Materi : AVR ( Advance Virtual RISC )
Nama Kelompok : 1. Yohannes Leonard ( 17416788 )
2. Denis Al Malik Aziz ( 11416816 )
3. Raymond De Lano Kawulusan ( 16416119 )
4. Dai Muchsin KF ( 11416666 )
Kelas : 4IB02C
AVR
( Advance Virtual RISC )
Mikrokontroler
AVR
Kata AVR dapat berarti
berasal dari singkatan Alf and Vegard RISC sesuai dengan nama penggagas
pertama. Saat ini ada yang menggunakan singkatan dari Advanced Virtual RISC.
Menurut Syahrul (2012:2) Mikrokontroler AVR yang menggunakan teknologi Reduce
Instruction Set Computer (RISC) dan berarsitektur Harvard ini pertama kali
dikembangkan pada tahun 1996 oleh dua orang mahasiswa Norwegian Institute of
Technology yaitu Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan yang kemudian dikembangkan
lebih lanjut oleh perusahaan Atmel. Seri pertama mikrokontroler AVR yang
dikeluarkan adalah mikrokontroler 8-bit dengan nama AT90S8515, dengan
konfigurasi pin yang sama dengan mikrokontroler 8051, termasuk bus alamat dan
bus data yang termultipleks. Mikrokontroler AVR mempunyai set instruksi yang
lebih sedikit dan mode pengalamatannya yang juga sederhana. Dalam AVR dengan
arsitektur RISC 8-bit, semua instruksi berukuran 16-bit dan sebagian besar
dieksekusi dalam 1 siklus clock kecuali instruksi pencabangan yang membutuhkan
2 siklus clock. Berbeda dengan mikrokontroler MCS-51 misalnya, yang
instruksinya bervariasi antara 8-bit sampai 32-bit dan dieksekusi selama 1
sampai 4 siklus mesin, di mana 1 siklus mesin membutuhkan 12 periode clock.
Dalam perkembangannya, AVR dibagi menjadi sedikitnya enam kelas yaitu kelompok
ATtiny, AT90Sxx, ATmega, AT90CAN, AT90PWM, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang
membedakan masing-masing kelas adalah kapasitas memori, peripheral, fungsinya
dan beberapa fitur tambahan lainnya. Sedangkan dari segi arsitektur dan set
intruksi yang digunakan hampir sama. 6 2.1.1 Arsitektur AVR ATmega8535
Mikrokontroler ATmega8535 merupakan mikrokontroler 8-bit teknologi CMOS dengan
konsumsi daya rendah yang berbasis arsitektur enhanced RISC AVR. Dengan
eksekusi instruksi yang sebagian besar hanya menggunakan satu siklus clock,
ATmega8535 mencapai throughtput sekitar 1 MIPS per MHz yang mengizinkan
perancang sistem melakukan optimasi konsumsi daya versus kecepatan pemprosesan.
Posesor AVR menggabungkan set instruksi yang kaya dengan 32 register umum
(general purpose registes, GPRs). Ke semua 32 register tersebut dikoneksikan
langsung dengan Arithmatic Logic Unit (ALU), mengizinkan dua register
independen untuk diakses dalam satu instruksi yang dieksekusi dalam satu siklus
clock. Arsitektur yang dihasilkan adalah arsitektur yang kode operasinya lebih
efisien serta pencapaian troughput nya hingga sepuluh kali lebih cepat daripada
mikrokontroler Complex Instruction Set Computer (CISC) konvensional. ATmega8535
menyediakan fitur-fitur: 8K byte memori In-System Programmable Flash dengan
kemampuan Read-While-Write, 512 byte EEPROM, 512 byte SRAM, 32 saluran I/O
untuk keperluan umum, 32 register GPR, tiga buah flexible Timer/Counter dengan
compare mode, interupsi internal dan eksternal, serial programmable USART, satu
byte diarahkan untuk Two-wire Serial Interface, 8-kanal ADC 10-bit dengan
optional differential input stage dengan programmable gain untuk kemasan TQFP,
sebuah programmable Watchdog Timer dengan Internal Oscillator, sebuah SPI port,
dan enam software selectable power saving modes. Idle mode menghentikan CPU
sementara mengizinkan SRAM, Timer/Counter, SPI port, dan sistem interupsi untuk
kontinuitas operasi. Power-down mode menghemat isi-isi register tetapi freezes
the Oscillator, melumpuhkan semua fungsi chip lainnya sehingga interupsi
berikutnya atau Reset perangkat keras. Pada Power-save mode, timer asinkron
tetap beroperasi, mengizinkan pemakai untuk tetap menjaga basis waktu sambil
device lainnya sedang tidur. ADC Noise Reduction mode menghentikan CPU dan
semua modul I/O kecuali timer asinkron dan ADC, untuk mengurangi switching 7
noise selama konversi ADC berlangsung. Pada Standby mode, osilator
kristal/osilator resonator tetap berjalan sementara device lainnya sedang
tidur. Hal ini mengizinkan start-up yang sangat cepat yang dikombinasikan
dengan konsumsi daya rendah. Pada Extended Standby mode, osilator utama dan
timer asinkron tetap berjalan. Pada On-chip ISP Flash mengizinkan memori
program untuk deprogram ulang dalam system melalui sebuah antarmuka SPI serial,
dengan menggunakan programmer memori nonvolatile konvensional, atau dengan
sebuah On-chip Boot program yang sedang beroperasi pada AVR core. Boot program
dapat menggunakan antarmuka apapun untuk mengunduh program aplikasi kedalam
Application Flash memory. Perangkat lunak pada Boot Flash section akan tetap
beroperasi ketika Application Flash Section di-‘update’, menyediakan operasi
Read-While-Write yang sebenarnya. Dengan menggabungkan sebuah CPU 8-bit RISC
dengan In-System Self-Programble Flashc pada sebuah chip monolithic, Atmel
ATmega8535 merupakan mikrokontroler yang tangguh yang menyediakan fleksibilitas
tinggi dan solusi biaya efektif untuk berbagai aplikasi control embedded.
Beberapa fitur utama yang
tersedia pada ATmega8535 adalah:
1. Port I/O 32 bit, yang
dikelompokkan dalam: PortA, PortB, PortC
2. Analog to Digital
Converter 10-bit sebanyak 8 input
3. Timer/Counter sebanyak
3 buah
4. CPU 8 bit yang terdiri
dari 32 register
5. Watchdog Timer dengan
osilator internal
6. SRAM sebesar 512 byte
7. Memori Flash sebesar 8
Kbyte dengan kemampuan read while write
8. Interrupt internal
maupun eksternal
9. Port komunikasi SPI
10. EEPROM sebesar 512
byte yang dapat diprogram saat operasi
11. Analog Comparator
12. Komunikasi serial
standar USART dengan kecepatan maksimal 2,5Mbps
13. Frekuensi clock
maksimum 16 MHz
Mikrokonktroler Alv and Vegard’s Risc
processor atau sering disingkat AVR merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit.
Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklus
clock.
Mikrokontroler AVR merupakan salah satu jenis
arsitektur mikrokontroler yang menjadi andalan Atmel. Arsitektur ini dirancang
memiliki berbagai kelebihan dan merupakan penyempurnaan dari arsitektur
mikrokontroler-mikrokontroler yang sudah ada.
Berbagai seri mikrokontroler AVR telah
diproduksi oleh Atmel dan digunakan di dunia sebagai mikrokontroler yang
bersifat low cost dan high performance. Di Indonesia, mikrokontroler AVR banyak
dipakai karena fiturnya yang cukup lengkap, mudah untuk didapatkan, dan
harganya yang relatif terjangkau.
A. Varian Mikrokontroler AVR
Antar seri mikrokontroler AVR memiliki beragam tipe dan fasilitas, namun kesemuanya memiliki arsitektur yang sama, dan juga set instruksi yang relatif tidak berbeda. Tabel dibawah ini membandingkan beberapa seri mikrokontroler AVR buatan Atmel.
Antar seri mikrokontroler AVR memiliki beragam tipe dan fasilitas, namun kesemuanya memiliki arsitektur yang sama, dan juga set instruksi yang relatif tidak berbeda. Tabel dibawah ini membandingkan beberapa seri mikrokontroler AVR buatan Atmel.
Keterangan:
- Flashadalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya
diisi dengan program hasil buatan manusia yang harus dijalankan oleh
mikrokontroler
- RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang
membantu CPU untuk penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika
program sedang running
- EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only
Memory) adalah memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh
program yang sedang running
- Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk
sinyal sebagai hasil keluaran ataupun masukan bagi program
- Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk
menghitung waktu/pulsa
·
UART (Universal
Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus secara
serial asynchronous
- PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas
untuk membuat modulasi pulsa
- ADC (Analog to Digital Converter) adalah
fasilitas untuk dapat menerima sinyal analog dalam range tertentu untuk
kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital dalam range tertentu
- SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur
komunikasi data khusus secara serial secara serial synchronous
- ISP (In System Programming) adalah kemampuan
khusus mikrokontroler untuk dapat diprogram langsung dalam sistem
rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang minimal
B. Arsitektur Mikrokontroler AVR
Mikrokontroler AVR sudah menggunakan konsep
arsitektur Harvard yang memisahkan memori dan bus untuk data dan program, serta
sudah menerapkan single level pipelining. Selain itu mikrokontroler AVR juga
mengimplementasikan RISC (Reduced Instruction Set Computing) sehingga
eksekusi instruksi dapat berlangsung sangat cepat dan efisien. Blok sistem
mikrokontroler AVR dapat dilihat dalam Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Blok Diagram Mikrokontroler
AVR
Salah satu seri mikrokontroler AVR yang banyak
menjadi andalan saat ini adalah tipe ATtiny2313 dan ATmega8535. Seri ATtiny2313
banyak digunakan untuk sistem yang relatif sederhana dan berukuran kecil.
Berikut adalah feature-feature mikrokontroler seri ATtiny2313.
- Kapasitas memori Flash 2 Kbytes untuk program
- Kapasitas memori EEPROM 128 bytes untuk data
- Maksimal 18 pin I/O
- 8 interrupt
- 8-bit timer
- Analog komparator
- On-chip oscillator
- Fasilitas In System Programming (ISP)
Sedangkan ATmega8535 banyak digunakan untuk
sistem yang kompleks, memiliki input sinyal analog, dan membutuhkan memori yang
relatif lebih besar. Berikut adalah feature-feature mikrokontroler seri
ATmega8535.
- Memori Flash 8 Kbytes untuk program
- Memori EEPROM 512 bytes untuk data
- Memori SRAM 512 bytes untuk data
- Maksimal 32 pin I/O
- 20 interrupt
- Satu 16-bit timer dan dua 8-bit timer
- 8 channel ADC 10 bit
- Komunikasi serial melalui SPI dan USART
- Analog komparator
- 4 I/O PWM
- Fasilitas In System Programming (ISP)
Sumber :
