INTERFACING 7 SEGMENT DAN KEYPAD PADA MIKRO ATmega128

MATA KULIAH

MIKRO DAN INTERFACE

DISUSUN OLEH :

HENDY SEPTIANTO

4.35.11.1.11

JRK - 2BC

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

KONSENTRASI TEKNIK BROADCASTING

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG (POLINES)

2013

DAFTAR ISI

JUDUL………………………………………………………………………………. i

DAFTAR ISI ………………………………………………………………………... ii

BAB 1. PENDAHULUAN ………………………………………………………...... 1

1.1 Latar Belakang …………………………………………………................ 1

1.2 Tujuan dan Manfaat ……………………………………………................ 1

BAB 2. ISI..................................................................................................................... 2

2.1. Antarmuka LED.............................................................................................. 2

2.2. Antarmuka 7 Segmen...................................................................................... 2

2.3. Antarmuka Saklar............................................................................................ 7

2.4. Antarmuka Keypad.......................................................................................... 9

2.5. LCD karakter 16x2…………………………………………………………...10

2.6. ATmega 128…................................................................................................ 12

BAB 3. PENUTUP..................................................................................................... 14

3.1 KESIMPULAN.............................................................................................. 14

3.2 SARAN.......................................................................................................... 14

DAFTAR PUSTAKA................................................................................................ 15

ii

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada perkembangan dunia teknologi pada saat ini semakin maju dan berkembang pesat. Kita dituntut untuk dapat cepat melakukan pekerjaan dalam hal apapun dan kita juga sudah terbiasa dengan cara yang instan dalam melakukan pekerjaan yang kita lakukan contohnya dalam melakukan perhitungan kita sudah disuguhi oleh teknologi yang dapat berhitung cepat yaitu kakulator dengan menggunakan kakulator kita bahkan tidak perlu susah-susah menghitung lagi, dll. Mengapa semua orang selalu sering menggunakan cara yang instan ???, Karena teknologi adalah cara untuk mendapatkan sesuatu dengan kualitas lebih baik (lebih mudah, lebih murah, lebih cepat dan lebih menyenangkan). Salah teknologi yang sekarang sedang popular adalah bagaimana cara seseorang membuat suatu teknologi rangkaian kata yang secara otomatis akan tertera pada display. Keanekaragaman pengembangan pada bagian display itu yang menjadi nilai tambah karena dengan display yang beragam orang akan cenderung terhibur dengan tampilan yang di tampilkan.

Dalam pembahasan kali ini mengenai interfacing 7 segment dan keypad dengan menggunakan ATmega 128. Yang nantinya rangkaian ini dapat digunakan untuk menampilkan mengenai huruf dan angka, yang ditampilkan dengan menggunakan LED berbasis 7 segmen dengan input menggunakan keypad. Jadi pengguna tidak perlu repot-repot untuk mengganti rangkaian setiap kali ingin menulis angka dan huruf, hanya perlu dengan menekan tombol yang ada pada keypad maka angka atau huruf yang sesuai kita inginkan akan muncul di 7 segment tersebut.

1.2. Tujuan Dan Manfaat Pembuatan Makalah

Adapun dari tujuan dan manfaat dalam pembuatan makalah ini antara lain :

1. Mahasiswa dapat menjelaskan mengenai interface 7 segment dan keypad menggunakan ATmega 128.

2. Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana cara kerja dari 7 segment dan keypad menggunakan ATmega 128

3. Mahasiswa dapat menggunakan mikrokontroler untuk aplikasi antarmuka.

1

BAB 2.

ISI

2.1. Antarmuka LEDPada system ini mikrokontroler digunakan untuk mengendalikan LED. LED

merupakan perangkat elektronika yang dapat memancarkan cahaya (Light Emitting Diode). Untuk mengendalikan LED, Anoda LED di beri tegangan lebih positif daripada Katoda LED atau Led mendapatkan bias maju. Seperti pada gambar 2.1 Anoda LED dihubungkan ke VCC dan penghubung J3 diaktifkan dan Katoda LED dihubungkan ke port mikrokoncroler P0.0—P0.7 mikrokontroler.

Gambar 2.1 Antarmuka LED

2.2. Antarmuka 7 segmenPerangkat antarmuka 7 segmen merupakan perangkat output yang digunakan

untuk menampilkan informasi dalam susunan 7 segmen LED.Antarmuka tujuh segmen layar LED ke mikrokontroler ATmega 128. 7 segmen LED sangat populer dan dapat menampilkan angka dari 0 sampai 9 dan beberapa karakter seperti A, b, C,., H, E, e, F, n, o, t, u, y, dll. Pengetahuan tentang bagaimana untuk antarmuka tujuh segmen layar ke kontroler mikro sangat penting dalam merancang embedded system. Sebuah tampilan tujuh segmen terdiri dari tujuh LED diatur dalam bentuk persegi '8 'sedikit condong ke kanan dan satu LED sebagai karakter dot. Karakter yang berbeda dapat ditampilkan secara selektif bersinar segmen LED yang diperlukan. Gambar dari antarmuka 7 segmen terdiri dari dua jenis, katoda umum dan anoda umum. Dalam jenis katoda umum, katoda dari semua LED terikat bersama-sama ke terminal tunggal yang biasanya diberi label sebagai 'com' dan anoda dari semua LED dibiarkan sebagai pin individual dicap sebagai a, b, c, d, e, f , g & h (atau dot). Dalam jenis anoda umum, anoda dari semua LED terikat bersama sebagai

2

terminal tunggal dan katoda dibiarkan sebagai pin individual. Berikut adalah gambar 7 segmen seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Tujuh Segmen

System yang menggunakan 7 segmen dapat dilihat pada gambar 2.3. system 7 segmen dihubungkan dengan cara multiplexing data. Pengaktifan 7 segmen dipilih dengan menggunakan system decorder seperti yang di tunjukkan gambar 2.4. Transistor PNP FCS 9013 digunakan untuk fungsi saklar pengaktif 7 segmen.

Gambar 2.3 Antarmuka 7 Segmen Dengan Multiplexing

3

Table 2.1. Tabel kebenaran 74LS138

INPUT SELEKTOR

ENABLE OUTPUT

C B A G1 G2A G2B Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 10 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 11 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 11 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0

Data yang di munculkan 7 segmen merupakan bentuk yang unik agar dapat muncul sebagai tampilan yang bermakna. Table 2.2 menunjukkan nilai pada data port dan display yang dimunculkan oleh 7 segmen.

Table 2.2 Data Display 7 Segmen

P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 DISPLAYG f e d C b a1 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 0 0 1 10 1 0 0 1 0 0 20 1 1 0 0 0 0 3: : : : : : : :0 0 0 1 0 0 0 A

Program Kendali 7 Segmen

4

5

Pada program kendali 7 segmen, menampilkan nilai 1 sampai dengan 8 ke masing-masing 7 segmen. Untuk menampilkan data dengan cara multiplexing, data harus dikirim bergantian dengan alogaritma seperti pada gambar 2.4.

6

Gambar 2.4 Alogaritma 7 Segmen

2.3. Antarmuka saklar Aplikasi saklar membaca informasi dari input saklar untuk diolah oleh

mikrokontroler. Ada banyak jenis saklar, seperti saklar ON OFF sederhana sampai yang rumit seperti keypad. Contoh gambar rangkaian dalam saklar Push Buttom seperti pada gambar 2.6.

7

Gambar 2.5 Saklar Push Buttom

Cara kerja saklar adalah jika tombol saklar ditekan, arus dialirkan melalui saklar. Jika tombol saklar dilepas maka arus yang melalui saklar juga berhenti.

Program aplikasi saklar ON OFF

Pada program ini, mikrokontroler membaca input saklar dengan instruksi MOV A,P2

Kemudian membalik nilainya dengan instruksi

CPL A

Setelah itu hassil komplemen diberikan ke Port 0 dengan instruksi

MOV P0,A

Instruksi SJMP start menyebabkan program melompat ke instruksi yang pertama sehingga program akan di eksekusi berulang-ulang.

8

2.4. Antarmuka keypadKeypad merupakan bagian dari HMI (Human Machine Interface) dan memegang

peran penting dalam system mikrokontroler dimana interaksi atau input manusia dibutuhkan. Keypad matrik memiliki rancangan yang sederhana dan dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroler. Konstruksi keypad sangat sederhana. Keypad sesungguhnya terdiri dari sejumlah saklar, yang terhubung sebagai baris dan kolom dengan susunan seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Gambar 2.6 Rangkaian Matrix Keypad 4x4

Untuk mendeteksi tombol yang ditekan, maka port mengeluarkan salah satu bit dari 4 bit yang terhubung pada kolom dengan logika low “0” dan selanjutnya membaca 4 bit pada baris untuk menguji jika ada tombol yang ditekan pada kolom tersebut. Sebagai konsekuensi, selama tidak ada tombol yang ditekan, maka mikrokontroler akan melihat sebagai logika hight “1” pada setiap pin yang terhubung ke baris. Cara ini terus dilanjutkan sampai ke empat kolom di berikan logika low “0” satu-satu sambil menunggu respon dari baris yang bersangkutan.

Keypad 4x4 ini memiliki 8 pin. Semua pin ini langsung dihubungkan ke port E ATmega128 seperti pada gambar 2.7 di bawah ini.

9

Gambar 2.7 Koneksi Keypad dengan ATmega128

2.5. LCD karakter 16x2LCD merupakan singkatan dari Liquid Crystal Display. Tampilan LCD karakter

yang digunakan pada alat ini 16 kolom 2 baris.

Gambar 2.8 Tampilan LCD 16x2

LCD ini memiliki 16 pin dengan fungsi masing-masing pin sebagai berikut.

Pin Symbol Level Deskripsi1 VSS 0 V Ground

10

2 VDD 5 V Tegangan Sumber LCD3 VEE (Variable) Tegangan Kontras LCD4 RS H/L Register Select, 0=Register

Instruksi, 1=Register Data5 R/W H/L H : Baca (MPULCD)

L : Tulis (MPULCD)6 E H.HL Chip Enable (pengaktif LCD)7 DB0 H/L Data Bit 08 DB1 H/L Data Bit 19 DB2 H/L Data Bit 210 DB3 H/L Data Bit 311 DB4 H/L Data Bit 412 DB5 H/L Data Bit 513 DB6 H/L Data Bit 614 DB7 H/L Data Bit 715 LED + 3.8 V

4.2 VTegangan positif LED

16 LED - 0 V Tegangan negative LED

Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW; jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahukan LCD bahwa kita sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur control yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu ( sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut ) dan berikutnya set EN ke logika low “0” lagi.

Jalur RS adalah jalur register select. Ketika RS berlogika low “0”, maka data akan anggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus ( seperti clear screen, posisi kursor dll ). Ketika RS berlogika high “1”, data yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada display LCD. Sebagai contoh, untuk menampilkan huruf “T” pada layar LCD maka RS harus di set logika high “1”. Jalur RW adalah jalur control Read/Write. Ketika RW berlogika low ”0”, maka pada informasi pada bus data akan ditulis pada layar LCD. Ketika RW berlogika high “1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low “0”. Pada akhirnya, nus data terdiri dari 4 atau 8 jalur (tergantung pada mode operasi yang dipilih oleh user ). Pada kasus bus data 8 bit, jalur di acukan sebagai DB0 s/d DB7.

Pada alat ini, LCD digunakan sebagai penampil informasi berupa tampilan angka pada saat pengatur waktu dan tanggal sehingga pemakai dapat mengetahui angka yang ditekan adalah angka yang diinginkan. Selain itu, LCD karakter akan menampilkan seluruh parameter yang diukur.

11

Berikut adalah gambar 2.9 koneksi LCD dengan ATmega 128.

Gambar 2.9 Koneksi LCD dengan ATmega 128

2.6. ATmega 128Rangkaian mikrokontroller adalah otak dari keseluruhan system. Rangkaian ini terdiri

dari mikrokontroler ATmega128 sebagai pengolah data dan mengatur agar system bekerja dengan baik. System minimum mikrokontroler ATmega128 beroperasi pada tegangan sumber 5V. Rangkaian ini terdiri dari Kristal 11,059200 MHz yang berfungsi sebagai penghasil gelombang kotak sebagai clock dari mikrokontroler. Fungsi dari Kristal ini sama halnya dengan fungsi dari jantung manusia, tanpa adanya Kristal sebuah mikrokontroler tidak dapat bekerja. Untuk menghasilkan gelombang kotak yang baik, Kristal ini dihubungkan pada dua buah kapasitor 22 piko Farad. Pada rangkaian digunakan reset. Reset berfungsi untuk menolkan setiap register yang digunakan sehingga system dapat berjalan dari awal lagi. Pada rangkaian ini digunakan juga Kristal 32,768 KHz pada pin TOSC1 dan TOSC2 sebagai sumber clock RTC.mikrokontroler ini memiliki 6 prt yaitu port A,B,C,D,E, dan F. adapun penggunaan dari tiap-tiap port yang dijelaskan pada table berikut ini :

Port Fungsi InterfacePA2-PA7 Keluaran LCD PB0-PB4 Masukan dan keluaranPC0-PC7 Masukan Keypad 4x4PD0 Masukan Safety RemovePF0-7 Masukan Masukan ADCPE0 Keluaran Relay

12

Gambar Rangkaian Minimum Sistem ATmega128

Mikrokontroler AVR ATMega-128 memiliki spesifikasi sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 56 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D, Port E, Port F dan Port G.

2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.3. 2 buah Timer/Counter 8 bit dan 2 buah Timer/Counter 16 bit.4. Dua buah PWM 8 bit.5. Watchdog Timer dengan osilator internal.6. Internal SRAM sebesar 4 kbyte.7. Memori flash sebesar 128 kBytes.8. Interupsi Eksternal.9. Port antarmuka SPI.10. EEPROM sebesar 4 kbyte. 11. Real time counter.12. 2 buah Port USART untuk komunikasi serial.13. Enam kanal PWM.14. Tegangan operasi sekitar 4,5 V sampai dengan 5,5V.

13

BAB 3PENUTUP

3.1 Kesimpulan1. Aplikasi antarmuka dapat dibangun menggunakan mikrokontroler. Perangkat yang

bersifat input maupun output dapat dikendalikan oleh mikrokontroler.2. LED dan 7 Segmen merupakan perangkat output, kemudian Saklar, Keypad dan LED

merupakan perangkat input.3. Mikrokontroler ATmega128 lebih mudah di atur dan dimonitor dari mikrokontroler

lainnya.

4. Rangkaian 7 segment diatas dapat di aplikasikan di berbagai benda seperti kalkulator,

papan display digital, jam digital ,dll.

5. Kapasitas memory penyimpanan ATmega128 lebih besar.

3.2 Saran1. Jika ingin membuat rangkaian 7 segmen ini diharapkan lebih teliti untuk dalam proses

pembuatannya diantaranya dalam membuat programnya. 2. Rangkaian interfacing 7 segmen dan keypad menggunakan ATmega128 ini dapat

dimodifikasi sesuai keinginan kita sendiri.

14

DAFTAR PUSTAKA

1. http://elektronika-dasar.web.id/artikel-elektronika/metode-multiplexing-7-segment/ 2. http://www.circuitstoday.com/interfacing-hex-keypad 3. http://www.inzarsalfikar.com/2010/10/minimum-system-atmega128-skematic-

pcb.html.4. http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20181491-011-09-Pembuatan%20sisitem.pdf

15