Pengertian Mikrokontroler, Fungsi, Cara Kerja, dan Jenisnya

Pengertian Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah perangkat kecil berbentuk chip yang berfungsi sebagai sebuah komputer miniatur, dirancang khusus untuk melakukan operasi tertentu seperti menerima input, mengolahnya, dan mengeluarkan output sesuai dengan program yang telah dimuat di dalamnya. 

Biasanya, input mikrokontroler berasal dari sensor yang mengambil informasi dari lingkungan sekitarnya, sedangkan outputnya ditujukan kepada aktuator yang bertindak kembali ke lingkungan. Dalam analogi sederhana, mikrokontroler bisa diibaratkan sebagai otak dalam suatu perangkat yang mampu berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya.

Secara dasar, mikrokontroler terdiri dari satu atau lebih inti prosesor (CPU), memori (RAM dan ROM), serta perangkat input dan output (I/O) yang dapat diprogram. Kendati memiliki kesamaan dengan komputer, namun kecepatan pemrosesan data pada mikrokontroler jauh lebih rendah dibandingkan dengan komputer atau PC, biasanya berkisar antara 1 hingga 16 MHz.

Begitu pula dengan kapasitas memori (RAM dan ROM) yang hanya sekitar kilobyte. Meskipun demikian, meski memiliki keterbatasan ini, mikrokontroler tetap memiliki kegunaan yang luas terutama karena ukurannya yang kecil dan sederhana.

Mikrokontroler sering digunakan dalam aplikasi sistem dan perangkat yang tidak terlalu kompleks serta tidak memerlukan komputasi tinggi. Contoh-contoh mikrokontroler termasuk mikrokontroler AVR, Arduino, ATmega328, dan masih banyak lagi.

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