Menampilkan Karakter pada Lcd dengan Mikrokontroler ATMEGA16
Download as DOC, PDF8 likes16,296 views
Dokumen ini menjelaskan penggunaan mikrokontroler Atmega16 untuk menampilkan karakter pada LCD 16x2 melalui simulasi menggunakan Proteus ISIS. Percobaan menunjukkan kemudahan pemrograman menggunakan Codevision AVR, yang menyediakan pustaka untuk inisialisasi dan pengendalian LCD. Kesimpulan dari percobaan adalah bahwa mikrokontroler Atmega16, dalam kombinasi dengan perangkat lunak yang tepat, dapat digunakan dengan efektif dalam aplikasi pemrograman dan simulasi elektronika.
Menampilkan Karakter pada Lcd dengan Mikrokontroler ATMEGA16
- 1. 1 I. PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Di dunia elektronika, mikrokontroler tentu bukanlah barang yang asing lagi untuk dibahas. Seperti yang kita ketahui, mikrokontroler merupakan sebuah mikroprosesor yang memiliki ROM (Read-Only Memory), RAM (Read- Write Memory), beberapa masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah/pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analog converter) dan serial komunikasi. Dalam hal ini, mikrokontroler dapat difungsikan sebagai ‘otak’ untuk menampilkan karakter di LCD. LCD (Liquid Cystal Display) merupakan modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang paling banyak digunakan saat ini ialah tipe M1632 karena harganya cukup murah. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 16x2 (16 kolom x 2 baris) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Untuk rangkaian interfacing, LCD tidak banyak memerlukan komponen pendukung. Hanya diperlukan satu variable resistor untuk memberi tegangan kontras pada matriks LCD. Dengan menggunakan CodeVision AVR, pemrograman untuk menampilkan karakter atau string ke LCD sangat mudah karena didukung library yang telah disediakan oleh CodeVision AVR itu sendiri. Kita tidak harus memahami karakteristik LCD secara mendalam, perintah tulis dan inisialisasi sudah disediakan oleh library dari CodeVision AVR. Untuk
- 2. 2 mengetahui lebih lengkap mengenai cara menampilkan karakter pada LCD dengan mikrokontroler, maka dilakukan praktikum percobaan ini. I.2 Tujuan Percobaan Tujuan dilakukan percobaan ini adalah untuk menampilkan karakter pada LCD menggunakan mikrokontroler ATMega16 secara simulasi pada program Proteus ISIS.
- 3. 3 II. TINJAUAN PUSTAKA II.1 Mikrokontroler ATMega16 Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu chip. Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write Memory), beberapa masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah/pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analog converter) dan serial komunikasi. Salah satu mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroler AVR. AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instuction Set Computer) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard. Secara umum mikrokontroler AVR dapat dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga AT90Sxx, ATMega dan ATtiny. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fiturnya (Putra, 2002). Seperti mikroprosesor pada umumnya, secara internal mikrokontroler ATMega16 terdiri atas unit-unit fungsionalnya Arithmetic and Logical Unit (ALU), himpunan register kerja, register dan dekoder instruksi, dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya. Berbeda dengan mikroprosesor, mikrokontroler menyediakan memori dalam prosesornya (in chip). Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari :
- 4. 4 1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz. 2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte. 3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 4. CPU yang terdiri dari 32 buah register. 5. User interupsi internal dan eksternal. 6. Bandar antarmuka SPI dan Port USART sebagai komunikasi serial. 7. Fitur Peripheral: Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan mode compare, Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, mode compare, dan mode capture. 8. Real time counter dengan osilator tersendiri. 9. Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog. 10. 8 kanal, 10 bit ADC. 11. Byte-oriented Two-wire Serial Interface. 12. Watchdog timer dengan osilator internal.
- 5. 5 Gambar 1. Blok diagram ATMEGA 16 Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega16 dengan 40 pin dapat dilihat pada Gambar 2. Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 pin untuk masing-masing Port A, Port B, Port C, dan Port D.
- 6. 6 Gambar 2. Konfigurasi ATMega16 (Wahyudin, 2007). II.2 Code Vision AVR CodeVision AVR merupakan sebuah software cross-compiler berbasis bahasa C, Integrated Development Environment (IDE) dan Program Generator otomatis yang khusus dirancang untuk mikrokontroler keluarga Atmel AVR Mikrokontroler. Program ini dirancang untuk dijalankan pada sistem operasi XP, Vista dan Windows 7 arsitektur 32 bit atau 64 bit. Mulai dari penggunaan untuk kontrol sederhana sampai kontrol yang cukup kompleks, mikrokontroler dapat berfungsi jika telah diisi sebuah program, pengisian program ini dapat dilakukan menggunakan compiler yang selanjutnya diprogram ke dalam mikrokontroler menggunakan fasilitas yang sudah disediakan oleh program tersebut. CodeVision AVR mempunyai suatu keunggulan dari compiler lain, yaitu adanya codewizard, fasilitas ini memudahkan kita dalam inisialisasi mikrokontroler yang akan kita gunakan (Heryanto dan Adi, 2008). II.3 Proteus Proteus adalah sebuah software simulasi untuk mendesain rangkaian. Proteus mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain
- 7. 7 rangkaian dengan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik suatu rangkaian. Proteus baik digunakan dalam desain rangkaian elektronika dasar dan mikrokontroler. Adapun fitur-fitur proteus adalah memiliki kemampuan untuk mensimulasikan hasil rancangan baik digital maupun analog maupun gabungan keduanya, mendukung simulasi yang menarik dan simulasi secara grafis, mendukung simulasi berbagai jenis mikrokontroler seperti AVR, PIC, 8051 series dan mikrokontroler lainnya, memiliki model-model peripheral yang interaktif seperti LED, tampilan LCD, RS232, dan berbagai jenis library lainnya, mendukung instrumen-instrumen virtual seperti voltmeter, ammeter, oscciloscope, logic analyser, dll., memiliki kemampuan menampilkan berbagi jenis analisis secara grafis seperti transient, frekuensi, noise, distorsi, AC dan DC, dll., mendukung berbagai jenis komponen-komponen analog, Mendukung open architecture sehingga kita bisa memasukkan program seperti C++ untuk keperluan simulasi, mendukung pembuatan PCB yang di-update secara langsung dari program ISIS ke program pembuat PCB-ARES (Ali,dkk., 2013). II.4 LCD (Liquid Cystal Display) LCD atau Liquid Cystal Display adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk menampilkan output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi (polarizing filter). Sebuah citra dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang menyusun layar sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.
- 8. 8 LCD yang ada dipasaran dikategorikan menurut jumlah baris yang dapat digunakan pada LCD yaitu 1 baris, 2 baris, dan 4 baris yang dapat digunakan hingga 80 karakter. Umumnya LCD yang digunakan adalah LCD dengan 1 controller yang memiliki 14 pin (Anonim, 2013).
- 9. 9 III. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN III.1 Hasil Pengamatan Berikut ini adalah hasil pengamatan yang kami peroleh pada praktikum percobaan ini. Gambar 3. Hasil Running program LCD III.2 Pembahasan Praktikum percobaan mikrokontroler ini dilakukan dengan membuat simulasi program Proteus ISIS dengan memasukkan program untuk mikrokontroler pada CodeVisionAVR Evaluation V2.05.0 atau bisa disingkat CVAVR. Pada percobaan ini kami menggunakan mikrokontroler ATMega16 dengan Port C sebagai outputnya. Adapun komponen yang digunakan pada rangkaian LCD ini terdiri dari mikrokontroler ATMega16,
- 10. 10 LCD 16x2, potensiometer, catudaya 5 Volt dan ground. Berikut ini adalah rancangan rangkaian yang kami buat pada program Proteus ISIS. Gambar 4. Rancangan rangkaian LCD Setelah membuat rangkaian seperti gambar 4, kami membuat program di CodeVision AVR. Pembuatan program dengan CVAVR ini dilakukan dengan membuka program, kemudian memilih menu ‘File’ kemudian ‘New’ lalu memilih ‘project’ sebagai tipe filenya. Kemudian pada kotak ‘CodeWizardAVR’ memilih ‘AT90, ATMega...’ sebagai tipe AVR chipnya. Selanjutnya muncul pengaturan ‘CodeWizardAVR’ bagian ‘chip’, kami memilih mikrokontroler ‘ATMega16’ dengan besar clock 12,000000. Pada bagian ‘Ports’ kami mengubah ‘Port C’ sebagai outputnya, pada bagian ‘Alphanumeric LCD’ kami mengaktifkan Alphanumeric LCD pada port C dan mengubah ‘line’ menjadi 16 agar sinkron terhadap LCD yang kami gunakan. LCD yang kami gunakan adalah LCD 16x2 dimana memiliki 16 line pada kolomnya dan 2 line pada barisnya. Setelah itu, dengan ‘Generate’ kita dapat memulai program. Untuk menginisialisasi LCD, maka kami menambahkan program berikut ini. #include <lcd.h> #asm .equ _lcd_port=0x15; portc #endasm Kemudian menambahkan program untuk ditampilkan pada LCD
- 11. 11 While(1) { lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("FAT’HUL & ANISA"); delay_ms(1000); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(“YUNI & YURI”); delay_ms(1000);} Fungsi lcd_gotoxy(0,0) adalah untuk mengatur posisi karakter awal yang akan ditampilkan pada kolom x dan baris y. Kemudian lcd_putsf("FAT’HUL & ANISA") berfungsi untuk menampilkan karakter FATHUL & ANISA pada kolom pertama (x = 0) dan baris pertama (y = 0) pada delay waktu 1000 ms (1 sekon). Untuk program selanjutnya hampir sama, namun karakter YUNI & YURI ditampilkan di kolom pertama (x = 0) dan baris kedua (y = 1) dengan delay waktu 1000 ms (1 sekon). Setelah selesai membuat progra tersebut, kami meng-’compile’ file untuk mengetahui ada atau tidaknya kesalahan syntax dalam program. Bila tidak ada kesalahan, kami dapat langsung mem-‘Build All’ dan program dapat digunakan untuk menjalankan mikrokontroler. Kembali ke program Proteus ISIS, dengan meng-klik dua kali pada mikrokontroler kita dapat memasukkan program yang telah kita buat tadi dengan menggunakan CVAVR. Kemudian kami menjalankan (running) program sehingga muncul tampilan seperti pada gambar 3 (lihat di bagian hasil pengamatan). Penggunaan CVAVR pada praktikum percobaan ini sebagai compiler berbahasa C yang mudah digunakan dan mendukung program mikrokontroler. Program ini khusus dirancang untuk mikrokontroler keluarga Atmel AVR Mikrokontroler. Program ini dapat dijalankan pada sistem operasi XP, Vista dan Windows 7 arsitektur 32 bit atau 64 bit.
- 12. 12 Mikrokontroler dapat berfungsi jika telah diisi sebuah program, pengisian program ini dapat dilakukan menggunakan compiler yang selanjutnya diprogram ke dalam mikrokontroler menggunakan fasilitas yang sudah disediakan oleh program tersebut. CodeVision AVR mempunyai suatu keunggulan dari compiler lain, yaitu adanya codewizard, fasilitas ini memudahkan kita dalam inisialisasi mikrokontroler yang akan kami gunakan. Percobaan ini menggunakan Proteus ISIS sebagai program untuk simulasi menampilkan karakter pada LCD dengan menggunakan mikrokontroler. Penggunaan Proteus ISIS ini dikarenakan program ini memiliki komponen pendukung yang banyak digunakan user (pengguna) dan mudah digunakan untuk membuat rangkaian elektronika sederhana dan berbagai aplikasi mikrokontroler.
- 13. 13 IV. KESIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan yang telah kami lakukan dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut. 1. Percobaan menggunakan mikrokontroler ATMega16 sebagai mikroprosesor untuk menjalankan (running) program menampilkan karakter pada LCD dengan Port C sebagai outputnya. 2. Simulasi program menggunakan Proteus ISIS yang menyediakan komponen dan fitur lengkap dalam membuat rangkaian elektronika dasar dan mikrokontroler. 3. CodeVisionAVR merupakan program berbahasa C yang mempunyai codewizard yang memudahkan dalam inisialisasi mikrokontroler yang akan digunakan.
- 14. 14 DAFTAR PUSTAKA Ali, Muhammad, M.T., Chandra, Ariadie N., M.T., Asmara, Andik, S.Pd.. 2013. Modul pelatihan praktikum mikrokontroler dengan software proteus.Yogyakarta: Universitas Yogyakarta. Anonim. 2013. http://ilmuef.blogspot.com/2013/11/liquid-crystal-display-lcd-adalah_ 9490.html. diakses pada tanggal 19 November 2014 pukul 13.00 WIB. Heryanto, M. Ary, ST, dan Ir. Adi, Wisnu P. Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler. Semarang: Penerbit ANDI. Putra, A.E.. 2002. Belajar Mikrokontroler : Teori dan Aplikasi. Yogyakarta: Gava Media. Wahyudin, Didin. 2007. Belajar Mudah Mikrokontroler. Semarang: Penerbit ANDI.
- 15. 15 LAMPIRAN
- 16. 16
- 17. 17 PROGRAM CVAVR /***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V2.05.0 Evaluation Automatic Program Generator © Copyright 1998-2010 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com Project : Version : Date : 14/11/2014 Author : Freeware, for evaluation and non-commercial use only Company : Comments: Chip type : ATmega16 Program type : Application AVR Core Clock frequency : 12,000000 MHz Memory model : Small External RAM size : 0 Data Stack size : 256 *****************************************************/ #include <mega16.h> // Alphanumeric LCD Module functions #asm .equ _lcd_port=0x15; portc #endasm #include <alcd.h> #include <delay.h> // Declare your global variables here void main(void) { // Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00; DDRA=0x00;
- 18. 18 // Port B initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00; DDRB=0x00; // Port C initialization // Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out // State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0 PORTC=0x00; DDRC=0xFF; // Port D initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00; DDRD=0x00; // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer1 Stopped // Mode: Normal top=0xFFFF // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00;
- 19. 19 ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer2 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00; // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00; // USART initialization // USART disabled UCSRB=0x00; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00; // ADC initialization // ADC disabled ADCSRA=0x00; // SPI initialization // SPI disabled SPCR=0x00; // TWI initialization // TWI disabled TWCR=0x00;
- 20. 20 // Alphanumeric LCD initialization // Connections specified in the // Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu: // RS - PORTC Bit 0 // RD - PORTC Bit 1 // EN - PORTC Bit 2 // D4 - PORTC Bit 4 // D5 - PORTC Bit 5 // D6 - PORTC Bit 6 // D7 - PORTC Bit 7 // Characters/line: 16 lcd_init(16); while (1) { lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("FAT’HUL & ANISA"); delay_ms(1000); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(“YUNI & YURI”); delay_ms(1000); } } }