serial atmega8535

7/15/2019 Serial ATMega8535

1/48

Komunikasi Serial dan

USART ATMega8535

Mikroprosesor


2/48

Sasaran

Komunikasi Serial

Antarmuka Serial dan USART

Arsitektur Internal USART ATMega8535

Register Kontrol ATMega8535

Prosedur Penggunaan USARTATMega8535


3/48

Pendahuluan

Komunikasi serial merupakan salah satu alternatifyang relatif murah untuk menggantikan komunikasiparalel, karena transfer data paralel menggunakan8 jalur konduktor/kawat untuk mentransfer data

sekaligus. Komunikasi serial hanya menggunakan satu kawat

penghantar, tetapi data ditransfer bit per bit.

J angkauan komunikasi serial lebih jauhdibandingkan komunikasi paralel.

Perangkat untuk mengubah serial ke paralel atausebaliknya adalah USART atau UART.


4/48

Antarmuka Serial dan USART

Data di dalam CPU di proses secara paralel.

Transfer data input/output serial harus dimulai dandiakhiri dengan data paralel.

Konversi data serial ke paralel atau paralel ke serial

menggunakan register geser (shift register). Transmisi data Paralel ke Serial (PISO)


5/48

Pengiriman Data Serial


6/48

Arsitektur Internal USART ATMega8535

AVR ATMega8535

memiliki 4 buah

registerI/O yaitu :1) UART Data

Register(UDR),2) UART Baud RateRegister(UBRR),

3) UART StatusRegister(USR)

4) UART ControlRegister(UCR).


7/48

Perangkat Keras USART terdiri :

Transmitter

Melakukan pengiriman data melalui pinTX.

Register UDR digunakan sebagai tempatmenampung (buffer) data yang akanditransmisikan.

Indikator keberhasilan data yangditransmisikan diberikan oleh flag TXC.

Flag UDRE adalah sebagai indikator jikaUDR kosong dan siap untuk diisi datayang akan ditransmisikan lagi.

Receiver

Melakukan penerimaan datamelalui pin RX.

Register yang digunakanuntuk menampung data

yang telah diterima adalahUDR.

Indikator keberhasilanbahwa data telah diterimaditangani oleh flag RXC.

Clock Generator

Berhubungan dengan kecepatan transfer data.

Baud rate ditentukan oleh register pasangan UBRR


8/48

Clock Generation Logic, Block Diagram


9/48

Persamaan untuk Menghitung Baud Rate

dan Seting Register


10/48

Synchronous Mode XCK Timing


11/48

Frame Formats Asinkron

Format data terdiri dari : IDLE St 0...4 [5] ...[8] P Sp1 [Sp2]


12/48

USART I/O Data Register UDR

Sebagai penyangga (buffer) data yang akan dikirimkan danpenyangga data yang diterima.

Transmit Data Buffer Register(TXB) berfungsi sebagaipenyangga data yang akan ditulis ke dalam register UDR.

Receive Data Buffer Register(RXB) berfungsi sebagaipenyangga data yang diterima oleh register UDR.

Register UDR untuk penyangga hanya dapat ditulis ketika bitflag UDRE dalam register UCSRA (bit 5) dalam keadaan set.


13/48

USART Control and Status Register A UCSRA

Register UCSRA digunakan sebagairegister kontrol dan status USART A.


14/48

Bit 7 RXC: USART Receive Complete

Flag ini akan di-set jika data yang masuk (lengkap) ke dalam

UDR belum dibaca. Akan clearjika receiver bufferkosong (yakni tidak berisi data

yang belum dibaca).

J ika penerima disable, maka penyangga penerima akandikosongkan dan sebagai akibatnya bit RCX akan menjadi

nol. Flag RCX dapat digunakan untuk membangkitkan interupsi

RX complete (lihat penjelasan RXCIE)


15/48

Bit 6 TXC: USART Transmit Complete

Flag ini akan di-set jika data yang akan dikirim telah

digeser keluar semuanya dan tidak ada data baru yangberada dalam transmit buffer(UDR).

Flag TXC akan clearsecara otomatis jika TransmitComplete Interrupt telah dieksekusi, atau flag ini dapatdi-cleardengan menuliskan satu pada lokasi bit-nya.

Flag TCX dapat membangkitkan Transmit CompleteInterrupt (lihat penjelasan bit TXCIE).


16/48

Bit 5 UDRE: USART Data Register Empty

Berfungsi untuk menyatakan kesiapan transmit

buffer (UDR) menerima data baru. J ika UDRE satu, maka buffer kosong, karena itu siap

untuk ditulisi.

Flag UDRE dapat membangkitkan Data Register

Empty Interrupt (lihat penjelasan bit UDRIE). UDRE set setelah suatu reset yang menunjukkan

bahwa Transmitter siap.


17/48

Bit 4 FE: Frame Error

Bit ini set jika karakter berikutnya pada receive buffer

mempunyai Frame Errorsaat diterima. Misalnya, jika bit stop pertama karakter berikutnya pada

receiver bufferadalah nol.

Bit in valid hingga receive buffer(UDR) di baca.

Bit FE nol jika bit stop data yang diterima adalah satu.

Bit ini selalu set ke nol jika dilakukan penulisan keUCSRA.


18/48

Bit 3 DOR : Data OverRun

Bit ini set jika kondisi Data OverRun (tumpang tindih

data) terdeteksi. Data OverRun terjadi jika receiver bufferpenuh (dua

karakter) yang merupakan suatu karakter baru yangmenunggu pada Receiver Shift Register, dan sebuah bitstart baru terdeteksi.

Bit ini valid hingga receiver buffer(UDR) di baca.

Bit in selalu set ke nol jika terjadi penulisan ke UCSRA.


19/48

Bit 2 PE: Parity Error

Bit ini set jika karakter berikutnya pada receiver

buffermempunyai Parity Errorketika diterima, danpengecekan parity adalah enable pada saattersebut (UPM1 = 1).

Bit ini valid hingga receiver buffer(UDR) di baca.

Bit ini selalu set ke nol saat terjadi penulisan keUCSRA.


20/48

Bit 1 U2X: Double the USART Transmission Speed

Bit ini hanya mempunyai efek pada operasiasinkron.

Bit ini ditulis ke nol jka menggunakan operasisinkron.

Penulisan bit ini ke satu akan mengurangi pembagi

(divisor) baud rate dividerdari 16 ke 8 secara efektifdobel transfer rate pada komunikasi asinkron.


21/48

Bit 0 MPCM : Multi Processor Communication Mode

Bit ini berfungsi untuk meng-enable atau

mengaktifkan mode Multi-ProcessorCommunication.

Bila bit MPCM ditulis ke satu, semua frame yangditerima oleh penerima USART yang tidak berisi

informasi alamat akan diabaikan. Transmitter tidak dipengaruhi oleh setting MPCM.


22/48

USART Control and Status Register B UCSRB

Bit 7 RXCIE : RX Complete Interrupt Enable

Berfungsi mengaktifkan interupsi RXComplete (1=enable, 0=disable).

J ika satu data diterima dalam register UDRsudah lengkap (tanpa error), maka

otomatis akan men-set flag RXC dalamregister UCSRA dan kemudianmembangkitkan interupsi RX Complete.


23/48

Bit 6 TXCIE : TX Complete Interrupt Enable

Berfungsi mengaktifkan interupsi RX Complete(1=enable, 0=disable).

J ika satu data diterima dalam register UDR sudahlengkap (tanpa error), maka otomatis akan men-set flag RXC dalam register UCSRA dan

kemudian membangkitkan interupsi RX Complete.


24/48

Bit 5 UDRIE : USART Data Register EmptyInterrupt Enable

Berfungsi mengaktifkan interupsi Data RegisterEmpty (UDR kosong, 1=enable, 0=disable).

J ika data yang dituliske UDR telah dikirimkankemudian UDR akan kosong, hal ini yangdimanfatkan untuk membangkitkan interupsi data

register empty.


25/48

Bit 4 RXEN : Receiver Enable

Berfungsi mengaktifkan pin RX saluran USART(1=enable, 0=disable).

Ketika diaktifkan maka pin tersebut tidak dapatdigunakan untuk fungsi pin I/O karena sudahdigunakan sebagai saluran penerima USART.


26/48

Bit 3 TXEN : Transmitter Enable

Berfungsi mengaktifkan pin TX saluran USART(1=enable, 0=disable).

Ketika diaktifkan maka pin tersebut tidak dapatdigunakan untuk fungsi pin I/O karena sudahdigunakan sebagai saluran pemancar USART.


27/48

Bit 2 UCSZ2 : Character Size

Bit bersama UCSZ1, UCSZ0 dalam registerUCSRC digunakan untum memilih format lebardata bit (character size) yang digunakan.


28/48

Bit 1 RXB8 : Receive Data Bit 8

Bit ini dignakan sebagai bit ke-9 ketikamenggunakan format data 9-bit.

Bit ini harus dibaca dahulu sebelum membacaUDR.


29/48

Bit 0 TXB8 : Transmit Data Bit 8

Bit ini digunakan sebagai bit ke-9 ketikamenggunakan format data 9-bit.

Bit ini harus ditulis dahulu sebelum menuliskan keUDR.


30/48

USART Control and Status Register C UCSRC(1)

Bit 7 URSEL : Register Select

Berfungsi memilih antara pengaksesanregister UCSRC atau UBRRH.

Dibaca seperti ketika membacaUCSRC.

URSEL harus satu ketika menulisiUCSRC


31/48

Bit 6 UMSEL : USART Mode Select

Berfungsi memilih antara mode operasiasinkron atau sinkron.


32/48

Bit 5:4 UPM1:0 : Parity Mode

Berfungsi meng-enable dan men-settipe pembangkitan parity dan check.

J ika di-enable, pengirim secaraotomatis akan membangkitkan danmengirimkan parity dari bit-bit datayang dikirimkan dalam setiap frame.

Penerima akan membangkitkan sebuah nilai parity untuk data yang

masuk/diterima dan membandingkan dengan setting UMP0. J ika terdeteksi ketidaksesuaian (missmatch), maka flag PE pada

UCSRA akan di-set.


33/48

Bit 3 USBS : Stop Bit Select

Berfungsi memilih jumlahbit stop yang akandisisipkan oleh pengirim.

Penerima mengabaikan

setting ini.


34/48

Bit 2:1 UCSZ1:0 : Character Size

Bit-bit UCSZ 1:0

bersama dengan bitUCSZ2pada UCSRBakan mengeset jumlahbit data (ukuran karakter)dalam sebuah frame

penerima dan pengirimyang digunakan.


35/48

Bit 0 UCPOL : Clock Parity

Digunakan hanya untuk mode sinkron.

Bit ini ditulis ke nol jika digunakan sebagai mode asinkron. Bit UCPOL mengeset hubungan antara sampling keluaran

data, masukan data, dan clock sinkron (XCK).


36/48

USART Baud Rate Registers UBRR

UBRRL and UBRRH(1)

Register UBRRH digunkan secara sharelokasi I/O yang sama sebagai registerUCSRC.


37/48

Bit 15 URSEL : Register Select

Berfungsi untuk memilih antara pengaksesanregister UBRRH atau UCSRC.

Bit ini dibaca sebagai nol ketika membacaUBRRH.

URSEL harus nol ketika menulisi UBRRH.


38/48

Bit 14:12 Reserved Bit

Digunakan sebagai cadangan untukpengunan pengembangan di masa datang.

Untuk kompatibilitas dengan piranti yang akandatang, maka bit ini harus ditulis ke nol ketika

UBRRH ditulisi.


39/48

Bit 11:0 UBRRR11:0 : USARTBaud Rate Register

Terdapat 12 bit yang digunakan untukmenentukan baud rate USART.

UBRRH berisi 4 bit MSB dari USART baud rate.

UBRRL berisi 8 bit LSB dari USART baud rate.

Akan terjadi kesalahan jika baud rate pengirimdan penerima berbeda.


40/48

Prosedur Penggunaan USART ATmega8535

Memilih mode yang akan digunakan

Memilih interupsi yang akan diaktifkan

Memilih saluran yang akan digunakan

Memilih lebar data yang akan digunakan Memilih parity bit dan stop bit

Menentukan baud rate

Membuat fungsi ISR jika bit I padaSREG diaktifkan


41/48

Inisialisasi USART ATmega8535

;================;inisialisasi USART

;================

USART_Init:

;set baud rat e

out UBRRH, r17

out UBRRL, r16;enable penerima dan pengir im

ldi r16, (1


42/48

Pengiriman Data

USART_Transmit:

;menunggu buffer pengiriman kosong

sbis UCSRA, UDRE

rjmp USART_Transmit

;mengisi data (r16) ke buffer, mengirim data

out UDR, r16

ret


43/48

Penerimaan Data

USART_Receive:

;wait for data to be receive

sbis UCSRA, RXC

rjmp USART_Receive

;get and return received data from buffer

in r16, UDR

ret


44/48

TUGAS_01 :

Buat program untuk menerima data karakterdari port serial kemudian ditampilkan di LCD.


45/48

TUGAS_02 :

Buat program untuk mengirim data karakterdari keypad 4x4 melalui port serial.


46/48

Inisialisasi USART :

.equ fclock = 11059200

.equ baud_rate = 19200

.equ ubbr_value = (fclock / (16*baud_rate)) - 1init_usart:

ldi temp,high(ubbr_value)out UBRRH,templdi temp,low(ubbr_value)out UBRRL,templdi temp,(1


47/48

Contoh pengiriman USART :

usart_tx:

sbis UCSRA,UDRErjmp usart_tx

out UDR,txbyte


48/48

Contoh penerimaan USART :

usart_rx:

sbis UCSRA,RXCrjmp usart_rx

in rxbyte,UDR

serial atmega8535

Documents