Pengertian dan Struktur Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan sebuah komputer kecil yang dikemas dalam bentuk chip IC (Integrated Circuit) dan dirancang untuk melakukan tugas atau operasi tertentu. Pada dasarnya, sebuah IC mikrokontroler terdiri dari satu atau lebih inti prosesor (CPU), memori (RAM dan ROM), perangkat input dan output yang bisa diprogram.

 

Pengendali mikro yang dalam bahasa Inggris disebut dengan microcontroller ini digunakan dalam produk atau pun perangkat yang dikendalikan secara otomatis seperti sistem kontrol mesin mobil, pengendali jarak jauh, mesin, perangkat medis, peralatan listrik, mainan dan berbagai perangkat yang menggunakan sistem tertanam lainnya. Penggunaan mikrokontroler semakin populer karena kemampuannya yang bisa mengurangi ukuran dan biaya pada suatu produk atau desain jika dibandingkan dengan desain yang dibangun menggunakan mikroprosesor dengan memori dan perangkat input dan output secara terpisah.

Diagram Blok dan Struktur Mikrokontroler

1. CPU

CPU yaitu otak mikrokontroler. CPU bertanggung jawab untuk mengambil instruksi (fetch), menerjemahkannya (decode), lalu akhirnya dieksekusi (execute). CPU menghubungkan setiap bagian dari mikrokontroler ke dalam satu sistem. Fungsi utama CPU yaitu mengambil dan mendekode instruksi. Instruksi yang diambil dari memori program harus diterjemahkan atau melakukan decode oleh CPU tersebut.

2. Memori Penyimpanan

Fungsi memori dalam mikrokontroler sama dengan mikroprosesor. Memori ini digunakan untuk menyimpan data dan program. Sebuah mikrokontroler biasanya memiliki sejumlah RAM dan ROM (EEPROM, EPROM dan lain sebagainya) atau memori flash untuk menyimpan kode sumber program (source code program).

3. Port Input / Output Paralel

Port input / output paralel dipakai untuk mendorong atau menghubungkan berbagai perangkat seperti LCD, printer, LED, memori dan perangkat input / output lainnya ke mikrokontroler. 

4. Port Serial (Serial Port)

Port serial menyediakan berbagai antarmuka serial antara mikrokontroler dan peripheral lain seperti port paralel.

5. Pengatur Waktu dan Penghitung  (Timer dan Counter)

Timer dan counter merupakan salah satu fungsi yang sangat berguna dari mikrokontroler. Ada kemungkinan mikrokontroler memiliki lebih dari satu timer dan counter. Pengatur waktu (timer) dan penghitung (counter) menyediakan semua fungsi pengaturan waktu dan penghitungan di dalam mikrokontroler. Operasi utama yang dilakukan di bagian ini yaitu fungsi jam, pembangkitan pulsa, modulasi, osilasi, pengukuran frekuensi dan lain sebagainya. Selain itu, bagian ini bisa digunakan untuk menghitung pulsa eksternal.

6. Analog to Digital Converter atau Pengonversi Analog ke Digital (ADC)

Konverter ADC digunakan untuk mengubah sinyal analog ke bentuk digital. Sinyal input dalam konverter ini harus dalam bentuk analog (misalnya output dari sensor), sedangkan outputnya dalam bentuk digital. Output digital bisa digunakan untuk berbagai aplikasi digital seperti layar digital pada perangkat pengukuran.

7. Digital to Analog Converter atau Pengonversi Digital ke Analog (DAC)

DAC melakukan operasi pembalikkan konversi ADC. DAC mengubah sinyal digital menjadi format analog. Ini yang biasanya digunakan untuk mengendalikan perangkat analog seperti motor DC.

8. Kontrol Interupsi (Interrupt Control)

Kontrol interupsi atau interrupt control digunakan untuk menyediakan interupsi (penundaan) untuk program kerja. Interrupt bisa berupa eksternal yang diaktifkan dengan menggunakan pin interrupt atau internal yang menggunakan instruksi interupsi selama pemrograman.

9. Blok Fungsi Khusus (Special Functioning Block)

Beberapa mikrokontroler yang hanya bisa digunakan untuk beberapa aplikasi khusus, misalnya sistem robotik. Pengontrol ini memiliki beberapa port tambahan untuk melakukan operasi khusus tersebut yang dinamakan dengan blok fungsi khusus.

 

Kelebihan Mikrokontroler

 

• Mikrokontroler bertindak sebagai mikrokomputer tanpa harus ada komponen digital tambahan lainnya.

• Memiliki integrasi yang lengkap dalam sebuah mikrokontroler sehingga bisa mengurangi biaya dan ukuran sistem.

• Penggunaan mikrokontroler yang sederhana sehingga mudah untuk memecahkan masalah dan pemeliharaan sistem.

• Sebagian besar pin bisa diprogram oleh pengguna untuk melakukan berbagai fungsi.

• Mudah menghubungkan port RAM, ROM dan I / O tambahan.

• Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi rendah.

Kekurangan Mikrokontroler 

 

• Mikrokontroler memiliki arsitektur yang lebih kompleks daripada mikroprosesor.

• Hanya melakukan eksekusi dalam jumlah terbatas dalam waktu yang bersamaan.

• Kebanyakan hanya digunakan dalam peralatan-peralatan mikro.

• Tidak bisa terhubung langsung dengan perangkat yang berdaya tinggi.