Mikrokontroller Serial Slave-Master

Komunikasi antar Mikro dengan menggunakan serial data sehingga antar mikrokontroller memiliki komunikasi yang bershinambungan dan saling memiliki keterkaitan, dalam serial slave-master minimal dua mikrokontroller terhubung, maksimal tak terhingga selama masih terjadinya komunikasi antar mikrokontroller. Dalam komunikasi slave-master digunnakan serial Komunikasi, serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman data secara satu per satu berurutan dimulai dari LSB (Least Significant Bit) sampai dengan MSB (Most Significant Bit), dengan menggunakan satu jalur kabel data dalam satu waktu.

                                      Iustrasi komunikasi serial

Pengiriman data secara serial terbagi menjadi dua modus transmisi yaitu modus Asinkron dan modus Sinkron.

1.  Modus Asinkron

Komunikasi data serial asinkron (UART) atau biasa disebut sebagai Start Stop Transmission karena pada sistem ini digunakan start bit sebagai alat untuk mensinkronisasikan clock antara transmitter dan receiver .  Data yang akan dikirim berupa kumpulan bit per bit dalam 1 paket karakter dengan jarak antara paket karakter yang satu dan lainnya adalah tidak tentu. Pada awal tiap paket, ditambahkan sebuah start bit sedangkan pada akhir karakter tersebut harus di tambahkan satu atau dua stop bit. Pihak penerima akan dapat mengenal karakter tersebut berdasarkan referensi start bit yang selalu merupakan space. Dalam keadaan idle (tidak melakukan apa-apa), pihak pengirim selalu akan mengirim sinyal pengenal yang konstan yang dikenal dengan nama MARK HOLD. 

                                ilustrasi pengiriman paket data serial asinkron

Transmisi serial asinkron memiliki kecepatan data yang bervariasi, olehkarena itu membutuhkan protokol/parameter-parameter yang harus dimengerti oleh peralatan yang ingin berkomunikasi. Parameter itu adalah:

a.    Jumlah bit tiap karakter adalah 5 sampai 8 bit.

b.   Parity bit yang digunakan untuk mendeteksi kesalahan (error) yang berbentuk odd (ganjil), even (genap) atau tanpa parity (no parity).

c.    Jumlah stop bit (1 bit, 1,5 bit, atau 2 bit) dan 1 start bit.

d.   Baud rate atau kecepatan data (bps).

 

2. Modus Sinkron

Mode sinkron merupakan mode komunikasi yang pengiriman tiap bit data dilakukan dengan menggunakan sinkronisasi clock. Pada saat transmitter hendak mengirimkan data, harus disertai clock untuk sinkronisasi antara transmitter dengan receiver.(Wie.2009). pihak pengirim akan mengirimkan karakter unik yang dikenal sebagai sync characters, biasanya berupa kode ASCII 16h. Setelah pihak penerima menerima karakter ini, clock penerima dengan clock pengirim akan disamakan. 

                                 ilustrasi paket data dari serial sinkron.

 STX (start of text) dan ETX (end of text) digunakan untuk memberikan tanda awal dan akhir dari data yang akan dikirimkan. BCC (block check character) digunakan untuk mendeteksi kesalahan dari data yang dikirm.Pengiriman setiap data selalu disertai pemberian sinyal clock, artinya suatu nilai (logika 1 ataupun 0) tidak akan dianggap suatu data jika belum diberikan sinyal clock. Oleh sebab itu pada komunikasi serial sinkron harus ada Master dan Slave, yaitu Master sebagai pemberi clock dan Slave sebagai penerima clock. Pada komunikasi serial sinkron yang diberikan adalah data terlebih dahulu kemudian disertai clock, Hal ini dilakukan agar data yang diterima valid dan tidak error.

  Model Komunikasi

Dalam komunikasi data, arah aliran data dapat dibedakan menjadi tiga bagian yaitu simpex, half duplex, dan full duplex.

1.      Simplex

Mode Simplex adalah salah satu bentuk komunikasi antara dua belah pihak, di mana sinyal-sinyal dikirim secara satu arah seperti yang ditunjukan pada gambar .Transmisi secara simplex terjadi di dalam beberapa teknologi komunikasi, seperti siaran televisi atau siaran radio. (Wikipedia.2010).

2.      Half Duplex

Half-duplex merupakan sebuah mode komunikasi di mana data dapat ditransmisikan atau diterima secara dua arah tapi tidak dapat secara bersama-sama. Contoh paling sederhana adalah walkie-talkie.

3.      Full Duplex

Full duplex merupakan sebuah mode komunikasi dimana data dapat di transmisikan atau diterima secara dua arah pada waktu yang sama, dan umumnya membutuhkan dua jalur komunikasi.

USART (Universal Synchronous and Asynchronous Serial Receiver and Transmitter) merupakan salah fitur yang telah disediakan mikrokontroler  untuk berkomunikasi secara serial antara mikrokontroler atau dengan periferal lain seperti komputer, GPS, dan lain-lain . Komunikasi dengan menggunakan USART dapat dilakukan dengan dua cara yaitu modus asinkron dan modus sinkron.

1.      USART asinkron

Pada USART asinkron, komunikasi hanya membutuhkan dua jalur interface Rx (penerima) dan Tx (pengirim), tanpa menggunakan clock Master-Slave dikarena memiliki baudrate yang standar dan umum, serta fullduplex. Jika digunakan untuk komunikasi banyak perangkat maka setiap perangkat (Slave) diberikan alamat unik sendiri (unique Address) dengan protokol tertentu yang ditentukan secara program oleh programmer.

2.      USART Sinkron

Pada USART AVR mode sinkron, komunikasi data dan clock telah diatur secara internal oleh AVR. Komunikasi USART mode Sinkron pada AVR, RxD dan TxD  berfungsi sebagai pemberi dan penerima data sedangkan XCK sebagai pembangkit Clock-nya. Beberapa hal mengenai USART mode serial sinkron pada AVR, antara lain:

 ·         Sebagai Master atau sebagai Slave.

·      Nilai Clock kristal (XTALL) antara master dan slave minimal sama dan jika tidak sama maka Clock kristal Slave harus lebih cepat dari Master agar Slave bisa mengikuti Clock Master.

·         Format komunikasi data.

·         Saat IDLE logika pada RxD dan TxD haruslah berlogika 1 (High).