC (Analog to Digital Converter): Mengubah sinyal analog (misalnya dari sensor) menjadi bentuk digital yang dapat diolah oleh mikrokontroler.
• DAC (Digital to Analog Converter): Melakukan kebalikan dari ADC, yaitu mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog untuk keperluan tertentu.
• Kontrol Interupsi: Menyediakan penundaan (interupsi) pada program kerja. Interupsi dapat berasal dari sumber eksternal (pin interrupt) atau internal (instruksi interupsi selama pemrograman).
• Blok Fungsi Khusus: Pada mikrokontroler tertentu yang dirancang untuk aplikasi khusus (misalnya robotika), terdapat port tambahan untuk operasi khusus yang disebut Blok Fungsi Khusus.

Cara Kerja Mikrokontroler