Pengertian Mikrokontroler Beserta Fitur, Aplikasi, & Pemrogramannya

Pengertian Mikrokontroler

Seiring berjalannya waktu, kebutuhan akan fitur seperti komputer akan semakin meningkat, menciptakan terobosan-terobosan baru. Salah satunya adalah pembuatan chip mikrokontroler. Mikrokontroler adalah  sistem komputer yang bekerja pada sebuah chip. Ini termasuk inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan Input / utput O. 

Dengan kata lain, mikrokontroler adalah perangkat elektronik digital dengan input, output, dan kontrol dengan program yang dapat ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Operasi sebenarnya dari mikrokontroler adalah untuk membaca dan menulis data. 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. 

Mikrokontroler adalah komputer pada chip yang digunakan untuk mengontrol perangkat elektronik,  menekankan efisiensi dan efektivitas biaya. Ini secara harfiah dapat digambarkan sebagai "pengendali kecil", mengurangi / meminimalkan sistem elektronik yang sebelumnya membutuhkan banyak komponen pendukung seperti IC, TTL dan CMOS, dan pada akhirnya memusatkan dan mengendalikannya. 

Mikrokontroler  digunakan dalam produk dan perangkat yang dikontrol secara otomatis. Sistem kontrol mesin, remote control, peralatan kantor, peralatan rumah tangga, mesin berat, mainan, dll. Dengan  mikrokontroler ini, sistem elektronik akan:

• Menjadi lebih cepat.
• Sebagian besar  sistem adalah perangkat lunak dan mudah diubah, mempercepat desain sistem elektronik. 
• Sistem yang ringkas memudahkan pemecahan masalah. 

Namun mikrokontroler tidak dapat sepenuhnya mengurangi komponen IC TTL dan CMOS yang  masih sering dibutuhkan untuk aplikasi berkecepatan tinggi, atau sekedar menambah jumlah saluran input/output (I/O). Dengan kata lain, mikrokontroler memiliki komputer versi mini atau mikro. Ini karena mikrokontroler sudah menyertakan beberapa periferal yang tersedia secara langsung, seperti: B. Antarmuka paralel, antarmuka serial, komparator, konversi digital-ke-analog (DAC), konversi analog-ke-digital, dll., hanya sistem. Minimum yang tidak rumit atau kompleks. 

Mikrokontroler memerlukan komponen eksternal agar dapat berfungsi. Ini disebut sistem minimal. Membuat sistem minimal membutuhkan sistem clock dan reset, tetapi beberapa mikrokontroler sudah memiliki sistem clock internal, sehingga  mikrokontroler sudah dapat beroperasi tanpa sirkuit eksternal. 

Karena tingginya permintaan akan “smart chips” dalam konfigurasi yang berbeda, pemasok yang berbeda juga bersaing untuk produk mikrokontroler. Hal ini berlaku sejak tahun 1970-an. 

Motorola telah merilis serangkaian 6800 mikrokontroler yang masih dikembangkan pada 68HC05, 68HC08, 68HC11, 68HC12 dan 68HC16. Zilog juga merilis mikroprosesor seri Z80 yang terkenal, yang dikembangkan lebih lanjut hingga  Z180 dan kemudian diadopsi  oleh mikroprosesor Rabbit. Intel telah merilis mikrokontroler 8051 yang terkenal di dunia. Karena popularitasnya, kemudian diadopsi oleh vendor lain seperti Phillips, Siemens dan Atmel untuk produk mikrokontroler. Selain itu, ada mikrokontroler populer lainnya seperti Basic Stamp, PIC  Microchip, dan MSP430 Texas Instruments.

Selain mikroprosesor dan mikrokontroler, chip cerdas lainnya seperti prosesor DSP dan sirkuit terintegrasi khusus aplikasi (ASIC) sebenarnya muncul. Di masa depan, chip kecil berperforma sangat tinggi akan mendominasi semua desain elektronik di seluruh dunia, memberikan daya komputasi  tinggi sambil meminimalkan jumlah komponen tradisional. 

Fitur Mikrokontroler 

Tidak seperti sistem komputer, yang dapat menangani berbagai  program aplikasi (pengolah kata, perhitungan numerik, dll.), mikrokontroler hanya dapat digunakan untuk  aplikasi tertentu  (hanya satu program  yang dapat disimpan). 

Perbedaan lainnya adalah pada perbandingan RAM dan ROM. Karena rasio besar RAM terhadap ROM dalam sistem komputer, program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar dan rutinitas antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM  kecil. Karena besarnya rasio ROM terhadap RAM dalam mikrokontroler, program kontrol disimpan dalam ROM yang relatif besar (mask ROM atau flash PEROM), dan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara yang berisi register-register yang digunakan. Dengan mikrokontroler yang bersangkutan. 

Bahasa Pemrograman 

Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard`s Risc Processor) standar adalah arsitektur 8-bit di mana semua instruksi dibungkus dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR dapat dibagi menjadi empat kelas: keluarga ATtiny, keluarga ATSOSxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya, setiap kelas membedakan antara memori, periferal, dan fitur. 

Mikrokontroler ATmega16 (AVR) milik keluarga Atmega, yang memiliki populasi pengguna yang cukup besar. Ini fitur memori flash 16k, 32 jalur Input / Output, dan ADC 8-channel dengan resolusi 10-bit dan PWM 4-channel. Sebuah chip yang berfungsi penuh untuk mendukung berbagai aplikasi, termasuk robotika. 

Pemrograman mikrokontroler AVR (Atmega16) menggunakan beberapa bahasa pemrograman seperti  Basic, C dan Assembly. Ini menggunakan perangkat lunak Bascom AVR sebagai bahasa dasar dan menggunakan C dan assembler WinAVR. Program aplikasi yang dikompilasi ke dalam perangkat lunak setelah kompilasi sekarang menjadi file dengan ekstensi heksadesimal. Gunakan alat bernama Downloader untuk menulis file heksadesimal ini ke memori flash mikrokontroler AVR Anda. Ada beberapa pengunduh sederhana yang  dapat Anda buat sendiri.  

Aplikasi Mikrokontroler 

Mikrokontroler banyak digunakan di seluruh dunia karena kinerjanya yang tinggi, ukurannya yang kecil, konsumsi daya yang rendah, dan harga yang murah. Mikrokontroler digunakan dalam segala hal mulai dari mainan anak-anak, peralatan rumah tangga, alat bantu otomotif, peralatan industri, peralatan komunikasi, peralatan medis dan medis hingga kontrol robot dan senjata militer.

Terdapat beberapa keunggulan yang diharapkan dari alat-alat yang berbasis mikrokontroler (microcontroller-based solutions) :

• Kehandalan tinggi (high reliability) dan kemudahan integrasi dengan komponen lain (high degree of integration)
• Ukuran yang semakin dapat diperkecil (reduced in size)
• Penggunaan komponen dipersedikit (reduced component count) yang juga akan menyebabkan biaya produksi dapat semakin ditekan (lower manufacturing cost)
• Waktu pembuatan lebih singkat (shorter development time) sehingga lebih cepat pula dijual ke pasar sesuai kebutuhan (shorter time to market)
• Konsumsi daya yang rendah (lower power consumption)