[Tanpa judul]

.      USART (Universal Synchronous-Asynchronous Receiver/Transmitter)
USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART.
USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja. Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronousharus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK.
Komunikasi serial data antara master dan slave pada SPI diatur melalui 4 buah pin yang terdiri dari SCLK, MOSI, MISO, dan SS sbb:
·         SCLK dari master ke slave yang berfungsi sebagai clock
·         MOSI jalur data dari master dan masuk ke dalam slave
·         MISO jalur data keluar dari slave dan masuk ke dalam master
·         SS (slave select) merupakan pin yang berfungsi untuk mengaktifkan slave 

.     Serial Peripheral Interface (SPI)
 Serial Peripheral Interface (SPI) adalah protokol data serial sinkron digunakan oleh mikrokontroler untuk berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat periferal cepat jarak pendek. Hal ini juga dapat digunakan untuk komunikasi antara dua mikrokontroler. Dengan koneksi SPI selalu ada perangkat satu master (biasanya mikrokontroler) yang mengontrol perangkat periferal.
Serial Peripheral Interface ( SPI ) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchrounous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh Atmega 328. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO, dan SCK. Melalui komunikasi ini data dapat saling dikirimkan baik antara mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan peripheral lain di luar mikrokontroller.
Penjelasan 3 jalur utama dari SPI adalah sebagai berikut :
·         MOSI    : Master Output Slave Input Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MOSI sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MOSI sebagai input.
·         MISO    : Master Input Slave Output Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MISO sebagai input tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MISO sebagai output.
·         CLK      : Clock Jika dikonfigurasi sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai output  tetapi  jika dikonfigurasi  sebagai  slave  maka  pin  CLK berlaku sebagai input.
Untuk mengatur mode kerja komunikasi SPI ini dilakukan dengan menggunakan register SPCR (SPI Control Register), SPSR (SPI Status Register) dan SPDR (SPI Data Register).
A.    SPI Control Register (SPCR)
Mode SPCR yang digunakan adalah sebagai berikut :
a.       Bit-6 SPE (SPI Enable)
SPE digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan komunikasi SPI dimana jika SPI bernilai 1 maka komunikasi SPI aktif sedangkan jika bernilai 0 maka komunikasi SPI tidak aktif.
b.      Bit-4 MSTR (Master or Slave Select)
MSTR digunakan untuk style="letter-spacing: .55pt;"> mengkonfigurasi sebagai master atau slave secara software dimana jika MSTR bernilai 1 maka terkonfigurasi sebagai maste sedangkan MSTR bernilai 0 maka terkonfigurasi sebagai slave. Pengaturan bit MSTR ini tidak akan bisa dilakukan jikapin SS dikonfigurasi sebagai input karena    jika pin  SS dikonfigurasi sebagai input maka penentuan master atau slavenya otomatis dilakukan secara hardware yaitu dengan membaca level tegangan pada .SS

c.       Bit-1 SPR1/0 (SPI Clock Rate Select)
SPR1 dan SPR0 digunakan untuk menentukan kecepatan clock yang digunakan dalam komunikasi SPI.
B.     SPI Status Register (SPSR)
Dalam SPSR mode pengaturan yang dilakukan adalah sebagai berikut :
a.       SPIF (SPI Interrupt Flag)
C.    SPI Data Register (SPDR)
SPDR merupakan register yang digunakan untuk menyimpan data yangakan dikirim atau diterima pada komunikasi SPI

Pengertian UART

UART merupakan kepanjangan dari Universal Aysnchronous Receiver I Trasmitter. Seri8250, yang mencakup 16450, 16550, 16650 dan 16750, merupakan jenis UART yang banyak digunakan, pada gambar II.3 ditunjukkan diagram pin dari jenis UART ini.Ada kalanya UART ini terpadu dalam suatu chip bersama-sama dengan kontrol kanal paralel, kanal game, hard disk dan floppy drive.

Struktur Uart

Sebuah clock generator, biasanya kelipatan dari bit rate untuk memungkinkan pengambilan sampel di tengah bit.

• Input dan Output pergeseran register

• kontrol mengirim / menerima

• Kontrol logika untuk membaca / menulis

• Kirim / menerima buffer (opsional)

• Paralel data bus buffer (opsional)

• Pertama-in, first-out (FIFO) memori (opsional)

Dalam mengirim dan menerima data Universal Asynchronous Receiver / Transmitter (UART) dengan bit individu dan berurutan. UART berisi sebuah register geser yang merupakan metode dasar konversi antara bentuk serial dan paralel. UART biasanya tidak secara langsung menghasilkan atau menerima sinyal eksternal digunakan antara item yang berbeda dari peralatan. Sebuah perangkat interface yang terpisah digunakan untuk mengkonversi sinyal tingkat logika dari UART dan level sinyal eksternal. Setiap karakter dikirim sebagai sedikit logika mulai rendah, sejumlah bit dikonfigurasi data (biasanya 7 atau 8, kadang-kadang 5), sebuah bit paritas opsional, dan satu atau lebih berhenti logika bit tinggi. Pada 5-8 bit berikutnya, tergantung pada kode set digunakan, mewakili karakter. Setelah data bit mungkin sedikit paritas. Satu atau dua bit berikutnya selalu dalam tanda (logika tinggi, yaitu, '1 ') negara dan disebut stop bit (s). Penerima sinyal karakter yang selesai. Sejak mulai sedikit logika rendah (0) dan berhenti logika agak tinggi (1) selalu ada demarkasi yang jelas antara karakter sebelumnya dan berikutnya.

Mengirimkan dan menerima data serial

Universal Asynchronous Transmitter Receiver / (UART) mengambil byte data dan mengirimkan bit individual secara berurutan. [1] Di tempat tujuan, sebuah UART kedua kembali merakit bit menjadi byte lengkap. Setiap UART berisi sebuah register geser yang merupakan metode dasar konversi antara bentuk serial dan paralel. Transmisi serial informasi digital (bit) melalui kawat tunggal atau media lainnya adalah biaya yang jauh lebih efektif daripada transmisi paralel melalui beberapa kabel.

UART biasanya tidak secara langsung menghasilkan atau menerima sinyal eksternal digunakan antara item yang berbeda dari peralatan. Perangkat antarmuka yang terpisah digunakan untuk mengkonversi sinyal tingkat logika dari UART dan dari tingkat sinyal eksternal. Sinyal eksternal mungkin berbagai bentuk. Contoh standar untuk sinyal tegangan RS-232, RS-422 dan RS-485 dari AMDAL. Secara historis, saat ini (dalam loop arus) digunakan di sirkuit telegraf. Beberapa skema sinyal tidak menggunakan kabel listrik. Contoh tersebut serat optik, IrDA (inframerah), dan (nirkabel) Bluetooth Serial Port Profile nya (SPP). Beberapa skema sinyal menggunakan modulasi dari sinyal pembawa (dengan atau tanpa kabel). Contohnya adalah modulasi sinyal audio dengan modem saluran telepon, RF modulasi dengan radio data, dan DC-LIN untuk komunikasi power line.

Komunikasi dapat "full duplex" (keduanya mengirim dan menerima pada waktu yang sama) atau "half duplex" (perangkat bergiliran transmisi dan menerima).

* Transmitter

Pada posisi pemancar, transmisi berlangsung dalam sebuah operasi sederhana, karena berada di bawah kontrol dari sistem transmisi. Setelah data disimpan dalam register geser, hardware UART menghasilkan mulai sedikit, menggeser jumlah yang diperlukan bit data ke dalam baris, menghasilkan dan menambahkan bit paritas (jika digunakan), dan menambahkan sedikit berhenti.

Karena transmisi karakter tunggal dapat memakan waktu yang lama relatif terhadap kecepatan CPU, UART akan mempertahankan bendera yang menunjukkan status dari host sibuk, sehingga sistem tidak menyimpan karakter baru untuk transmisi sampai sebelumnya telah selesai, dapat juga dilakukan dengan interrupt.

Karena full-duplex operasi membutuhkan karakter yang akan dikirim dan diterima pada saat yang sama, UART menggunakan dua shift register yang berbeda untuk karakter karakter ditransmisikan dan diterima.

* Receiver

Semua hardware UART operasi dikendalikan oleh sinyal clock yang berjalan pada beberapa data rate - setiap bit data untuk 16 jam pulsa. Receiver menguji kondisi sinyal yang masuk di setiap pulsa clock. Jika bit tersebut terjadi, satu-setengah dari waktu, dianggap untuk bertemu dan merupakan sinyal awal dari sebuah karakter baru. Setelah menunggu lama, tingkat clock yang dihasilkan ke sebuah register geser. Setelah jumlah yang diperlukan bit untuk jangka waktu yang lama karakter (5 sampai 8 bit, biasanya) telah berlalu, isi dari register geser yang tersedia (dalam modus paralel) ke sistem penerima. UART akan menetapkan bendera yang menunjukkan data baru tersedia, dan juga dapat menghasilkan interupsi prosesor untuk meminta prosesor host transfer data yang diterima.

Sebuah UART biasanya berisi komponen dari sebuah clock generator, biasanya kelipatan dari bit rate untuk memungkinkan pengambilan sampel dalam periode bit.Input tengah dan register keluaran bergeser. Mengirim / menerima kontrol. Membaca / menulis kontrol logika. Mengirim / menerima buffer (opsional). Paralel data bus buffer (opsional). Pertama-in, first-out (FIFO) memori (opsional). UART mengambil byte data dan mengirimkan bit individual secara berurutan. Setiap UART berisi sebuah register geser yang merupakan metode dasar konversi antara bentuk serial dan paralel. UART biasanya tidak secara langsung menghasilkan atau menerima sinyal eksternal digunakan antara item yang berbeda dari peralatan. Setiap karakter dikirim sebagai logika dengan pengiriman awal nilai rendah, jumlah bit data dikonfigurasi (biasanya 7 atau 8, kadang-kadang 5), sebuah bit paritas opsional, dan satu atau lebih berhenti logika bit tinggi. Bit pada penerima sinyal dan kemudian dilanjutkan dengan bit 5-8 berikutnya, tergantung pada kode set digunakan, mewakili karakter. Setelah itu, satu atau dua bit berikutnya selalu dalam keadaan logika tinggi, yaitu, '1 'dan disebut stop bit (s). Penerima sinyal selesai. Pada logika rendah (0) dan stop bit logika tinggi (1), ada demarkasi yang jelas antara karakter sebelumnya dan berikutnya.

Keping 16550 merupakan kompatibelnya 8250 dan 16450, perbedaannya terletak pada pin 24 dan 29:

Kaki                       16550                                    8250/16450

24                           TXRDY                                   CSOUT

29                           RXRDY                        Tidak dihubungkan

Pada 16550 terdapat sinyalTXRDY (Transmit Ready) dan RXRDY (Receive Ready) yang dapat digunakan untuk implementasi DMA (Direct Memory Access) dengan dua mode kerja (operasional):

1.       Mode 0 - Single Transfer DMA: lebih dikenal juga dengan mode 16450,mode ini diaktifkan dengan cara menon-aktifkanFIFO (bit-0 FCR = 0) atau dengan mengaktifkan FIFO dan pemilih mode DMA (bit-3 FCR = 1). Sinyal RXRDY akan aktif (rendah) jika ada (minimal) sebuah karakter pada penyangga penerima dan akan kembali non-aktif (tinggi) jika tidak ada satupun karakter pada penyangga penerima, sedangkan sinyal TXRDY akan aktif jika penyangga pengirim kosong sama sekali dan akan kembali non-aktif (tinggi) setelah karakter 1 byte pertama diisikan ke penyangga pengirim.

2.       Mode 1 - Multi Transfer DMA: dipilih dengan syarat FCR bit-0 = 1 dan FCR bit-3 - 1. Pada mode ini, sinyal RXRDY akan aktif (rendah) jika telah tercapai tingkat picuan (trigger level} atau saat munculnya time-out 16550 dan akan kembali non-aktif jika sudah tidak ada satupun karakter yang tersimpan dalam FIFO. Sinyal TXRDY akan aktif (rendah) jika tidak ada karakterpun pada penyangga pengirim dan akan non-aktif jika penyangga pengirim FIFO sudah betul-betul penuh.

Gambar Diagram Pin UART 16550 dan 8250/16450

Semua chip UART kompatibel dengan TTL (termasuk sinyal TxD, RxD, RI, DCD, DTS, CTS, DTR dan RTS), dengan demikian diperlukan konverter tingkat RS232 (RS232 level converter) yang berfungsi untuk mengkonversi sinyal TTL menjadi logika tingkat RS232. Interupsiin itu UART juga membutuhkan clock untuk operasionalnya, biasanya dibutuhkan kristal eksternal dengan frekuensi 1,8432 MHz atau 18,432 MHz.

Fungsi PinOut UART 16550 dan 8250/16450

Tipe-tipe UART

·         8250 UART pertama pada seri ini. Tidak memiliki register scratch, versi 8250A merupakan versi perbaikan dari 8250 yang mampu bekerja dengan lebih cepat;

·         8250A UART ini lebih cepat dibandingkan dengan 8250 pada sisi bus. Lebih mirip secara perangkat lunak dibanding 16450;

·         8250B Sangat mirip dengan 8250;

·         16450 Digunakan pada komputer AT dengan kecepatan 38,4 Kbps, masih banyak digunakan hingga sekarang;

·         16550 Generasi pertama UART yang memiliki penyangga, dengan panjang 16-byte, namun tidak bekerja (produk gagal) sehingga digantikan dengan

·         16550A;

a.      16550A UART yang banyak digunakan pada komunikasi kecepatan tinggi, misalnya 14,4 Kbps atau 28,8 Kbps;

b.      16650 UART baru, memiliki penyangga FIFO 32-byte, karakter Xon/Xoff terprogram dan mendukung manajemen sumber daya;

·         16750 Diproduksi oleh Texas Instrument, memiliki FIFO 64-byte!